其實你說的這兩個是同一種東西,不信的話你深呼吸久了試試看,一樣會暈

想解釋清楚這個問題,需要大概瞭解一下肺的解剖結構,由於我們哺乳動物的肺部只有一個出入口(鳥類和恐龍是兩個),我們的呼吸系統裡面有一部分的空氣是無法完全排出體外的,你就好比用一個巨大的細口瓶子反覆的注水倒水一樣,在這個過程當中,總會有一點水滯留在其中無法出來,在醫學上面,我們將這部分無法排出的氣體體積稱之為「死腔」,一般情況下死腔體積約150mL左右:

拜我們的祖先所賜,我們天生無法適應低氧的環境,所以鳥兒飛的那麼高運動耗氧那麼大,它們還不會暈的一個重要原因就是它們的肺有著排氣的閥門,可以讓氣體充分的進行交換,廢氣可以儲存在另一個氣囊中,也就不存在死腔,我們稱之為雙重呼吸:

說完這個,那麼我們就來看一看,一般的呼吸模式(平靜呼吸)與深呼吸有何區別,在深呼吸模式下,肺泡極度的擴張,導致了換氣量增大,雖然死腔還是那麼多,但是我們的氧氣佔比(分壓)也就增多了,如下圖左側所示:

你可能會問,氧氣多了有啥不好?當然不好,猛力呼吸會造成一種癥狀,叫作「過度換氣綜合症」,隨著二氧化碳不斷被排出而濃度過低,引起次發性的呼吸性鹼中毒等癥狀。過呼吸就是呼吸過度,引起呼吸性鹼中毒,造成手腳麻木,嚴重時四肢可以抽搐

看到沒?你喘你也麻

所謂吹氣球頭暈,就是過度換氣綜合症的表現,只要休息一會就正常了;而所謂深呼吸會清醒,只出現在你本身有輕微缺氧的情況下,深呼吸會改善你的血氧飽和度,會讓你覺得更加清醒

以上

Reference

Perger E, Inami T, Lyons O D, et al. Distinct patterns of hyperpnea during Cheyne-Stokes respiration: implication for cardiac function in patients with heart failure[J]. Journal of Clinical Sleep Medicine, 2017, 13(11): 1235-1241.


這裡有兩層機制可以幫助理解,順帶可以引申下深呼吸對神經系統的影響以及我們為什麼對呼吸有意識的掌控是個好習慣。

1.第一層我們直接解釋為什麼吹起球頭暈--co2過度排出導致的輕度血液鹼化;同時交感神經主導,引發外周血管收縮,血壓增高機制引起

這個就是主動造成「過度通氣」機制,hyperventilation就是吹氣球中發生的情況,也同時是長期深呼吸中發生的病理狀況。原因是在主動深呼吸--吹起球和自主深呼吸都會引起二氧化碳的過度排出。而二氧化碳是在呼吸作用中最重要的生理性化學因素,意思就是它的多少直接決定了我們呼吸的調控。

這裡需要引入少許神經系統的知識:

人的呼吸受兩套神經系統支配,一套是自主神經系統,也就是不受控的系統,這解釋了你為什麼睡著後依然能呼吸,然而你並沒有主動控制它。

第二套是軀體神經系統(somatic NS)也能控制呼吸,也就是你會吹氣球,也會主動深呼吸,還能屏住呼吸。但是一旦屏氣過頭了,前面一條自主神經系統就開始強行接管你的呼吸(像不像自動託管系統?),所以人是沒有辦法掐死和自主憋死自己的。

回到二氧化碳過度排出的問題,因為呼吸是對血液pH調控最給力的因素,其次是腎臟。所以在二氧化碳濃度降低時,血液中的氫離子濃度會隨之降低,得來的結果就是血液偏鹼性(想要鹼化血液喫蔬菜不給力的,直接吹個氣球來~),而血液偏鹼性後會引起一系列的反應:血鉀下降--心跳不穩定,身體缺氧--血氧飽和度下降--頭暈,腦血管收縮--通向大腦的血糖減少。

可以看下圖對鬧的MR掃描對比正常呼吸(左側)和深呼吸(右側)的血氧飽和度,以及血糖均有明顯減少。

這裡不是吹氣球,而是深呼吸超過1分鐘後大腦的變化

而缺氧和卻糖均會導致我們感覺頭暈,更嚴重就會有手腳麻木,心慌,不安各種典型鹼中毒癥狀。但是如果我們沒有病理原因的話,而僅僅是吹氣球過度引起的頭暈,身體也會感知這個機制,而迅速通過把呼吸變淺變快來減少通氣,恢復二氧化碳,pH和血氧飽和度來解決這個問題。

另一個解釋來自評論區提示。就是吹氣球過程是主動而且用力,因此主導的是交感神經興奮,因此引發的是外周血管收縮,心跳加快,血壓升高,而大腦通血量突然增加,從而引發一過性的暈。

