一句話答案
自由潛水閉氣時,脾臟可能會收縮,把原本儲存在其中的部分紅血球釋放進血液循環,使血紅蛋白(Hb)與血比容(Hct)短暫上升,增加血液的攜氧能力。[1][2]
簡單來說:
脾臟有點像人體的「紅血球備用庫」,遇到缺氧壓力時,身體會把其中一部分調度出來使用。這是一個幫助理解的比喻。
重點整理
- 脾臟收縮是 Mammalian Dive Reflex(哺乳類潛水反射)的一部分。[1][2]
- 閉氣或反覆閉氣後,脾臟體積可能暫時縮小。[1][3]
- 脾臟收縮會釋放部分紅血球,使 Hb、Hct 暫時上升。[1][3]
- 這不是製造新的氧氣,而是暫時增加血液的攜氧能力。
- 韓國海女的研究直接觀察到反覆閉氣潛水後脾臟收縮與 Hb、Hct 上升。[5]
- Sherpa 研究也發現,他們平均擁有較大的脾臟與更明顯的脾臟收縮能力,可能參與高海拔低氧適應。[10][11]
- AIDA3 也把「脾臟效應」列入 Mammalian Dive Reflex 的主要生理反應。[9]
為什麼閉氣會讓脾臟收縮?
脾臟除了參與免疫功能,也可以儲存一部分濃縮的紅血球。
人在閉氣時,交感神經與潛水反應會讓脾臟收縮,把部分儲存的紅血球送回血液循環。[1][2]
研究顯示,即使沒有真正下潛,只做閉氣或模擬潛水,也能觀察到不同程度的脾臟體積下降。[1]
因此脾臟收縮可以理解成:
當氧氣暫時補不進來時,人體開始動用原本儲備的攜氧資源。
脾臟收縮真的會讓血液攜帶更多氧氣嗎?
會稍微增加,但不是突然多出一大桶氧氣。
紅血球裡的 Hemoglobin(血紅蛋白)負責攜帶氧氣。當脾臟收縮、更多紅血球進入循環後,Hb 與 Hct 可能暫時提高。[1][3]
所以比較準確的說法是:
氧氣沒有憑空增加,但負責運送氧氣的「車子」暫時變多了一點。這同樣只是比喻。
這也是為什麼 splenic contraction 常和心率下降、周邊血管收縮一起被視為 Diving Response 的 oxygen-conserving mechanism。[2]
反覆閉氣後,脾臟反應可能更明顯
脾臟並不一定在每一次閉氣結束後立刻恢復原本大小。
研究讓受試者連續進行數次最大閉氣後,觀察到脾臟體積下降,同時 Hb 與 Hct 增加,而且這些變化會持續一段時間。[3][4]
因此反覆閉氣之間,可能出現短暫的累積效果。
但這裡有一個很重要的界線:
研究觀察到這個現象,不代表自由潛水員應該用連續最大閉氣來刻意刺激脾臟。
生理研究結果不等於安全訓練處方。
韓國海女:在大海裡直接看到脾臟收縮
人類脾臟與自由潛水最經典的研究之一,來自韓國的職業女性閉氣潛水者,也就是 Korean ama。
1990 年,研究人員觀察 10 名韓國 ama 進行反覆約 5–7 公尺深的閉氣潛水;各人最長潛水的平均深度為 6.0 公尺,並在潛水前後使用超音波測量脾臟。[5]
結果非常有意思。
潛水後,她們估算的脾臟體積平均下降約 19.5%,同時 Hemoglobin 約增加 9.5%、Hematocrit 約增加 10.5%。[5]
這提供了很直觀的人體證據:
人在真正反覆下潛的情況下,脾臟確實可能把部分紅血球釋放到血液裡。
韓國海女後續研究甚至直接在海中工作潛水時測量動脈血氣,讓研究者更深入了解人類面對反覆低氧、CO₂ 上升與壓力變化時的生理反應。[12]
不過這些人是長期工作的專業閉氣潛水者,不能把她們的數據直接套在一般初學者身上。
從海底到喜馬拉雅:Sherpa 的脾臟也很特別
更有趣的是,脾臟和低氧適應的關係不只出現在自由潛水。
研究比較生活在高海拔的 Sherpa、生活在低海拔的 Sherpa,以及尼泊爾低地居民時發現,高海拔 Sherpa 的平均靜止脾臟體積約 198 mL,低海拔 Sherpa 約 159 mL,而尼泊爾低地居民約 129 mL。[10]
