第四節　生理功能變化

在氣功的現代研究中，氣功生理效應的研究內容較充實。自20世紀50年代至今，隨著生理科學的進展，方法越來越豐富，工作越來越深入，觀察指標也從單一指標發展到綜合性指標。本節主要介紹氣功對呼吸系統、心血管系統及神經系統的生理效應。

一、 呼吸系統效應

調身、調息、調心是氣功修煉的基本操作內容，其中“調息”即是對呼吸的調控，是練功的重要環節。練功過程中的呼吸生理指標的變化較明顯而直觀，主要觀察指標為呼吸頻率、呼吸節律、呼吸深度、膈肌運動、肺活量、肺通氣量、肺潮氣量等，以及相關的自主神經功能變化。

（一）對呼吸頻率、節律、深度的影響

氣功對呼吸生理的直接影響就是引起呼吸頻率、節律、深度的變化。這些變化可通過客觀記錄呼吸運動曲線進行觀察分析。氣功鍛煉，尤其是練靜功過程中呼吸運動的生理特點主要表現為：隨著入靜程度的加深，呼吸周期變長，節律變慢，幅度增大，呼吸運動的變化趨向均勻柔和，形成“深長慢勻”的呼吸。

練功時的呼吸頻率還與調息功夫的深淺和練功姿勢有關。調息功夫深者能有意識地控制自己的呼吸，使其頻率降低，但這必須在自然減慢的基礎上順水推舟，而不是用主觀意識強制降低。由于體位不同，機體的耗能或氧氣需求的基礎水平就不同，故因站式機體耗能較大，呼吸頻率的降低相對較少，而臥式的耗能量最小，呼吸頻率的減慢相對較大。以坐式靜功為例，呼吸頻率可由正常成年人的每分鐘16~20次降到4~5次，甚至1~2次，功夫極深者還可達到超越生理常識的極慢境界。

練功進入氣功狀態時，因呼吸頻率下降，肺通氣量降低，平均減少28%，但呼氣深度增加，潮氣量明顯增大，平均增加78%；同時，氧的吸收率明顯增高，血氧飽和度維持在正常水平或略有增高，為細胞攝取和利用氧氣提供了方便。故長期練功者在長時間緩慢的調息中不致發生缺氧現象，其機理可能與練功誘發的呼吸類型有關。

（二）對膈肌運動的影響

用X線觀察發現，習練靜功時膈肌的活動范圍普遍增加。如內養功鍛煉時，膈肌的活動范圍可達150mm，是普通狀態下的3~4倍。有研究指出，在肺結核病患者群體中觀察深呼吸時的膈肌運動幅度，學功前平均29.7mm，學功2個月后平均59.7mm。也有報道在X線下觀察慢性支氣管炎患者，練放松功或小周天功前與練功時橫膈活動幅度，顯示練放松功前，每一呼吸周期橫膈上下移動距離之和（DD）的均值為（54.6±14.8）mm，而練功時DD的均值為（72.6±23.6）mm，t值為2.96，P<0.05，具有顯著性差異。練小周天功前，DD的均值為（46.3±24.7）mm，練功時DD的均值為（95.4±57.4）mm，t值為3.68，P<0.01，具有非常顯著差異。

氣功練習，顯著降低呼吸頻率，增加呼吸幅度，膈肌活動時程隨之延長，膈肌活動的總量比平時減少，說明人體從“耗能”狀態轉至　“貯能”狀態。另外，氣功調息以后加強了膈肌對腹腔內臟的按摩作用，從而促進了胃腸蠕動和腹腔臟器的血液循環，內臟機能增強。

（三）對肺活量、通氣量、潮氣量等的影響

2002年上海市氣功研究所對312名學練健身氣功者6個月前后的兩次自身對照測試結果表明，6個月后最大肺活量、用力肺活量、1分鐘通氣量均有升高（P<0.05），其中60歲以上老年人的第1秒呼氣速率增加（P<0.01）。說明長期的氣功鍛煉不僅可提高機體的肺容量和呼吸能力，還能改善老年人普遍存在的病理性呼吸堵塞。

