健康的成年人在休息時每天會不由自主地吸氣和呼氣約 20,000 次，就像海水在潮汐帶中來回滑動一樣自然。這個迴圈如此例行公事且有節奏，以至於我們幾乎沒有注意到它——除非出現問題，例如當我們似乎無法將足夠的空氣吸入肺部時。
許多容易識別的疾病都可能導致這種呼吸急促（用技術術語來說是呼吸困難），包括哮喘、肺部感染和慢性阻塞性肺病（或 COPD，各種永久性損害肺部氣流的疾病的總稱）。充血性心力衰竭也會擾亂呼吸，在這種情況下，心臟不再正常泵血，因此無法為身體輸送足夠的氧氣和營養。但是，在沒有任何這些疾病的情況下，呼吸困難的患者在獲得準確診斷或有效治療方面也常常運氣不佳。
事實上，事實證明，看似基本的呼吸行為比科學家傳統上理解的要複雜得多。新的研究工作正在進行中，以弄清楚它是如何運作的以及為什麼會出錯。關於呼吸衰竭原因的科學尚不成熟，但新的見解已經促使研究人員開發新的工具，以查明神秘病例的病因，並設計臨床醫生可以幫助患者更輕鬆呼吸的方法。
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診斷困難
為了瞭解確定某人呼吸急促的原因有多麼複雜，請考慮丹佛國家猶太健康中心兒科肺病學家 J·託德·奧林描述的一個假設情景。一位害羞的 16 歲少女在巨大壓力下說她“就是無法好好呼吸”。當這位年輕女性去看肺或呼吸專科醫生時，她可能已經看過四五個其他醫生，但一無所獲。
專科醫生讓她接受最明顯病因的標準檢查，首先是哮喘，哮喘的特徵是炎症，炎症會導致肺部氣道暫時腫脹、收縮並充滿粘液。結果，患者可能會出現呼吸急促或喘息，胸部發出口哨聲。運動會引發哮喘症狀，但這位患者久坐不動，並且對哮喘藥物沒有反應。肺活量測定法是一種測量呼吸期間氣流的測試，並未顯示出與哮喘或 COPD 一致的模式。此外，當專科醫生聽肺部和心臟的聲音以檢查功能下降的跡象，並觀察胸部、喉嚨和其他相關身體部位的運動時，吸氣和呼氣類似於頻繁的深嘆氣，而不是哮喘患者常見的喘息。
醫生開出了胸部 X 光片、心電圖和 CT 掃描，以檢查感染、氣管或食道中的異物，或可能的癌症或心臟病跡象。但是這些檢檢視起來都很正常，對患者的聲帶進行檢查以檢視它們是否可能收縮並阻塞她的氣道也是如此。
因此，醫生更仔細地檢查了患者的呼吸。患者戴上一個塑膠面罩，該面罩連線到一個收集撥出空氣樣本的裝置。樣本被引導到感測器，感測器可以立即測量氣流、氧氣水平、二氧化碳水平等等。資料揭示了患者吸入的空氣量存在不規律的模式：她在一分鐘內吸入 20 升，下一分鐘吸入 8 升。血液測試顯示溶解氧的標準水平和略低的二氧化碳水平，這表明患者吸入了足夠的氧氣，但呼氣過度。
透過排除法，醫生最終診斷出這位年輕女性患有“功能障礙性呼吸”，這是一種研究人員最近才開始認識到的神秘疾病。功能障礙性呼吸，也稱為功能障礙性氣短，可能會伴隨並加重哮喘、COPD 和其他疾病的症狀，但它也可以單獨存在。正如奧林的案例所示，對於功能障礙性呼吸的金標準診斷標準，尚未達成醫學共識。更復雜的是，患者可能不會尋求醫療幫助，因為他們已經調整了自己的行為以避免症狀——例如放棄唱歌或競技體育——西澳大利亞大學的馬克·L·埃弗拉德指出。據一些估計，這種疾病可能影響 10% 的成年人一生中的某個時刻，因此患者常常未被診斷或誤診或接受不適當的護理。
功能障礙性呼吸困難的確切原因尚不確定，但許多專家懷疑它源於生物力學或心理障礙，或兩者兼而有之。一個可能的罪魁禍首是源於上胸部而不是整個胸部和腹部的呼吸。
