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CO₂ 耐受与 BOLT 测试:憋气时间究竟能说明什么

Why the urge to breathe comes mostly from carbon dioxide, what a breath-hold score can and cannot say about you, and which breath-hold habits are genuinely dangerous.

插图:一个人平静地呼吸,二氧化碳和氧气在肺、血液和大脑之间流动。
想呼吸的冲动主要随二氧化碳升高而增强。呼吸过多会降低 CO₂,使脑血管收窄;憋气分数主要反映你能忍受这种冲动多久。

想呼吸的冲动主要由 CO₂ 驱动,而不是缺氧。BOLT 憋气测试测的是什么、为何几乎未经验证,以及如何安全练习。

作者: · 建筑师、格式塔心理学家,ONDA Life 创始人

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[ 案例档案:憋气分数 ]

“一位呼吸教练让你正常呼气,捏住鼻子,然后憋气。到第 14 秒,你第一次感到想呼吸的牵拉,于是松开。教练说:‘低于 25 秒,说明你的气体交换效率低,细胞缺氧。要练到 40 秒。’一位天天训练的朋友炫耀自己 45 秒的成绩和他的憋气训练表。

但在第 14 秒时,你的血液真的缺氧了吗?憋得更久就代表身体更健康吗?答案要从真正让你想呼吸的东西说起:主要不是氧气,而是二氧化碳(CO₂)。”


第 1 部分:想呼吸的冲动来自缺氧,还是 CO₂ 升高?

主要是 CO₂ 升高。在静息状态、海平面高度下,呼吸驱动主要由血液中的二氧化碳水平决定——脑干中的感受器通过它对酸碱度的影响来追踪它。氧感受器也会有反应,但通常要等氧气下降得多得多时才会起作用。

这就是为什么憋气时第一次想呼吸的冲动,远在氧气变低之前就出现了。这也解释了为什么这种冲动可以被训练:与非潜水者相比,受过训练的屏气潜水者对 CO₂ 升高的呼吸反应明显减弱(Delapille 2001)。

但另一面就不那么让人安心了。因为报警信号由 CO₂ 而非氧气驱动,你可以把它“静音”——例如在憋气前过度呼吸——而氧气却在持续下降。这正是水中晕厥背后的机制(见第 6 部分)。


第 2 部分:什么是 BOLT 测试?如何安全地做?

BOLT(“Body Oxygen Level Test”,身体氧水平测试)是布泰科(Buteyko)呼吸法和 Oxygen Advantage 课程中使用的一种简单憋气计时。尽管名字如此,它并不测量氧气,而是测量你能舒适地忍受第一次呼吸冲动多长时间。

通常的做法:

  1. •坐下,用鼻子正常呼吸一分钟。
  2. •在一次正常、放松的呼气之后(不要用力呼),捏住鼻子。
  3. •计时,直到出现第一次明显的呼吸冲动——而不是憋到极限。
  4. •松开,正常呼吸。如果你需要大口喘气,说明憋得太久了。

只在陆地上坐着做。绝不要在水中或水边做,绝不要在开车时做;如果你有心脏疾病、癫痫等发作性疾病或正在怀孕,请不要做。一出现强烈的呼吸冲动就立即停止。


第 3 部分:BOLT 分数多少算“正常”?它是有效的指标吗?

不存在经过验证的“正常值”。流行的分界线(低于 20–25 秒算“差”,40 秒是目标)来自呼吸训练课程,而不是把分数与健康结局联系起来的研究。

这个分数主要反映你对呼吸困难感的耐受程度,而这又取决于情绪、注意力、肺里有多少气,以及你吃了或喝了什么。研究人员在 49 名高水平速度滑冰运动员中测试 BOLT 时发现,它与全力冲刺测试或最大运动测试中的任何指标——包括最大摄氧量——都没有显著关系(Kowalski 2024)。作者指出,BOLT 尚未经过科学验证。

所以,BOLT 可以作为一个粗略的个人参考,看看你的呼吸感觉有多平静。但它无法告诉你气体交换“效率低”,也无法说明你的细胞缺氧。


第 4 部分:过度呼吸真的会让大脑缺氧吗?

