跑步呼吸续：如何有效避免和缓解比赛中抽筋

文摘体育 2023-03-16 17:38 美国

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作者毕业于清华大学，美国电子工程博士，美国认证心理催眠师，具有十几年马拉松参赛经历。现从事催眠心理学治疗研究和公司管理工作。目前居住美国波士顿地区。

引言

看到很多跑友在北京，纽约等马拉松赛后提到跑崩和抽筋的经历，笔者决定跟大家分享一下多年来我自己在避免比赛抽筋方面的探索和收获。

在我十几年的马拉松比赛经历中，无论速度快慢和训练质量如何，后半程抽筋曾是家常便饭。我试过盐粒，leg cramps药片，电解质饮料等都没有帮助。

几年前，我写过一篇《民间偏方揭示肌肉抽筋奥秘》，介绍美国跑界使用黄芥末酱和酸黄瓜水缓解抽筋的偏方。我自己试用的结果是在出现抽筋迹象时每吃/喝一口可以管个千八百米，需要且跑且喝。

这几年我在催眠心理学领域接触到焦虑症也会使患者出现腿部抽筋症状，呼吸管理是减轻症状的重要手段。同时在训练和攀登非洲屋脊乞力马扎罗(5895米)的过程中学习和实践了有效的高山呼吸方法。

这些信息启发我在跑步中摸索用调整呼吸来提高体能使用效率并在最近两次相隔半年的全程马拉松比赛中进行实测。在赛前几乎没有进行训练的情况下，两次完赛我都没有抽筋。这让我相信了跑步呼吸管理的重要性。

我在《为什么说呼吸训练是长跑运动的安全兴奋剂？》一文中全面介绍了呼吸训练的原理和方法。作为续篇，本文将着重介绍针对抽筋的呼吸方法。

抽筋的多种原因

高强度运动引起的肌肉抽筋现象常见于各种体育竞赛项目中。调查数据显示(3)，铁人三项比赛的发生率为67%；马拉松30%~50%；橄榄球52%；自行车赛60%。抽筋虽然不会造成长久的肌肉损伤，但发生当时肌肉疼痛僵硬，不受意识控制，对比赛影响很大。

人体对骨骼肌肉的控制牵扯到各路神经和肌肉的互动。神经细胞的正常活动除了需要电解质，也跟肌肉细胞一样需要氧气和葡萄糖合成的能量。

早前有一种比较流行的理论说运动引起的抽筋是因为出汗导致肌肉内部脱水和电解质流失。这个推测不能解释系统性的脱水和电解质流失为何只触发局部肌肉痉挛。南非医生马丁.施维纳斯前后于2004和2011年发表的研究结果(4)也进一步否定了这个理论。

施维纳斯医生对几百名铁人三项和超距长跑运动员进行了血液内电解质浓度的实时测量，发现抽筋选手与不抽筋选手的电解质浓度没有明显区别。他的数据显示比赛中抽筋是因为预期成绩和执行强度对比训练量增幅过大，同时也跟以往的抽筋历史有关。

这里需要说明一下，虽然不是导致腿部抽筋的直接原因，但比赛中注意补充水和电解质仍然对保持身体基本功能非常重要。

病理学微观研究结果证实，神经和肌肉组织疲劳都会导致抽筋现象(6)(7)。肌肉里有防止过度收缩或拉抻传感神经。这些神经异常会导致脊椎运动神经无节制发出收缩信号。肌肉放松需要能量，糖原或氧气不够也会导致肌群无法放松。

总的来说抽筋发生时，局部肌肉的运动神经不再受意识的直接控制。我们需要从其他途径寻找可以缓解肌肉收缩的间接办法。

维持人体生理平衡的自主神经系统

人体器官的健康运转靠两套互补互制的神经系统维持各种生理平衡来实现，焦感神经和负焦感神经（学名是交感和副交感神经，笔者觉得不够达意）（图1）。前者应对紧急情况，让你情绪紧张焦虑，随时准备启动骨骼肌肉进行战斗或者逃跑，是身体的加速器；后者是煞车器，负责消化，生长和休息，使你情绪放松平和。

