呼吸运动中的 4 个主要作用力
呼吸运动中的 4 个主要作用力
呼吸是一种看似平常却至关重要的生理过程。它不仅维持着我们的生命活动，还与身体的多个系统相互作用。本文将深入探讨呼吸运动中的四大主要作用力：肌肉收缩力、肺的弹性回缩力、重力以及骨骼的半刚性。
肌肉的收缩力
肌肉通过不同的收缩方式来控制呼吸运动：
通过收缩产生呼吸运动（A）：例如，胸大肌收缩使肋骨上抬并产生前肋部吸气。
通过收缩维持呼吸状态（B）：例如，在深呼气后，为了维持补呼气量下呼吸停顿的状态，腹部肌肉保持收缩。
通过收缩抑制呼吸运动（C）：例如，在深吸气后，想缓缓呼气时，通过抑制胸大肌的收缩来阻止肺快速回缩。
其他方式的作用：
- 肌肉处于被拉伸状态时（A）：当我们把胳膊抬起时，胸大肌会被拉伸，进而牵引肋骨向上运动，而胸大肌本身并没有进行收缩。
- 肌肉群的黏弹性形成对抗性支撑（B）：当我们蹲着时，若想进行腹式吸气，大腿的前部会紧紧压住腹部，阻碍腹部隆起，因而会使吸气运动向背部转移。
肺的弹性回缩力
肺弹性组织是呼吸运动的重要参与者。从力学角度来看，肺如同弹力网一样可以拉伸与回缩。肺允许外力介入对其进行拉伸，表现为肺扩张；一旦外力停止，就会恢复原来的状态。
在呼气运动中，发挥主要作用的通常不是来自肌肉（呼吸肌）的力量，而是肺的弹性回缩力。然而，仅仅依靠肺的主动回缩无法完全排空肺内的气体。留存的气体量称为残气量。
此外，肺的弹性回缩力间接促进了除呼吸以外的许多运动，例如腹部回缩、内脏活动、使肋部恢复正常状态、挺直腰部以及颈部等。
重力的影响
不同的身体姿势下，重力对呼吸的影响是不同的，有时会促进吸气，有时会促进呼气。
重力与膈肌
膈肌通过腹膜与腹部内脏相连。膈肌收缩时会下降，向骨盆靠近。重力作用于腹部，身体姿势不同，重力作用的结果也会不同。
- 重力方向与膈肌运动方向相同：例如，当人站立时，腹部位于膈肌之下，并不会阻碍膈肌下降。重力的作用方向与吸气时膈肌的运动方向相同。
- 膈肌在重力影响下产生位移：例如，当四肢着地时，如果放松腹部，腹腔内脏就会带动膈肌下降。
但是，当采用站姿时，腹部完全放松，腹腔内脏会向前下方下落，从而带动膈肌下降。此时，吸气运动是被动发生的。此外，腹部的重量会阻碍呼气运动。
- 重力方向与膈肌运动方向相反：例如，倒立时，膈肌收缩需要克服腹部内脏的重量。侧卧时，腹部的压力略减，压力主要落在处于下部的半块膈肌上。
重力与胸廓
站立时，重力会使肋骨下沉，因而重力的作用方向与呼气状态下肋骨的运动方向相同，这是最常见的情况。
倒立时，重力的作用会使肋骨上升，此时重力的作用方向与吸气状态下肋骨的运动方向相同。
因而，重力对肋部和膈肌的影响通常是相反的。
骨骼的半刚性
骨骼通过其刚性参与呼吸运动，并与其他作用力共同作用：
- 肋弓的半刚性可以抑制肺的弹性回缩；
- 肋骨的半刚性可以支撑吸气肌和呼气肌牵拉，从而引导某些活动向某个具体方向进行；
- 脊柱的半刚性会通过影响躯干尤其是胸廓的运动，进而影响呼吸。
例如：脊柱向后伸展是吸气状态下的运动，脊柱向前弯曲是呼气状态下的运动。
综上可知，呼吸运动需要肌肉的运动和其他许多作用力的协同合作才能发生。这些作用力有时甚至会成为你呼吸运动的主导者，比如重力、肺的弹性回缩力。