第二節 呼吸肌之功能與分類
呼吸 (respiration) 是體外環境的空氣藉由氣流 (bulk flow) 進入體內肺中的 過程 (林正常,2002) 。「氧氣」是提供人體運動所需能量的重要來源,人體如 何獲得此一能量,所依靠的就是呼吸肌與心肌間的交互作用。人體內肺臟與體外 的壓力差,則是造成呼吸現象發生的原因。此外,我們可依照呼吸的方式,進行 分類:使用肋骨之間的肌肉進行呼吸,稱為胸式呼吸;另一方面,在肺下方藉著 橫膈膜收縮的呼吸方式,則稱為腹式呼吸 (圖 2.) 。在自然的狀態下,胸式呼吸 和腹式呼吸是複合進行的,一般成年人呼吸頻率約為 15-18 次/分 (林碧清,
2002) 。
圖 2. 胸式呼吸與腹式呼吸示意圖
圖片來源:林碧清,2002。(頁 91)。台北:品冠。
呼 吸 現 象 , 顧 名 思 義 可 以 分 為 呼 氣 肌 (inspiratory muscles) 與 吸 氣 肌 (expiratory muscles) ,其參與呼吸現象的程度,在安靜時與運動時有所不同。Fox, Bowers, & Foss (1993) 指出,當人體於安靜時,呼氣肌並沒有參與呼吸運動;但 是當人體於運動或主動增加呼吸頻率的情況下,呼氣肌與吸氣肌會共同參與呼吸 運動,如下表所示。因此我們可知,呼吸肌是可經人體自由意志控制之肌群。以 下將針對呼氣肌群與吸氣肌群分別介紹。
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表格來源:Fox, Bowers, & Foss, 1993
一、吸氣肌群 (inspiratory muscles)
(二)肋間外肌 (external intercostal muscle)
位於肋骨之間的肌肉,肌纖維起始於上一根肋骨的內側下緣,終止於下一根
(四)胸鎖乳突肌 (sternocleidomastoid)
附著於靠近胸鎖關節的胸骨與鎖骨處,跨過頭顱耳朵後方的乳突。將頭向右 側屈時加上阻力,同時向左後旋轉,即可明顯的看到該肌肉 (謝伸裕,1994) 。
而整個吸氣的過程,呈現在圖 3.。
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圖 3. 吸氣過程示意圖
資料來源:王啟華、邱學才 (2002) 。實用人體解剖生理學 (頁 370) 。台北:合記。
二、呼氣肌群 (expiratory muscles)
(一)肋間內肌 (internal intercostal muscle)
11 對位於肋骨之間的肌肉,在第 12 根肋骨被腰方肌、後腹壁的肌肉級前腹 壁的斜肌固定時,肋間內肌可將肋骨拉在一起並下壓肋擴,協助強力呼氣 (馮琮 涵、陳金山,2006) 。
(二)腹肌 (abdominal muscle)
由於腹壁並無骨性的強化構造 (無肋骨) ,取而代之的是四片寬闊而扁平的 複合片狀肌肉,分別為腹外斜肌 (external oblique muscle) 、腹內斜肌 (internal oblique muscle) 、 腹 橫 肌 (transversus abdominis muscle) 與 腹 直 肌 (rectus abdominis muscle) (馮琮涵、陳金山,2006) 。
而整個吸氣的過程,大致如圖 4.呈現一般。
肋間外肌收縮
肋骨上舉、胸骨上提
空氣入肺 胸廓擴大
肺內壓降低,低於外界大氣壓 胸廓前後左右徑增大
牽拉肺擴大
胸廓上下徑增大 膈肌收縮
膈頂下降
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圖 4. 呼氣過程示意圖
資料來源:王啟華、邱學才 (2002) 。實用人體解剖生理學 (頁 371) 。台北:合記。
另外,圖 5 為吸氣肌群與呼氣肌群所在位置示意圖。
圖 5. 呼吸肌群所在位置示意圖 (左側:吸氣肌群;右側:呼氣肌群)
註:引自林正常 (譯) (2003) 。運動生理學 (頁 189) 。台北:藝軒。
肋間外肌舒張 肋骨回位、胸骨回位
氣體出肺 胸廓縮小
肺內壓升高,高於外界大氣壓 胸廓前後左右徑減小
牽拉肺縮小
胸廓上下徑減小 膈肌舒張
膈頂回位
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在安靜狀態下,呼吸肌在運動時是不會有疲勞現象產生的 (林正常,
2002) 。但在高強度的有氧運動下,呼吸肌為了維持體內血液、氣體及酸鹼值的 平衡,其所消耗的能量約占人體總能量的 15% (Harms, Wetter, Crois, Pegelow, &
Dempsey, 2000) 。因此,如能針對呼吸肌群加以訓練,讓其在高強度有氧運動下 機分配成 OBLA (onset of blood lactate accumulation,血乳酸開始堆積點) 組和 IAT (individual anaerobic threshold,個體無氧閾值) 組,進行三週高強度間歇訓練 (每 週三天,強度 120% -140%乳酸閾值,組數 4-6 組) 。探討以兩種不同強度之乳