具體哪個機制佔優,要看你是一口氣超級用力吹個大氣球,還是吭哧吭哧吹了一下午氣球,這兩種暈很可能體驗是不一樣的。

2. 為什麼偶爾深呼吸反而很舒服?--因為你激活了副交感神經

副交感和交感神經系統是互斥的,右邊的副交感起主導作用時,我們會感到平靜,瞳孔縮小,慢而深的呼吸(沒有過度通氣),心跳減緩,胃腸道血流增加--總之就是更加舒緩。

但是隻要我們不作死去持續深呼吸或者連續吹很久氣球,而只是偶爾進行深呼吸的時候,尤其是呼氣刻意拉長變深的話,則是刺激了我們一條腦神經中最長的迷走神經。它是一條複合的神經,其中就有支配呼吸的作用,而呼吸反過來也會刺激它,這種深長的呼氣就會讓它其中的副交感神經起主導作用。而副交感神經的主導就會給身體帶來保護,休整,舒緩血管,加強腸胃功能等「修復性」的作用--它也是我們睡眠時起主導的神經系統。這就是為什麼只要是不過度通氣的深呼吸,都會讓我們感到放鬆和平復;而所有身心練習中,包括瑜伽,冥想,太極這類運動都是非常講究呼吸的,目的也是讓我們的副交感神經系統激活起來,讓我們修復身體,促進元氣回復。

所以我們緊張時會本能深呼吸也是為了保護機體不要持續被交感神經支配,從而導致高血壓,胃腸道缺血等嚴重問題(所以長期的精神緊張與胃有缺血性潰瘍有關聯),所以深呼吸的確是短暫的調節神經系統的好方法,但是持續的深呼吸就跟吹氣球一樣傻傻暈暈了。


感謝題主這個問題和知乎科學季的活動讓我在深呼吸這件事情上有了一些仔細思考的機會。這個問題要分三段來回答,先說是不是,再問為什麼。

首先說說呼吸那些事,其次回答吹氣球為什麼讓人感覺頭暈,最後來說深呼吸的問題。

呼吸,簡單來說就是吸進空氣,空氣中的氧氣和血液中的二氧化碳在肺泡毛細血管中進行氣體交換,氧氣進去二氧化碳出來,然後氧氣和二氧化碳達到平衡的新鮮血液隨血液循環到達身體各處,再跟各個器官/組織進行氣體交換,從而維持人體正常運轉。

圖片源於水印,侵刪。

在此過程中,原來我一直認為二氧化碳是種很沒用的東西,呼吸的意義就在於把這種代謝廢物排出去。直到看到這個題後查看了相關資料,方知二氧化碳不但是代謝產物,而且扮演了沙丁魚堆中鯰魚的作用:

· 動脈血中二氧化碳增多———刺激動脈體化學感受器———刺激呼吸中樞———呼吸加快加深,保證氣體攝入。說人話就是體內二氧化碳多了,身體自動發現快缺氧了,自己快吸氣深呼吸,進行自救吧。

反之如果人體內二氧化碳比正常含量少———對呼吸中樞刺激降低———發出維持呼吸動作的神經衝動減弱———呼吸減慢甚至停止———導致缺氧,鹼中毒,甚至窒息,從而損壞人體。

醫學外行感嘆一下人體真是一臺複雜的機器。

有了以上知識鋪墊,再來看吹氣球這個氣體交換過程:深吸一口氣後迅速吐出,不停重複,整個過程中呼氣佔主導,形成通氣過度。這個氣體過度交換的過程導致體內二氧化碳含量降低,發生了上訴第二種情況,呼吸遭到抑制,氧氣攝入降低,導致缺氧,缺氧導致頭暈目眩。類似的場景還有大聲呼喊、運動頭暈。

最後說深呼吸,一般是深吸一口氣緩緩吐出,吸氣量有保證,緩慢呼出也可以保證氧氣和代謝廢物充分交換,提高人體內血氧含量。另外一個看起來頗為複雜的專業知識為深呼吸激活了人體的副交感神經,對人體進行輔助調節,從而讓人感覺神清氣爽。

但是深呼吸並不全是好處,如果時間過長、幅度過深,會回到通氣過度這個狀態,適得其反過猶不及。


吹氣的時候,胸腔壓力變大,迴流到心臟的血液會減少,從而心臟射血減少,導致大腦一時供血不足,才會感到頭暈。所謂深呼吸,就是胸腹式呼吸聯合進行,可以排出肺內殘氣及其他代謝產物,吸入更多的新鮮空氣,以供給各臟器所需的氧分,提高或改善臟器功能。深呼吸能使人的胸部、腹部的相關肌肉、器官得以較大幅度的運動,能較多地吸進氧氣,吐出二氧化碳,使血液循環得以加強,從而解除疲憊。


先問……,再問……

你快速的深呼吸,一樣會頭暈啊。

快速深呼吸!深呼吸時血液中的含氧量增高,二氧化碳被大量地排出體外,形成低二氧碳血癥,會引發呼吸性鹼中毒,導致,胸悶,手腳麻木,頭腦腫脹等,嚴重時四肢可以抽搐,處於半昏厥狀態。

你看小孩子哭到抽抽了,就是呼吸性鹼中毒。大人也會發生這種。

有些人緊張的時候會不自主地快速深呼吸,然後就暈厥了,處理這種情況,給一個紙袋子,呼吸的時候用紙袋子擋在口鼻前面,讓呼出的二氧化碳又被吸回去,就好很多了。


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