對頑固性支氣管哮喘患者測試練功前后強迫呼氣量、極限流量和呼吸道阻抗，發現呼吸道阻抗顯著下降，由（5.63±1.40）cmH2O/（L·s）降至（2.90±0.57）cmH2O/（L·s），而極限流量、深呼氣量有所升高，呼吸系統功能有明顯改善，為練功治療支氣管哮喘提供了實驗依據。

國外也有相關研究，如Corey用體積描記儀測量了呼吸時的氣體流量、胸腔外部壓力和胸腔氣體容積（TGV），由前兩者可計算出呼吸道氣流阻抗（R），其倒數（1/R）即為呼吸道導納，（1/R）/TGV稱為比導納。Corey觀測了練功組和對照組在練功前、后和練功過程中比導納的變化。發現：①練功組和對照組比導納的變化截然不同，前者明顯升高，后者基本不變；②練功狀態下比導納迅速提高，整個練功期間平均升高12.1%，P＝0.0014，練功將結束時升高約20%。一旦收功，比導納立即下降，但仍比對照組高約8%。這意味著練功狀態下呼吸道功能有顯著改善。

（四）對自主神經功能的影響

動物實驗已證實，如果采用擴張肺組織的刺激方式，可使副交感神經的張力增加，表現為心臟搏動受抑制、血壓下降、唾液分泌增加、消化道活動和膀胱收縮增強；如果使肺萎縮，則引起交感神經興奮性增加，表現為血壓上升、唾液分泌減少、瞳孔放大、全身毛孔收縮等。可見，有規律的氣功“調息”可通過神經反射影響全身臟器與腺體的活動。

2004年美國加州大學與上海市氣功研究所的合作研究發現，如果用節拍器人為控制受試者在一定時間內的呼吸頻率，同步記錄呼吸與心電，再將呼吸節律與心率變化進行比較，二者竟然十分吻合，也就是說，機體在固定呼吸頻率的條件下可產生同頻率的心率變化。心率變異程度反映了交感與副交感神經的活性，數值上正比于心率變化的幅度。這些實驗表明，不僅呼吸中呼與吸的時相比值可以影響自主神經的機能狀態，呼吸頻率同樣可以影響其機能狀態。說明有規律的氣功調息在氣功的生理效應中起到了不容忽視的作用，同時也說明練功時如果調息不當，對機體會產生危害。

二、 心血管系統效應

氣功對心血管系統的影響包括對血壓、心率、心律、心輸出量、肢端血管容積、血供、脈象、微循環、血液理化特性等方面。

（一）對血壓的影響

1959年上海市高血壓研究所首先報道，32例服用降壓藥無效的多年高血壓患者，經6個月的氣功鍛煉后，全體癥狀減輕。1962年繼續報道了415例高血壓患者2年的隨訪結果，堅持氣功鍛煉者血壓穩定率80.5%，偶爾練功者僅17%。其機理可能因長時間意守某一部位后在大腦皮質形成固定興奮灶，在其周圍產生同時性負誘導，這種內抑制過程擴散到下丘腦、延髓和心血管中樞，降低了交感神經張力，使血管放松，從而起到降壓作用。

2002年國內報道，312名學練健身氣功者經6個月鍛煉后，測量安靜與運動后的血壓發現，較學功前均整體降低（P<0.01），其中堅持鍛煉者較一般鍛煉者效果更顯著（P<0.001）。所以氣功對血壓的影響不僅在于高血壓的治療上，更多地體現在養生健身方面。

（二）對心率、心律的影響

有人觀察了練功者入靜過程中的心率變化，氣功組16人，對照組11人，氣功組在入靜后心率有減慢的趨勢，入靜前平均83.5次/分鐘，入靜20分鐘時降到73.5次/分鐘（P<0.05），入靜30分鐘時降到71.2次/分鐘，并持續至入靜停止后20分鐘。對照組入靜后心率雖有減慢的趨勢，但與入靜前相比統計學無差異。

氣功對心律失常也有明顯的調節作用。對預激綜合征二聯、三聯律，室性早搏，傳導阻滯等均有肯定的療效。其機理可能是通過氣功調息，增強了肺活量，改善了肺功能，糾正了心肌缺氧，抑制異位起搏點，使心臟傳導系統處于最佳狀態，從而消除了心律失常。