功能障礙性呼吸的治療尚未標準化。當患者被診斷出患有這種疾病時，他們很可能已經嘗試過被稱為 β-受體激動劑的藥物，這些藥物可以放鬆氣道以緩解呼吸，但效果令人失望。然而，改用其他 β-受體激動劑的組合可能會有所幫助。患有這種疾病的某些人可能會接受關於如何在休息和運動時正常呼吸的指導，以及心理諮詢（如果醫生認為壓力或情緒參與其中）。隨著時間的推移，患者通常會對自己的呼吸有更多的控制權，病情也會消退。儘管如此，治療可能已經解決了症狀，但對根本原因無濟於事。
淨化空氣
專家們一致認為，要更好地照顧呼吸困難的患者，就需要更深入地瞭解吸氣和呼氣的過程以及呼吸系統疾病背後的機制。改進的呼吸模式測量技術和更清晰的功能障礙性呼吸診斷標準也將是關鍵。
當然，人體對呼吸的控制遠非未知。科學家們瞭解，來自腦幹的訊號指示喉嚨、胸部和腹部肌肉，尤其是膈肌，不由自主地擴張和收縮，從而吸入和排出空氣。而且很明顯，我們對呼吸也有一些行為控制——我們可以有意識地減慢呼吸、加快呼吸，並進行深呼吸或淺呼吸。同樣，我們可以將其與吞嚥、說話、唱歌和吃飯協調起來。但是，如果更深入地研究功能障礙性呼吸的科學，情況就會變得更加模糊。
公平地說，肺和呼吸研究人員面臨著特殊的挑戰。肺至少執行三項功能：它們吸入氧氣並清除二氧化碳，它們調節身體酸性和鹼性化合物的平衡，這是器官正常運作所必需的，並且它們過濾掉我們不斷吸入的異物湯。德克薩斯大學健康科學中心休斯頓分校的理查德·卡斯特里奧塔說，從某些方面來說，肺是一個比腎臟或心臟更復雜的器官。
此外，呼吸過程涉及身體的許多系統，從中樞和外周神經系統到呼吸和消化系統。“如果你去看醫生並說，‘我呼吸困難，’那麼有很多不同的疾病、障礙、不適應的姿勢和技巧可能是問題的原因，”杜克大學的吉娜·韋斯說。“你可能會去看心臟病專家、肺病學家、[耳鼻喉]外科醫生、喉科醫生、言語病理學家、物理治療師、呼吸治療師或精神科醫生。”
即便如此，新興的呼吸研究領域（與更大的肺病學領域不同）正在為各種呼吸系統疾病提供新的見解。例如，奧林已經弄清楚如何獲得患有運動誘發性呼吸困難的運動員的聲帶或喉部的即時影像，這與功能障礙性呼吸不同。他為患者配備了頭戴式數字內窺鏡，可以在他們騎固定腳踏車時顯示喉部。他和他的團隊發現，這些運動員在最大強度運動時，喉部比在不太劇烈的運動或休息時收縮得更嚴重。觀察結果暗示，這些運動員的上呼吸道結構或他們對劇烈運動的行為反應可能與普通人群不同。對現有關於功能障礙性呼吸的醫學文獻的調查也證明是有啟發性的。英國曼徹斯特大學的斯蒂芬·J·福勒及其同事最近回顧了數十份關於該病症的報告，以評估其表現方式以及評估和治療方式。他們的分析揭示了五種常見的功能障礙性呼吸型別以及與每種型別相關的呼吸模式——這些發現最終可能有助於醫生更密切地根據患者的需求定製治療方案。
然而，這些發現的臨床應用可能還有一段路要走。在短期內，對呼吸問題患者來說，最好的希望在於更好地就診斷和治療標準達成一致。為此，福勒和其他治療和研究功能障礙性呼吸的人在過去六個月中每週在英格蘭會面，討論疑難病例。
肺病專家就我們應該達到的目標達成一致：自然呼吸。韋斯指出，人們通常可以透過避免穿著限制胸部和腹部運動的衣服並放鬆腸道來解放呼吸肌肉，從而幫助自己實現這一目標。卡斯特里奧塔說，在極端情況下，腹部區域的脂肪過多會阻礙吸氣和呼氣，因此保持健康的體重也很重要。
至於何時擔心呼吸急促，卡斯特里奧塔提出了以下建議：在步行或爬樓梯等活動中難以跟上同齡人的人應該尋求醫療幫助。
一些沒有呼吸急促的人可能會想知道他們是否應該採取措施來鍛鍊呼吸器官。不，不應該，不列顛哥倫比亞大學的邁克爾·科勒說。深呼吸練習（如瑜伽呼吸）可能有助於減輕壓力和焦慮。但即使在運動期間，我們天生的呼吸控制系統通常也能很好地提供足夠的氧氣供應並去除新陳代謝產生的二氧化碳。“在最嚴格的健康定義——沒有疾病——中，沒有必要進行特定的呼吸練習，”科勒指出。換句話說，您現在可以呼氣了。