而且兩組 Sherpa 在閉氣後的脾臟收縮,都比低地居民更加明顯。[10]
2024 年另一項高海拔研究也得到相似結果。
研究在約 4,300 公尺測量 Sherpa 與非 Sherpa 尼泊爾人,發現 Sherpa 的平均靜止脾臟體積約 237 mL,非 Sherpa 約 165 mL;運動後的脾臟收縮量約為 91 mL 與 38 mL。[11]
研究者提出,較大的脾臟和較強的收縮能力,可能讓 Sherpa 在運動或低氧壓力下暫時釋放更多紅血球,幫助維持血液的攜氧能力。
但這裡不能講成:
「Sherpa 因為脾臟比較大,所以一定比較耐低氧。」
脾臟大小/功能與低氧耐受之間的直接因果關係仍未完全確立。[11]
Sherpa 的高海拔適應仍然是遺傳、呼吸、血液循環、代謝、血液學調節與脾臟功能等多種因素共同作用的結果。
海女和 Sherpa,其實有一個有趣的共同點
一群人在海面以下反覆面對暫時無法呼吸的環境。
另一群人長期生活在空氣稀薄的喜馬拉雅高山。
環境完全不同,但兩邊的研究都指向同一件很有意思的事:
脾臟可能是人體面對低氧時,一個比我們平常想像中更重要的紅血球儲備與調度器官。[5][10][11]
這兩種環境與適應來源並不相同;它們共同提供的是脾臟可能參與低氧下紅血球調度的研究線索。
這也是研究自由潛水生理特別有趣的地方——很多原本看起來和潛水毫無關係的器官,實際上都參與了人體對低氧的調節。
自由潛水員才會有脾臟收縮嗎?
不是。
即使沒有自由潛水經驗,一般人在閉氣刺激下也可能出現脾臟收縮。[1]
因此這比較像是:
人體本來就存在的生理能力,而不是學會自由潛水之後才產生的新功能。
至於長期訓練是否會讓脾臟變大或改變反應,目前有研究觀察到基礎脾臟體積可能增加,但急性收縮反應未必同步改變;不同研究結果不能簡化成單一路徑。[6][7]
所以不能說「訓練越多,脾臟一定越大、越會縮」,這部分仍需要更多研究。
AIDA3 怎麼看「脾臟效應」?
AIDA3 把 Splenic Effect 放在 Mammalian Dive Reflex 的整體架構裡。[9]
同一組生理反應還包括:
- 心跳變緩
- 末端血管收縮
- 脾臟效應
- Blood Shift/血液轉移
- 代謝與氧氣使用的調整
這個架構很好理解:
心率下降是在減少部分消耗,周邊血管收縮是在重新分配血流,而脾臟則是在調度紅血球。
三者方向不同,但都是身體面對暫時無法重新呼吸時的一部分生理調節。
脾臟收縮可以拿來延長極限閉氣嗎?
不應該這樣理解。
研究確實觀察到脾臟收縮、Hb/Hct 上升以及閉氣表現之間可能存在關係。[3][4]
但脾臟只是整套閉氣生理中的其中一個因素。
閉氣能力仍然受到 O₂、CO₂、肺容積、肌肉耗氧、心理狀態與自主神經反應等多個因素影響。
更重要的是:
脾臟收縮不能防止低氧、LMC 或 Blackout。[2]
因此它是一個值得理解的生理現象,不是一個拿來突破極限的技巧。
結論:脾臟可能比你想像中更重要
自由潛水閉氣時,脾臟可能收縮,把部分儲存的紅血球釋放進循環,使 Hb 與 Hct 暫時提高。[1][3]
從反覆閉氣的實驗研究,到韓國海女真正的海中工作潛水,再到生活在喜馬拉雅高地的 Sherpa,都讓我們看到:
脾臟可能是人體面對低氧時,一個重要的紅血球儲備與調度器官。
最簡單的理解就是:
當氧氣變得珍貴,身體不只會讓心跳慢下來,也會把原本藏在脾臟裡的一部分紅血球叫出來幫忙。
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延伸閱讀
- Mammalian Dive Reflex 潛水反射是什麼?
