發表在《 FASEB》(FederationofAmericanSocietiesforExperimentalBiology)上新近的研究表明,盡管男女都可以在非凡的運動中取得成就,但平均而言在劇烈運動期間,女性必須比男性更努力地呼吸。
加拿大滑鐵盧大學助理教授保羅·多米內利(Paolo Dominelli)博士說:“女性在給定的呼吸量下,呼吸肌要做的工作量更大。”“人們認為這是由于女性的氣道比男性小,這導致氣流阻力更高。”
該研究小組招募了6名男性和5名女性進行兩次最大程度的運動測試,參與者逐漸增加了自己在固定周期上的運動水平,直到他們盡力而為。參與者通過附在大袋子上的煙嘴呼吸。在一個療程中,袋子里充滿了正常的室內空氣。在另一期間,袋子中充滿了氧氣和氦氣的混合物。每個袋子中都含有相同數量的氧氣,并且沒有告知參與者他們在哪一天呼吸的是哪種混合物。
在測試過程中,將一根小管插入參與者的鼻子和喉嚨,以監測食道內部的壓力。該程序使研究人員能夠測量呼吸所需的工作量。當袋子中裝有氦氣混合物時,結果表明男女呼吸作用沒有差異。當包含室內空氣時,女性的呼吸工作要比男性多得多。
該實驗旨在模擬男性較大的氣道如何降低呼吸阻力。氦混合物的密度遠小于室內空氣,因此以層流方式流動。在層流中,空氣分子都沿相同的方向流動,就像一條光滑河中的水一樣。在湍流中,空氣分子沿不同方向旋轉,類似于在河中間的巨石周圍形成的漩渦。氣道中的湍流引起更大的阻力,這需要更多的工作來克服。
多米內利解釋說:“決定氣流是層流還是湍流的兩個主要因素是氣道的大小和流量。”“靜止時,氣流速率非常低,因此即使女性的氣道比男性小,氣流仍然是層流的。隨著運動強度的增加,您的呼吸加快,并且在某些時候,氣流從層流變為湍流。男性氣道中的氣流最終也將從層流變為湍流,但這需要比女性更高的氣流率。”