（三）對心輸出量的影響

練習松靜功過程中，心輸出量一般表現為下降，這與機體耗能減少有關，但練功中的變化并不完全代表練功后的效果。多數研究認為練功后的心輸出量變化與原來的基礎有關，低者練功后升高，高者練功后降低，提示氣功對心輸出量有雙向調節的作用。2004年健身氣功·易筋經課題組采用多普勒超聲診斷儀，比較39名學功者練功前后半年的測試結果，發現每搏射血量、射血速度、心輸出量都明顯增加（P<0.05）。

（四）對脈搏和全身血供的影響

多年來，很多氣功研究把指脈波作為衡量放松入靜進入氣功狀態的心血管指標。據報道，通常入靜2~3分鐘指端血管即開始擴張，搏動幅度加大，10~15分鐘達最大值，平均擴大約2倍，最大可為4~5倍，功后維持10分鐘左右，后逐漸恢復到功前水平。也有少數無變化甚至減小。站樁通常出現縮血管現象。

在中醫脈象方面，有報道稱練功者在運氣時可出現典型的滑脈，而且出現和恢復的時間都很短，有“氣至則滑脈至，氣止則滑脈止”的現象，說明運氣時不僅能調動氣血運行至肢體所需部位，而且在“脈之大會”寸口處也有脈象變化。研究者運用脈象儀對習練內養功和硬氣功的兩位受試者進行了寸、關、尺脈的測試，結果表明，受試者運氣于身體的胸喉、上腹、下腹不同部位時，他們的寸、關、尺脈象也起了相應的改變，并且硬氣功運氣比內養功運氣時所造成的脈象變化幅度更大。這些實驗的結果，為中醫脈象學說中關于寸口脈與臟腑相關原理提供了初步的實驗依據，也為探索氣功與中醫理論的關系開辟了一條途徑。

（五）對微循環的影響

據報道，一般情況下練功后動脈血管由細變粗，慢粒流減少，襻頂出血和滲出減少，正常管襻比例增加。如高血壓患者甲皺微循環中的異常比例達到67%，遠高于正常人，練氣功后可降至31%。

有研究觀察了正常人練功30天前后甲皺微循環的變化，練功前觀測到的154條微血管中42條呈交叉，34條呈畸形；練功后交叉和畸形分別減少了14.32%和11.17%；在改善血流速度方面，練功前80%呈粒線或粒流，練功后僅剩20%。提示氣功鍛煉對血管壁退行性病變及血流緩慢的患者有作用。

（六）對腦血管彈性和腦部血供的影響

練功可改善腦血管彈性和腦搏動性血流量。功后腦血流圖波型改善，從正弦波、傾斜波變為轉折波甚至三峰型，并見轉折點升高，重搏波從消失到出現，流入時間縮短等，這一情況與腦血管充盈程度有關。由于氣功的放松和入靜降低了腦動脈充盈度和動脈壁張力，故表現為彈性改善。同時發現，腦搏動性血流量大小和調息方式有關。如采用大呼大吸法的過度深長呼吸2分鐘后，腦血流圖波幅從練功前的0.187Ω降為0.160Ω。如采用停頓呼吸的閉氣法，則腦血流圖波幅于閉氣30秒時從練功前的0.154Ω上升到0.170Ω，并和直接觀察動物軟腦膜微循環的結果基本一致。如不用調息，而以松靜為主的氣功鍛煉，則腦血流圖波幅均呈下降趨勢。

（七）對血液理化特性的影響

1989年有報道30例高血壓患者練功6個月后，甘油三酯與膽固醇均下降，高密度脂蛋白上升，而30例對照組基本無變化。1990年的報道中，練功者的甘油三酯、總膽固醇和載脂蛋白均低于對照組；練功1年后，與冠心病及動脈粥樣硬化呈負相關的高密度脂蛋白及其亞型水平均明顯升高。

在血液黏聚性方面，1986年有報道，51例患者練站樁功3個月后全血與血漿黏度明顯降低。1989年報道，100例高血壓患者經動靜結合的氣功鍛煉后，血黏度與血小板聚集性均明顯下降。1990年報道，150例高血壓患者經松靜功鍛煉后，全血低切黏度和紅細胞電泳率均明顯下降。