部分如此,但并非通常所说的那样。证据更充分的影响在于大脑的血流,而不是血红蛋白“不肯释放”氧气。

  • •波尔效应(Bohr effect)确实存在,但在静息时作用不大。 CO₂ 和酸度升高会让血红蛋白更容易释放一点氧气;CO₂ 降低则让它抓得更紧一点(Malte 2021)。轻度过度呼吸会让这种平衡略有偏移,但不会阻断氧气输送,也不存在什么可以“解锁”的隐藏能量储备。
  • •大脑血管对 CO₂ 反应强烈。 CO₂ 低会使血管收窄、脑血流减少;CO₂ 高则使血管扩张(Ainslie & Duffin 2009)。这就是为什么剧烈的过度呼吸会带来头晕、发麻和脑子发懵的感觉。

简而言之:习惯性过度呼吸可能让你感觉更糟,值得留意。但解决办法是普通、平静的呼吸,而不是追逐一个憋气数字。


第 5 部分:CO₂ 耐受可以训练吗?对焦虑或体能有帮助吗?

你可以变得更适应想呼吸的冲动。但它对健康的作用,比通常宣传的要有限。

  • •哮喘。 一篇综述只找到少数几项小型布泰科试验,结果不一致,并指出尚不清楚这种方法是否真的能提高 CO₂(Bruton & Lewith 2005)。在一项随机试验中,布泰科法(从 40% 提升到 79%)与物理治疗师指导的呼吸和放松训练(从 44% 提升到 72%)对哮喘控制的改善大致相当;布泰科组使用的吸入激素更少,其他差异不显著(Cowie 2008)。症状可以改善,但它不能替代药物。
  • •惊恐与焦虑。 一个有影响力的理论认为,部分惊恐发作是一种“虚假的窒息警报”,伴随对 CO₂ 的敏感性升高(Klein 1993)。在 35 名惊恐障碍患者中,为期四周、借助 CO₂ 监测仪将 CO₂ 提升至正常水平的呼吸训练,减少了对身体感觉的恐惧,而 CO₂ 的变化可以部分解释这一效果(Meuret 2009)。那是有指导的训练,不是极限憋气。
  • •体能。 潜水者确实会适应 CO₂(Delapille 2001),但没有可靠证据表明更高的 BOLT 分数能让你更健康、体能更好(Kowalski 2024)。

第 6 部分:哪些憋气练习不安全?

任何在水中或水边的憋气,以及憋气前任何快速、用力的呼吸。过度呼吸会降低 CO₂,从而推迟呼吸冲动的出现,而氧气却在不断下降——于是你可能毫无预兆地失去意识。这被称为缺氧性晕厥或浅水晕厥(shallow-water blackout)。

低氧导致的晕厥是屏气潜水死亡的主要原因之一,多见于训练较少的休闲潜水者和潜水捕鱼者,而有心脏问题的人可能尤其容易受影响(Lindholm & Lundgren 2009)。纽约州一项针对 16 起与危险水下憋气行为相关的溺亡事件的回顾发现,同时存在不止一种此类行为会增加死亡风险(Boyd 2015)。

安全规则:

  • •绝不要在泳池、浴缸、湖泊或海里练习憋气,也绝不要在开车时练习。
  • •憋气前绝不要过度呼吸。
  • •一出现强烈的呼吸冲动就停止;不要独自“硬撑”完成憋气训练表。
  • •如果你有心脏疾病、癫痫发作、晕厥史或正在怀孕,请避免憋气练习。

另外,憋气也不会触发“战斗或逃跑”反应。它触发的是潜水反射:心跳减慢,四肢血管收缩(Lindholm & Lundgren 2009)。


第 7 部分:你自己能观察到什么?

你可以在陆地上给自己测 BOLT,并留意日常呼吸感觉有多平静。把这个数字当作个人记录,而不是诊断。

ONDA 不测量 CO₂、血氧(SpO₂)或 BOLT。通过手机摄像头,它会显示你的脉搏和呼吸频率估算值;配合 Apple Watch,还会增加更多信号,例如 HRV。如果你的静息呼吸频率经常偏高,或者呼吸总感觉急促,这值得留意——也值得尝试更慢、更安静的练习,或听听医生的意见。


第 8 部分:什么时候应该看医生?

