正我们常常在疲惫、焦虑或思考间隙，不自觉地深深叹一口气。这个动作看似微不足道，却几乎出现在每一个人的生活里。从心理学角度，它能帮助人短暂放松；而在生理层面，科学家发现它的意义远比想象中深远。

叹一口气活能让呼吸更顺畅（图片来源：作者使用AI生成）

近期发表在《Science Advances》上的一项研究显示，叹息并不仅仅是一种情绪反应，而是一种更神奇的是有助于维持肺部健康的自然机制。研究人员通过模拟呼吸过程发现，深呼吸或叹息能帮助肺部表面的液体层重新排列，使肺泡更稳定，呼吸更顺畅。这意味着，我们每一次深呼吸，都可能在无声地“重启”自己的呼吸系统。

叹气背后的肺部机制

肺部的每一个呼吸单元——肺泡，都表面覆盖着被一层极薄的液体覆盖。这层液体中含有一种关键物质，称为肺表面活性物质，主要由磷脂和少量蛋白质构成肺表面活性物质。它的作用是降低肺泡的表面张力，让肺在吸气时更容易扩张，在呼气时不至于塌陷。

人肺、单个肺泡、覆盖肺泡表面的气-水界面示意图（图片来源：参考文献[1]）

在新生儿医学中，这种物质的重要性早已得到证实。早产儿由于发育不完全，往往缺乏足够的肺表面活性物质，从而导致呼吸困难。上世纪八十年代，医生通过从动物肺中提取类似物质注入早产儿体内，大幅提高了其存活率。

然而，在成年人中，类似的方法并不总能奏效。对于患有急性呼吸窘迫综合征的患者来说，即使补充足量的外源性表面活性物质，肺的顺应性，即扩张与收缩的灵活程度也无法完全恢复。研究人员注意到，这种差异说明肺的功能不仅仅取决于表面张力的高低，还涉及到肺泡界面上更复杂的物理结构和应力状态。

来自苏黎世联邦理工学院的研究团队发现，肺表面并非一层简单的膜，而是由多层结构组成的，每一层的柔韧性和组成不同。这些层在呼吸过程中不断受到拉伸与压缩，表现出类似力学调节的特性。当呼吸频率降低或长时间维持浅呼吸时，这种层间平衡会逐渐被打破，使肺泡变得僵硬，增加呼吸的负担。由此，研究者推测，人类在无意识中进行的深呼吸或叹息，可能正是身体用来重新调整这种界面平衡的自然过程。

深呼吸如何帮助肺部恢复平衡

在这项研究中，研究团队利用实验模型模拟了人类的呼吸过程，通过精确控制气泡的膨胀和收缩，测量肺表面活性物质在不同呼吸幅度下的力学变化。结果显示，当模拟的呼吸幅度较小，类似于日常浅呼吸时，肺表层的应力保持在相对稳定但偏高的水平；而在进行幅度更大的叹息式呼吸时，这种应力显著下降，说明深呼吸确实能让肺泡表面处于一种更加省力的状态。

进一步的分析揭示了这种变化的根源。肺表面活性物质中既有饱和脂质，也有不饱和脂质。平时呼吸时，这些成分分布较为均匀；但在深呼吸或叹息的过程中，饱和脂质会被推向表层，形成更致密的外层结构，而不饱和脂质则向下移动，参与形成多层膜样堆叠。这样的重新分布能增强界面的稳定性，使表面应力下降，从而减轻呼吸时的阻力。

研究还发现，如果长时间没有深呼吸，肺表面活性物质的层状结构会逐渐失去这种有序状态，导致应力上升，肺泡变得不易伸展。实验表明，大约在停止深呼吸后的四十五分钟内，表面应力会恢复到较高水平。换句话说，这说明规律性的深呼吸或叹息是维持肺部顺应性的重要节奏，能够周期性地“重置”肺泡界面的力学平衡。

这种发现不仅帮助解释了为何人在静息状态下会不由自主地叹气，也为临床呼吸治疗提供了新的思路。未来，模仿这种深呼吸效应的机械通气策略，可能在治疗急性肺损伤或呼吸衰竭时发挥作用。

总结

这项研究揭示了一个被忽视的生理事实，叹息是一种维持呼吸系统健康的自然调节方式。通过深呼吸，肺表面的脂质层会重新排列，使肺泡更容易扩张与收缩，减少呼吸所需的能量。科学家还发现，这种作用并非瞬间完成，而是需要在一定的时间间隔内反复出现，类似于肺部的一种周期性自我修复机制。长期缺乏深呼吸，可能会让肺部界面的应力逐渐累积，从而影响通气效率。

这意味着，深呼吸不仅能让人放松心情，也确实在生理层面保护着我们的肺。未来，相关研究可能为改善机械通气策略、治疗呼吸窘迫综合征等疾病提供新的思路。因此，我们偶尔停下忙碌的脚步，做几次缓慢而深长的呼吸，也许正是身体维持健康的一种本能。

参考文献：

[1] Novaes-Silva, Maria C., et al. "How sighing regulates pulmonary surfactant structure and its role in breathing mechanics." Science Advances 11.39 (2025): eadx6034.

[2] Pérez-Gil, Jesús. "Structure of pulmonary surfactant membranes and films: the role of proteins and lipid–protein interactions." Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes 1778.7-8 (2008): 1676-1695.

[3] Possmayer, Fred, et al. "Pulmonary surfactant: a mighty thin film." Chemical reviews 123.23 (2023): 13209-13290.

策划制作

作者丨邵文亚 福建医科大学副教授；杨 超 深圳理工大学科普主管、中国科普作家协会会员

审核丨刘键熙 福建师范大学副教授

来源: 科普中国新媒体

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