人體在呼吸過程中，吸入氧氣，排出二氧化碳。但過度的深呼吸會使血液中的二氧化碳大量排出，此時機體即會做出自我調節，使血管口徑縮小。這樣，就會引起循環阻力增加，從而導致血壓大幅增高。
研究發現，強烈的深呼吸可使血管狹窄50%～66%，使大腦、心臟、腎臟等重要臟器的血流量減少75%～80%。因此，雖然深呼吸增加了氧氣的攝入，血液含氧量也明顯增加，但組織器官的供氧量卻顯著減少。組織缺氧刺激中樞神經，進一步使呼吸加深加快，形成惡性循環。大腦缺氧引起頭暈、眼花，反應能力下降;腎血流量減少影響排泄功能，使得代謝產物淤積，危害健康;心肌缺血、缺氧容易導致冠心病患者的心絞痛發作，特別是有心絞痛病史的冠心病患者，若強烈地深呼吸2～5分鐘，常會誘發劇烈的心絞痛發作，甚至發生心肌梗死。對這種誘因的心絞痛，往往藥物治療無效，必須調整呼吸頻率和深度，逐步過渡到正常呼吸，才能奏效。
因此，已發生動脈硬化，尤其是高血壓、心血管和腦血管疾病的患者，不宜進行深呼吸鍛煉，以免誘發心腦血管意外。
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