這些資料表明，氣功鍛煉對血液的理化特性有一定影響，主要是降低血液黏聚性起到活血化瘀的作用，可防治缺血性中風與冠心病等疾病。

三、 神經電生理效應

在氣功的現代科學研究中，其神經電生理效應占有重要位置。這一領域的研究主要包括氣功修煉（主要是自練靜功狀態，尚有一部分外氣發放狀態）對自發腦電、誘發腦電以及神經遞質的影響，另有學者將ET腦科學技術引入氣功研究中，有一些值得探索的新發現。

（一）對自發電位的影響

最初報道來自1959年一批內養功練習者練功時的自發腦電記錄，表現為α波的波幅增大，頻率降低，逐步從枕葉向額葉擴散。隨后有報道練功時額部出現θ波，波幅增大，頻率降低，并向半球后部擴散，而α波不變或略增大，頻率降低。腦電α波指數升高代表了人的安靜程度，人的任何主動意識狀態都可以引起α波節律的衰減，因此可以認為α波的增加反映了練功時大腦入靜的程度。另有研究稱，氣功功夫越高者α波頻率越接近8Hz。而地球磁場中有一個7.83Hz休曼波段，休曼波與腦電α波頻率相近。有些學者認為這是大腦生物電磁場與地球諧振作用，為中國古典氣功理論的“天人合一”學說提供了一個可能的物理模式。

1971年哈佛大學的Benson與Wallace對一種類似松靜功的練功者練功過程中的自發腦電進行了研究，以簡單直觀的功率圖譜，反映出練功中α頻段能量增加的特征。1982年我國航天醫學研究所用同樣的方法獲得了進一步的實驗結果：①α頻段能量增加；②練功前α能量枕葉高于額葉，練功后額葉高于枕葉，即出現額-枕逆轉現象；③α波頻左移，長期練功者最大可降至7.5~8Hz。

航天醫學的ET技術，是在腦電圖的基礎上，應用系統科學理論，把大腦看成一個開放的、復雜的腦波巨系統，對其進行多層次、多序參量、多分支系統、多時空結構、多種類子系統分析。1984年廣州中醫學院用ET技術檢測氣功狀態下大腦活動時偶然發現：大腦優化對稱均衡凝聚狀態呈現出“腦漲落太極圖”，此時左前、右后腦腦波活動功率比值為黃金分割率0.618，兩者形成相關拮抗和交叉結構，從整體上反映了全腦功能整合維持在相對平衡的穩定狀態。大腦“興奮”狀態時腦波活動能量主要凝聚集中在左腦，優勢活動的點位在左前腦區域“腦漲落興奮圖”（陽—1）正電能源。大腦“抑制”狀態時腦波活動能量主要凝聚集中在右腦，優勢活動的點位在右后腦區域“腦漲落抑制圖”（陰—0）負電能源。這一研究成果與中醫氣功陰陽互根互用、對立制約、消長平衡的原理相符合。

1996年上海市氣功研究所將工程技術上日益成熟的AR模型譜估計與混沌信號相關維數求算引入自發腦電分析，建立了定量表征靜氣功意識活動的意守度與入靜度指標。24名長期練功者練功中二指標顯著上升，功后迅速恢復；31名的氣功治療組在3~7個月的鍛煉后二指標均上升，25名的對照組僅意守度上升。2000年用呼吸、心電、腦電同步采樣結合32K點FFT算法，以及設計不同評估方案的方法，建立了兩個以教功者為代表的功法模型。

進入21世紀以來，神經電生理效應的研究主要集中在北京中醫藥大學承擔的4項國家自然基金和多項省部級項目關于具象思維的心身效應研究，請參閱本章第四節心理效應的相關內容。

