認識外呼吸

我們現在來看看外呼吸以及內呼吸的氣體交換是如何進行。所謂的外呼吸是在肺泡進行，肺泡周邊有微血管，微血管中的血液是從身體各部位回流而來的，因為這些血液中的氧氣已經被細胞使用，所以它的氧氣濃度是比較低，我們吸入空氣中的氧氣濃度是比較高，所以肺泡中的氧氣就會因為較高濃度而會進入較低濃度的微血管中。而微血管中的二氧化碳因為是收集身體細胞產生的二氧化碳，所以它的二氧化碳濃度是比吸入空氣中的二氧化碳濃度高，所以微血管中的二氧化碳就會因為這個濃度差而進入肺泡中，再隨著吐氣，將這些二氧化碳排出體外。這個在肺泡進行的外呼吸之氣體交換，完全是按照氣體濃度高低來進行，這個跟大家的認知是一樣的。

認識內呼吸

但是內呼吸的氣體交換，可能就要顛覆你的觀念了。所謂的內呼吸就是在細胞層次進行的氣體交換。 前面提過，我們呼吸主要的目的，就是吸入空氣中的氧氣是要進入細胞內，來產生能量，所以內呼吸的氣體交換才是真正的關鍵。細胞利用氧氣產生二氧化碳，而細胞周圍的微血管中血液的二氧化碳，因為在外呼吸時已經排放到肺泡，所以細胞內的二氧化碳濃度較高，所以細胞內的二氧化碳很自然就會滲出排放到微血管中。雖然細胞內的氧氣因為被利用而讓氧氣濃度降低，微血管中的氧氣濃度較高，但是此時微血管中的氧氣是否能釋放進入細胞中，不是因為濃度的高低，而取決於微血管中的二氧化碳濃度，這是一位科學家波爾先生首先觀察到的現象，所以稱為波爾效應(Bohr effect)。 換句話說，如果細胞周邊微血管中的二氧化碳濃度較高時，微血管中氧氣釋放進入細胞就較多，如果細胞周邊微血管中的二氧化碳濃度較低時，微血管中氧氣釋放進入細胞就較少。 這就是為什麼當你張開嘴巴快速用力大口呼吸的時候，反而會感覺因為腦部缺氧而頭暈的原因。因為當你快速用力呼吸的時候，雖然血氧機顯示的氧氣濃度很高，甚至達到100%時，反而因為血液中的二氧化碳被快速排出導致二氧化碳濃度太低，使得微血管中的氧氣無法釋出進入細胞內，最後細胞內的氧氣濃度越來越低而引起頭暈。所以從內呼吸的觀點來看，血氧濃度100%不見得是比較好，對於血氧機測出來的血氧濃度最適當的濃度反而是96%-98%，血氧濃度高達100%時，我反而會擔心他們的內呼吸之氧氣釋放是否有問題。

我舉一個簡單的例子來做說明，我推著車子向每個家庭住戶發放玉米，第一天每個家庭先發放10根玉米，第二天我再發放玉米的時候，我不會敲門問你昨天的玉米吃幾根？而是看每家門口的廚餘桶內有幾根吃過玉米的玉米桿，如果只有2根，我就會認為你的玉米還很多，所以我就只給你1-2根玉米；如果我看到你廚餘桶內有8根吃過的玉米桿，我就會認為你剩下的玉米很少，我就會給你比較多的玉米。這就是所謂的內呼吸之氧氣釋放的波爾效應。當細胞外微血管中的二氧化碳濃度高的時候，從微血管釋放到細胞內的氧氣釋放率會較高，就像是看到屋外廚餘桶吃過的玉米桿數量多時，就會補給你較多的玉米。 大家都會有一個直覺的想法，當身體細胞缺氧的時候，會啟動呼吸的動作來吸入更多的氧氣；事實上，如果血液中的二氧化碳濃度較高時，也是會啟動呼吸動作將二氧化碳排除。無論是放鬆減量呼吸訓練或者潛水的閉氣訓練，都是訓練呼吸的耐力，也就是提高身體對於二氧化碳的耐受力，這樣就可以減少呼吸的次數以及呼吸量，這都是基於內呼吸的波爾效應。