При физической нагрузке мы начинаем дышать глубже и чаще – телу нужно больше кислорода, чтобы получить больше энергии. И вот в этот момент начинает сказываться разница в анатомии дыхательной системы у мужчин и женщин – от женщин требуется больше усилий, чтобы обеспечить себя кислородом.
Исследователи из Университета Ватерлоо поставили эксперимент, в котором мужчины и женщины в течение нескольких дней занимались на велотренажёре, постепенно повышая нагрузку. Дышали они газовой смесью из специальной ёмкости, и в одни дни это был обычный воздух, а в другие дни смесь гелия и кислорода. Ёмкости для дыхания наполняли так, чтобы в них было одинаковое количество кислорода. Сами тренирующиеся не знали, чем они дышат, воздухом или кислородно-гелиевой смесью.
Кроме того, участников эксперимента снабжали специальным устройством, которое позволяло отслеживать давление в пищеводе – по давлению в пищеводе, который идёт рядом с дыхательными путями, можно было понять, много ли усилий тратится на дыхание. Оказалось, что если дышать нужно было смесью гелия и кислорода, то дыхательные усилия у всех были одинаковы, что у мужчин, что у женщин. Если дышать нужно было обычным воздухом, женщинам становилось дышать тяжелее, им на это требовалось больше усилий.
Смесь гелия и кислорода менее плотная, и потому её поток движется ламинарно, без завихрений. Если же плотность газовой смеси увеличивается, в ней возникают турбулентности, вихревые движения, так что газовая смесь как будто сопротивляется движению, и нужно преодолеть это сопротивление, чтобы пропихнуть газ дальше.
Но ламинарность и турбулентность потока ещё зависят от его скорости и ширины (которые опять же взаимосвязаны). У мужчин дыхательные пути шире, газовый поток становится у них тоже турбулентным, но на большей скорости. У женщин, с их более узкими дыхательными путями, турбулентность начинается раньше, и потому они тратят больше сил просто на то, чтобы дышать. (Ну а в спокойном состоянии мы дышим медленно, скорость потока воздуха и так невелика, и никаких трудностей тут не возникает.)
Авторы работы собирались доложить свои результаты на съезде Американского физиологического общества, но поскольку съезд не состоялся ввиду эпидемии коронавируса, их в ближайшее время опубликует FASEB Journal.
Очевидно, эту разницу в мужском и женском дыхании как-то следовало бы учитывать не только при занятиях спортом, но и при лечении заболеваний дыхательной системы, таких как астма и обструктивная болезнь лёгких.
Автор: Кирилл Стасевич