Дышать во время упражнений труднее женщинам, чем мужчинам
Согласно новому исследованию, в то время как оба пола обладают способностью к феноменальным спортивным достижениям, женщины в среднем должны работать тяжелее, чтобы дышать во время напряженных физических упражнений, по сравнению с мужчинами. В исследовании предлагается один из возможных способов влияния секса на динамику физических упражнений и, возможно, также на различия в том, как мужчины и женщины испытывают расстройства дыхательных путей, такие как астма и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ).
«Объем работы, которую приходится выполнять дыхательным мышцам, чтобы дышать заданным объемом, больше у женщин», — говорит Паоло Доминелли, доктор философии, доцент Университета Ватерлоо в Канаде. «Считается, что это связано с тем, что у женщин дыхательные пути меньше, чем у мужчин, что приводит к более высокому сопротивлению воздушного потока».
Доминелли должен был представить исследование на ежегодной встрече Американского физиологического общества в Сан-Диего в этом месяце. Хотя встреча, которая должна состояться в связи с конференцией по экспериментальной биологии 2020 года, была отменена в связи со вспышкой COVID-19, тезис исследовательской группы был опубликован в выпуске журнала FASEB за этот месяц .
Исследовательская группа набрала шесть мужчин и пять женщин для выполнения двух максимальных физических упражнений, в ходе которых участники постепенно увеличивали уровень нагрузки в стационарном цикле, пока они не выполняли как можно больше физических нагрузок. Участники дышали через мундштук, прикрепленный к большой сумке. Во время одного сеанса мешок наполняли обычным комнатным воздухом. Во время другой, мешок был заполнен смесью кислорода и гелия. Каждый мешок содержал одинаковое количество кислорода, и участникам не сказали, какой смесью они дышали в какой день.
Небольшая трубка была вставлена в нос и горло участников во время тестов, чтобы контролировать давление внутри пищевода. Эта процедура позволяет исследователям измерить объем работы, необходимой для дыхания. Когда пакет содержал гелиевую смесь, результаты не показали различий в работе дыхания между мужчинами и женщинами. Когда он содержал комнатный воздух, дыхание требовало значительно больше работы для женщин, чем для мужчин.
Эксперимент был разработан, чтобы имитировать, как большие дыхательные пути мужчин уменьшают сопротивление дыханию. Смесь гелия гораздо менее плотная, чем комнатный воздух, и, как следствие, течет более ламинарным образом. В ламинарном потоке молекулы воздуха движутся в одном направлении, как вода в гладкой реке. В турбулентном потоке молекулы воздуха вращаются в разных направлениях, подобно вихрям, которые образуются вокруг валуна в середине реки. Турбулентный поток в дыхательных путях вызывает большее сопротивление, которое требует больше работы для преодоления.
«Два больших фактора, определяющих, является ли поток ламинарным или турбулентным, зависят от размера дыхательных путей и потока», — объяснил Доминелли. «В состоянии покоя скорость воздушного потока очень низкая, поэтому даже если у женщин дыхательные пути меньше, чем у мужчин, воздушный поток все еще ламинарный. По мере увеличения интенсивности упражнений вы дышите быстрее, и в какой-то момент воздушный поток переходит от ламинарного к турбулентному». Воздушные потоки в дыхательных путях мужчин также в конечном итоге превратятся из ламинарных в турбулентные, но для этого требуется более высокая скорость воздушного потока, чем у женщин ».
Доминелли предупредил, что различия, наблюдаемые в исследовании, относятся к размеру и полу, и что существует большой разброс в размере дыхательных путей среди разных людей. Хотя у мужчин в среднем дыхательные пути больше, у мужчин и женщин одинакового роста могут быть дыхательные пути одинакового размера. Тем не менее, исследование дает полезную информацию об основной физиологии на уровне населения, а также может помочь исследователям лучше понять, как заболевания дыхательных путей влияют на переход от ламинарного к турбулентному потоку у женщин и мужчин.