從以上研究可以看出，練功中腦電的變化規律與功法側重以及人的意識活動密切相關，表述非常復雜，盡管近年來此方向的研究已有相當進展，但要取得突破，仍有很長的路要走。

（二）對誘發電位的影響

據1988年以來一系列研究報道，練功中聽覺皮質誘發反應的Po、Na、Pa成分較常態呈不同幅度下降，Na下降72%，收功后全部恢復；練功中聽覺皮質慢反應的P1、N1、P2、N2、N3成分較常態幅度全部下降，有2人慢反應甚至消失；視覺閃光、圖形誘發電位的各成分，練功中受到廣泛抑制；皮質體感區誘發電位的各成分，大多數人表現為不同程度的抑制。表明練功狀態在皮質廣泛區域內的主要表現是活動水平低下，處于不同程度的抑制狀態。此外，有研究報道，練功時耳蝸電圖與耳后電位均表現為增強，由于耳蝸電位增強表示聽覺的敏感性增強，耳后電位屬反饋性聽覺功能調節，其反射中樞位于腦干，說明練功中腦干得到易化。

誘發電位反映的是外來刺激下的腦電規律，生理意義明確，但外來刺激對練功狀態有多大影響，是氣功誘發電位的研究中必須要解決的問題。

（三）對神經遞質的影響

既然氣功對中樞神經系統的電活動有影響，那么哪些神經遞質參與了作用？其機制又如何？自然受到關注。這方面的研究起步較晚，實驗報道較少，但機理推斷則相對較豐富。

有研究報道，氣功狀態時右腦的潛在能力得到發揮，同時中樞神經系統5-羥色胺含量上升，多巴胺含量下降，去甲腎上腺素的代謝降低60%。也有研究證實，經常參加氣功鍛煉可使體內5-羥色胺的生成速度和排泄速度比正常人提高2~3倍。

現有的研究表明：大腦內5-羥色胺對機體促腎上腺皮質激素分泌具有明顯的抑制作用，而氣功修煉中出現的不少效應與5-羥色胺功能增強有關。通過氣功修煉，可使血漿皮質激素的分泌減少1/2，進而促進人體免疫系統功能提高，抵抗力得到增強。此外，由于人體近乎90%的5-羥色胺存在于胃腸道內，氣功修煉至高水平有可能使進食量減少，甚至出現所謂辟谷現象。5-羥色胺功能增強還有助于睡眠質量的提高，入睡用時減少；睡眠期生長激素的分泌亦隨5-羥色胺功能增強而增多，可對促進生長、恢復體力起到一定作用。5-羥色胺還對大腦的神經活動起著抑制和穩定作用，練功者由于5-羥色胺功能增強，促使大腦得到充分的休息放松，下意識活動（潛意識）相應增強，進而誘導開發人體潛在功能。從精神病學角度看，大腦內5-羥色胺功能的降低可導致情感障礙，而精神分裂癥患者的病情則直接與其體內5-羥色胺代謝障礙密切相關。有數據證實，躁狂癥和抑郁癥患者的腦脊液中5-羥色胺代謝產物含量較正常人要低許多，這從側面說明了氣功“身心并修”“治身病療心疾”的作用機理。

5-羥色胺對多巴胺有一定的抑制作用。醫學研究已證實，人腦內多巴胺含量的異常增多是發生帕金森癥及嗜睡癥的重要因素，所以，科學的氣功修煉將是預防和治療帕金森癥、嗜睡癥等疾病的有效方法。有數據表明，內向型的人與外向型的人相比，其腦內多巴胺的含量明顯要低。多巴胺含量的雙向調整可在一定程度上起到雙向調節性格的作用，使性情暴躁和性格孤僻的人由過激的情緒趨于溫和，抑郁的精神得到釋然解脫，練習太極拳之所以改變人的性格有這方面的原因，氣功修煉亦類同。

腦啡肽的化學結構與海洛因相似，二者都會使人產生一種很強的快感。有數據表明，腦啡肽的效力比海洛因的效力要強上10~100倍。系統、科學的氣功修煉能促進人體釋放出腦啡肽，產生令人感到舒適、愉快的感覺，獲得鎮靜、鎮痛的效果。腦啡肽的產生還使人體大腦內核糖核酸等物質的生物活性水平得以提高，從而促進大腦功能，分析判斷能力提高，智能得到開發。

復習題：

1.試從現代科學的角度，分析氣功鍛煉對人體呼吸系統的影響。

2.現代科學從哪些方面研究了氣功鍛煉的心血管系統效應？

3.如何看待氣功的神經電生理研究？