图1 红色是焦感神经，蓝色为负焦感神经

生物医学界认为这两套神经系统不受主观意识控制，故命名为自主神经系统或植物神经系统。而古老的传统智慧则专门研究和修练平衡这些神经功能的功夫。

从图1可以看出，几乎每一个身体器官都同时受这两套神经系统控制。表1概括了这两套神经系统的部分功能。

器官	焦感神经系统	负焦感神经系统
情绪情景	恐惧焦虑剧烈运动	平和安详静态休息
呼吸系统	主管吸气	主管呼气
循环系统	心率加快血压升高	心率减慢血压降低
消化系统	抑制唾液,消化	促进唾液,消化
排泄系统	抑制排尿	促进排尿
代谢系统	血糖升高	血糖降低

表1 焦感和负焦感神经的部分功能

上表中，呼气和吸气两个动作分别由负焦感和焦感神经来完成。负焦感启动呼气让人舒服。焦感神经掌管吸气使人紧张。所以每当人们过了个难关会说“松（吐出）了一口气”；遇到惊吓时则会说“倒吸一口凉气”。

德国内科兼心理医生医生卡尔.路德维希早在1847年就观察到心率随着吸气升高，随着呼气下降(8)的现象，称为呼吸性窦性心率不齐。

图1 吸气伴随心率升高；呼气时心率下降。

研究人员认为，心率随呼吸变化有益于提高循环系统的工作效率，是焦感负焦感神经功能平衡的一个标志。目前呼吸性窦性心率不齐的幅度已经成为评估心肺功能和心理素质的重要指标之一。

这些发现告诉我们，呼吸动作是老天爷给我们配置的调节植物神经系统的控制杠杆。

比赛中避免抽筋的策略

首先，高质量训练是比赛中避免抽筋的第一道防线。下面介绍的方法属于第二道，三道防线。

人体在运动中，焦感神经起主导作用，心率加快，呼吸急促。同时通过改变血流分布(图2)抑制代谢和消化等其他生理功能。

图2 静止和高强度运动状态全身血流分配(12)

图2告诉我们，在最大强度运动状态，肠胃肝脏等器官功能被抑制到最低水平以保证肌肉和心肺等系统大幅增加的能量需求。这种极端的耗能状态是无法长久维持的。

要想胜任马拉松等超过2个小时的运动，人体需要通过消化系统给肌肉补充能量，同时也要保证呼吸系统的正常工作及时供氧。

提前使用能量胶

图3 各种食品的消化时间

图3里给出了各种食品在肠胃正常工作状态下的消化时间，能量胶应该不比水果快多少。运动中肠胃功能被焦感神经几乎关闭，途中服用任何补品的消化时间只会大大地延长。所以我们不能等到感觉疲惫时再吃能量胶，而是应该每隔45到60分钟提前按时补胶。

同时，我们可以用下面的呼吸方法激活负焦感神经促进消化功能。

用吹嘴呼吸法延长呼气时间

吹嘴呼吸(pursed lip breating)的具体方法是(图4)：

尽量通过鼻腔深度腹式吸气(2)一至五步
嘴唇做吹哨状延长呼气时间至吸气时长的两倍
呼吸周期最好涵盖奇数步伐，比如，5，7，9等，减小单侧受伤几率(2)

图4 9步嘴吹呼吸示意图

笔者在上一篇(2)科普中介绍过腹式呼吸是最大限度地启动横膈膜上下运动。

图1里掌管肠胃等器官的迷走神经是唯一一条穿过横隔膜的植物神经(图5)。比赛中采用腹式呼吸可以不断刺激迷走神经有助于能量胶的消化。

图5 横膈膜运动刺激迷走神经

腹式呼吸可以增加肺活量，但并不等于可以提高换气效率。因为换气效率跟气压和呼吸频率相关。呼吸频率太快无法更好地收缩肺泡，造成二氧化碳大量滞留。

我们的肺部好比一个弹性气球。但吸气跟吹气球充气不同，是靠横膈膜等肌肉先用力拉大肺部体积充气。所以环境大气压决定了吸气时肺泡里的最高气压。

图6 横膈膜收缩下压拉大肺部体积

呼气时呼吸肌群放松，肺部靠表面张力自动收缩，腹部回收。在这个过程中嘴唇给气流增加阻力可以提高肺内气压，继而提升血管和肺泡之间的换气效率(2)。

另外，延长呼气时间等于增加呼吸肌群的休息时间和负焦感神经的活跃时间，使得整个身体和情绪感觉更加放松，同时也可以更多地排出二氧化碳，提高新鲜空气吸入量。

根据本人的经验，初学者在跑动中不太容易一下子把呼气时间延长到吸气的两倍，需要在训练中循序渐进，比如，呼吸气比例从4:3, 逐渐增加到6:3。

笔者多年学习唱歌的经历让我想到其实我们的声带是更好的呼气阀。我曾在没人的路上尝试过，呼气时发出呻吟声的确更容易延长时间，感觉也比较轻松。这也许可以解释为什么一些网球运动员比赛中喜欢大声呻吟；强体力劳动者干活时喜欢喊劳动号子吧。