- 自由潛水時心率為什麼會下降?
- O₂ 和 CO₂ 在自由潛水中有什麼不同?
- 為什麼閉氣時會想呼吸?
- Blood Shift 血液轉移是什麼?
- 自由潛水呼吸與閉氣完整指南
更多主題可回到自由潛水 Hub。
References
- [1] Espersen K, Frandsen H, Lorentzen T, Kanstrup IL, Christensen NJ. The human spleen as an erythrocyte reservoir in diving-related interventions. Journal of Applied Physiology. 2002;92(5):2071–2079. DOI: 10.1152/japplphysiol.00055.2001. PMID: 11960959.
- [2] Fitz-Clarke JR. Breath-Hold Diving. Comprehensive Physiology. 2018;8(2):585–630. DOI: 10.1002/cphy.c160008. PMID: 29687909.
- [3] Schagatay E, Haughey H, Reimers J. Speed of spleen volume changes evoked by serial apneas. European Journal of Applied Physiology. 2005;93(4):447–452. DOI: 10.1007/s00421-004-1224-0. PMID: 15503125.
- [4] Schagatay E, Andersson JPA, Hallén M, Pålsson B. Selected contribution: role of spleen emptying in prolonging apneas in humans. Journal of Applied Physiology. 2001;90(4):1623–1629. DOI: 10.1152/jappl.2001.90.4.1623. PMID: 11247970.
- [5] Hurford WE, Hong SK, Park YS, Ahn DW, Shiraki K, Mohri M, Zapol WM. Splenic contraction during breath-hold diving in the Korean ama. Journal of Applied Physiology. 1990;69(3):932–936. DOI: 10.1152/jappl.1990.69.3.932. PMID: 2246181.
- [6] Bouten J, Caen K, Stautemas J, Lefevere F, Derave W, Lootens L, Van Eenoo P, Bourgois JG, Boone J. Eight weeks of static apnea training increases spleen volume but not acute spleen contraction. Respiratory Physiology & Neurobiology. 2019;266:144–149. DOI: 10.1016/j.resp.2019.04.002. PMID: 31009754.
- [7] Engan H, Richardson MX, Lodin-Sundström A, van Beekvelt MCP, Schagatay E. Effects of two weeks of daily apnea training on diving response, spleen contraction, and erythropoiesis in novel subjects. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 2013;23(3):340–348. DOI: 10.1111/j.1600-0838.2011.01391.x. PMID: 23802288.
- [9] AIDA International. AIDA3 進階自由潛水員課程手冊,Mammalian Dive Reflex / Splenic Effect chapter. PROJECT SOURCE / HUMAN VERIFIED.
- [10] Holmström PK, Mulder E, Starfelt V, Lodin-Sundström A, Schagatay E. Spleen Size and Function in Sherpa Living High, Sherpa Living Low and Nepalese Lowlanders. Frontiers in Physiology. 2020;11:647. DOI: 10.3389/fphys.2020.00647. PMID: 32695011.
- [11] Brutsaert TD, Harman TS, Bigham AW, Kalker A, Jorgensen KC, Zhu KT, Steiner BC, Hawkins E, Day TA, Kunwar AJ, Thakur N, Dhungel S, Sherpa N, Holmström PK. Larger spleens and greater splenic contraction during exercise may be an adaptive characteristic of Nepali Sherpa at high-altitude. American Journal of Human Biology. 2024;36(9):e24090. DOI: 10.1002/ajhb.24090. PMID: 38741522.
- [12] Qvist J, Hurford WE, Park YS, Radermacher P, Falke KJ, Ahn DW, Guyton GP, Stanek KS, Hong SK, Weber RE. Arterial blood gas tensions during breath-hold diving in the Korean ama. Journal of Applied Physiology. 1993;75(1):285–293. DOI: 10.1152/jappl.1993.75.1.285. PMID: 8376276.