如果出现以下情况,请去看医生,而不是更努力地训练:

  • •新出现、逐渐加重、轻微用力或平躺时就出现的呼吸困难。
  • •胸痛、喘鸣、持续咳嗽、晕厥或嘴唇发紫。
  • •无法解释的频繁叹气、空气饥渴感或发麻——这可能是呼吸模式紊乱,物理治疗师可以治疗。
  • •控制不佳的哮喘。呼吸再训练可以作为治疗的辅助,但绝不能替代治疗。

想呼吸的冲动是一种安全信号,而不是需要克服的弱点。平静的呼吸值得练习;打破憋气纪录并不是目标。

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常见问题

想呼吸的冲动是缺氧引起的吗?

大多不是。静息时,呼吸驱动主要由不断升高的二氧化碳决定,脑干通过血液酸度感知它。这就是为什么憋气时第一次呼吸冲动远在氧气变低之前出现,也是为什么憋气前过度呼吸会掩盖正在下降的氧气。

BOLT 测试测的是什么?

BOLT 计的是正常呼气后憋气、直到第一次明显呼吸冲动出现的时间。尽管名字如此,它并不测量氧气,主要反映你对呼吸困难感的耐受程度。它来自呼吸训练课程,不是经过验证的临床测试。

BOLT 分数多少算好?

没有经过验证的正常范围。“低于 25 秒算差”或“以 40 秒为目标”之类的分界线来自呼吸训练课程,而非结局研究。在 49 名精英速度滑冰运动员中,BOLT 与冲刺或最大运动表现均无关联(Kowalski 2024)。

憋气训练安全吗?

只有在陆地上并小心进行时才安全。绝不要在水中或水边、开车时憋气,憋气前绝不要过度呼吸,一出现强烈冲动就停止,因为氧气可能在毫无预兆的情况下降到晕厥水平。有心脏疾病、癫痫发作或怀孕时请避免。

过度呼吸和焦虑常常相互加剧。看看慢呼吸如何用于应对惊恐和焦虑。

→ 应对焦虑和惊恐的呼吸法

参考文献

  1. Klein DF (1993). False suffocation alarms, spontaneous panics, and related conditions. An integrative hypothesis. Archives of General Psychiatry. doi:10.1001/archpsyc.1993.01820160076009
  2. Delapille P et al. (2001). Ventilatory responses to hypercapnia in divers and non-divers: effects of posture and immersion. European Journal of Applied Physiology. doi:10.1007/s004210100518
  3. Bruton A, Lewith GT (2005). The Buteyko breathing technique for asthma: a review. Complementary Therapies in Medicine. doi:10.1016/j.ctim.2005.01.003
  4. Cowie RL et al. (2008). A randomised controlled trial of the Buteyko technique as an adjunct to conventional management of asthma. Respiratory Medicine. doi:10.1016/j.rmed.2007.12.012
  5. Ainslie PN, Duffin J (2009). Integration of cerebrovascular CO2 reactivity and chemoreflex control of breathing: mechanisms of regulation, measurement, and interpretation. American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. doi:10.1152/ajpregu.91008.2008
  6. Lindholm P, Lundgren CE (2009). The physiology and pathophysiology of human breath-hold diving. Journal of Applied Physiology. doi:10.1152/japplphysiol.90991.2008
  7. Meuret AE et al. (2009). Changes in respiration mediate changes in fear of bodily sensations in panic disorder. Journal of Psychiatric Research. doi:10.1016/j.jpsychires.2008.08.003
  8. Boyd C et al. (2015). Fatal and nonfatal drowning outcomes related to dangerous underwater breath-holding behaviors - New York State, 1988-2011. MMWR Morbidity and Mortality Weekly Report. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25996093/
  9. Malte H et al. (2021). The magnitude of the Bohr effect profoundly influences the shape and position of the blood oxygen equilibrium curve. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol. doi:10.1016/j.cbpa.2020.110880
  10. Kowalski T et al. (2024). Body Oxygen Level Test (BOLT) is not associated with exercise performance in highly-trained individuals. Frontiers in Physiology. doi:10.3389/fphys.2024.1430837