欢迎跑友们在训练中尝试发声呼气。如果愿意请在下表中反馈一下效果。

如果呼喊着冲刺可以帮你在比赛中达到目标，虽然可能扰民，但毫不违规。

尽量多用鼻子吸气

1998年的诺贝尔医学奖颁发给了发现一氧化氮在人体中重要作用的三位美国科学家(15)。一氧化氮的众多好处之一是可以扩充血管。

科学家们已经在动物试验中证实，缺乏一氧化氮使得老鼠的各项运动表现降低近20%(13）。

空气中氮气含量占78%。而我们的鼻腔及鼻窦内膜富含生成一氧化氮的催化酶(11)。用鼻子吸气相当于给身体注入一氧化氮。

比赛中抽筋缓解办法

神经学研究已经证实(1)，酸黄瓜汁等民间偏方可以缓解腿部抽筋的原理是通过对味觉神经的刺激激活负焦感神经。负焦感神经可以减弱和抑制焦感神经对骨骼肌肉的控制。

沿着这个思路，我们也完全可以用长呼气来抑制交感神经缓解抽筋。笔者有时会因为坐姿不合适发生小腿抽筋。我试过长呼气，几下便可缓解，效果不错。

在上述知识武装下，我参加比赛会带上1至2小瓶酸黄瓜水，在感觉腿部有抽筋迹象时，会喝上一口刺激喉部神经，同时把呼气时间延长到吸气时长的3至4倍。这就是我在最近两次的马拉松赛中对付抽筋的办法，对我很有效。

结束语

长跑是一个精无止境的行为艺术。马拉松等超长距离比赛给跑友们提供了探索和发掘人体巨大潜力的广阔平台。而呼吸又是一门跟长跑相关的高深学问。笔者借这个短篇只能蜻蜓点水地给跑友们分享一下这方面方兴未艾的研究成果。希望对大家的训练和比赛有帮助和借鉴作用。

每个人的身体条件和运动习惯不同。欢迎跑友们在冬训里参与探索和实践最适合自己的跑步技窍，积极交流心得和经验。

参考文献：

民间偏方揭示肌肉抽筋奥秘
为什么说呼吸训练是长跑运动的安全兴奋剂？
https://www.stadiumclinic.com.au/pdf/exercise-associated-muscle-cramps.pdf
Schwellnus MP, Nicol J, Laubscher R et al. (2004) Serum electrolyte concentrations and hydration status are not associated with exercise associated muscle cramping (EAMC) in distance runners. Br J Sports Med 38: 488-492.
Schwellnus MP, Drew N & Collins M (2011) Increased running speed and previous cramps rather than dehydration or serum sodium changes predict exercise-associated muscle cramping: a prospective cohort study in 210 Ironman triathletes. Br J Sports Med 45: 650-656.
https://triathleteted.files.wordpress.com/2016/12/hotshot-scientific-studies.pdf
https://practicalneurology.com/articles/2019-aug-july/muscle-cramps
Haipeng Liu et al Recent development of respiratory rate measurement technologies，2019 Physiol. Meas. 40 07TR01
https://en.wikipedia.org/wiki/Vagal_tone
https://www.physio-pedia.com/Pursed_Lip_Breathing
https://www.lviglobal.com/wp-content/uploads/2017/06/NitricOxideMouthBreathing.pdf
Michael J Joyner，Darren P Casey: Regulation of Increased Blood Flow (Hyperemia) to Muscles During Exercise: A Hierarchy of Competing Physiological Needs，April 2015 Physiological Reviews 95(2): 549-601， DOI:10.1152/physrev.00035.2013
Limb Blood Flow During Exercise Is Dependent on Nitric Oxide https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/01.CIR.98.4.369
Rodrigues ACZ, et al. The sympathetic nervous system regulates skeletal muscle motor innervation and acetylcholine receptor stability. Acta Physiol (Oxf). 2019 Mar;225(3):e13195. doi: 10.1111
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1998/7543-the-nobel-prize-in-physiology-or-medicine-1998/
http://health.sina.com.cn/news/2011-09-23/121723205682_3.shtml