付明寶

摘要：眾所周知，女性與男性相比有很多解剖學和生理學上的差異，這些差異造成了女性對運動反應的不同。這些因素影響女性的訓練反應并導致女性較低的最大有氧運動能力。另外，雌激素、孕酮等能夠影響女性在運動中的通氣量、底物代謝、體溫調節(jié)以及肺功能。在相同年齡以及身高的情況下，女性與男性相比，肺部結構和形態(tài)學上的不同包括：肺活量、最大呼吸氣流速率、氣道直徑以及擴散表面。這些不同可能會對運動中整體的呼吸反應、呼吸肌功以及肺部的氣體交換產生影響。值得注意的是，近來研究發(fā)現，在劇烈運動中，女性表現出更大的呼吸氣流受限和呼吸增加，另外劇烈運動還可能導致女性動脈血氧不足。這些肺部的效應具有損傷女性有氧運動能力和運動耐力的可能性。

關鍵詞：性別 肺功能 運動能力 女性

在過去的幾十年間，針對運動對人體生理系統(tǒng)影響的研究大量增加，人們已經廣泛認識到體育運動有利于身體健康，然而主要是針對男性進行研究，對于女性或者性別差異的研究卻相對較少，這一方面的研究還需要繼續(xù)進行。已經有研究證明運動中心血管功能，體溫調節(jié)，底物代謝，肺功能等有明顯的性別差異，這些可能與運動耐力有關。而且肺部系統(tǒng)對于運動應答也存在著性別差異。安靜時肺功能的性別差異可能會對運動中整體的通氣應答、呼吸肌功以及氣體交換產生影響，繼而影響運動能力。

1肺功能性別差異的基礎

肺功能和運動耐力的性別差異基礎主要有兩個方面：激素（主要是孕酮和雌激素）和結構，形態(tài)學上的差異。本文將論述這些機制的作用以及它們是如何影響肺功能的。

1.1激素

目前對神經內分泌激素和體育運動之間相互作用的研究已經取得了很大的進展。然而對女性特有的類固醇類激素對于運動表現的作用知之甚少。研究表明在正常的月經周期期間血管容積動力學、肺通氣、體溫調節(jié)以及底物代謝等等方面會出現細微的變化。除了在黃體期耐力運動表現有改善之外，并沒有其他的女性經期對運動表現影響的結論。

月經期間血液中的孕酮和雌激素的變化會影響運動中的肺功能。在黃體期和懷孕期間孕酮濃度增高。孕酮對肺循環(huán)系統(tǒng)的影響包括過度通氣、代償性呼吸堿中毒、安靜高碳酸通氣反應（HCVR）以及低氧通氣反應（HVR）。孕酮也提高中樞呼吸動力，這可能提高運動中的呼吸響應。然而，沒有研究證實孕酮水平與通氣反應相關。女性在運動中增加的通氣動力和孕酮水平以及降低的氣道直徑可能會導致呼吸流量限制。

雌激素水平上升會導致液體阻滯、血量增加，可能繼而影響氣體交換。Sansores等證明月經周期的卵泡期初期（低孕酮和低雌激素水平）比卵泡末期和黃體中期的靜態(tài)彌散功能（resting diffusing capacity，DLCO）低，這可能歸因于肺部血流量的減少。

此外，Zhao等人在人體氣道肥大細胞中識別鑒定了孕酮和雌激素受體。這一發(fā)現可能會有助于解釋性激素在氣道功能和通氣差異中的一些效應。顯然，在女性月經周期中呼吸系統(tǒng)對雌激素中類固醇激素的反應機制很復雜，目前尚未完全弄清。

1.2形態(tài)學

在正常條件下，正常體重的年輕男性其肺循環(huán)系統(tǒng)（包括肺部、胸壁及其神經控制系統(tǒng)）的結構和功能超過了男性機體對氣流速率、體積、氧氣和二氧化碳交換的需求。女性其肺部形態(tài)學結構與男性有諸多不同，例如，Crapo等研究發(fā)現肺功能預測方程顯示成人不同性別具有明顯的差異。具體來說，與相同體重的青春期后的女性相比，男性具有更大的氣道直徑、更大的肺容量以及擴散表面。女性肺泡總數較少（表面積較?。?、相對于肺體積氣道直徑較?。ㄗ畲髿饬魉俾瘦^低）導致了肺部擴散能力的性別差異。另外，成年女性與其具有相同坐高的男性相比肺容量小、最大呼吸速率低，但在肺部的彈性、胸壁或者肺順應性方面沒有性別差異。由此，結合男女肺部結構上的不同，以及體育訓練提高最大有氧運動能力沒有對肺功能或者結構產生明顯的影響，可以推測在相同的代謝需要情況下，女性對于肺部阻滯的敏感性更高。

2性別和肺泡通氣量

2.1性別和化學敏感性

研究證實耐力運動員的高碳酸通氣反應（HCVR）以及低氧通氣反應（HVR）降低，這些變化通過運動中較低的通氣量（未導致血氧不飽和度增加）、降低呼吸困難的主觀感受（可能是限制最大運動能力的因素）、使其在低氧條件下繼續(xù)運動使得運動員受益。然而目前尚未明確這些因素的降低與長時間訓練還是運動員本身固有素質有關。

目前對于高碳酸通氣反應以及低氧通氣反應的化學敏感性是否存在性別差異仍有爭議。目前已知性別相關的低氧通氣反應隨著卵巢激素的變化而變化。月經周期內內源性的孕酮水平急劇上升會通過呼吸動力的改變對運動表現產生不良影響。孕酮和雌激素通過中樞和周圍受體介導的機制增加肺泡通氣量和低氧通氣反應。然而Regensteiner等人卻研究發(fā)現盡管輕度運動會使低氧通氣反應增加，但是安靜低氧通氣反應或高碳酸通氣反應沒有性別差異。

2.2運動中的過度通氣

劇烈運動會使呼吸肌功和呼吸彈性阻力明顯增加。盡管如此，從年輕人到中老年人，都會出現通氣量上升這一保護機制，甚至在極量運動隋況下也是如此。耐力訓練的人最大攝氧量、CO2產出量更高，通氣需求高，開始接近呼吸壓和呼吸氣流的限制機制，因此，當等潮高線開始與最大流速容量環(huán)（maximal flowvolume loop，MFVL）交叉，呼吸末肺容量開始提高以使最大流速容量環(huán)的氣流速率進一步增加。肺容量的過度膨脹導致呼吸彈性功進一步增加，吸氣肌功達到其產生壓力的85-95%，呼氣流速限制反過來又導致過度通氣的反應抑制，限制通氣量，提高呼吸相關聯的做功量。而更大的做功量很可能導致呼吸肌加速疲勞。因此，肺呼氣的容積和最大呼氣流速的機械約束對于劇烈運動中的呼吸控制就顯得十分重要。

女性相對于男性氣道直徑較窄，因此女性更容易對呼氣流速產生機械性限制，最大氣流速率小。圖1顯示了整體平均潮流速率：很健康和不太健康的女性進行極量運動。圖示表明，女性上升的通氣需求與氣道脆弱關閉很可能比其同齡男性更易導致明顯的呼氣流速限制（例如在較低最大通氣量70-100 l/min和更低的最大攝氧量）。由于以上原因，在特定的最大通氣量時，女性更容易出現過度充氣，呼吸時肺自然回縮和氣流阻力所需功增加以及呼吸困難。

由于呼氣流速受限，活躍的健康女性在劇烈運動中對呼吸作業(yè)疲勞水平更敏感。Johnson等通過刺激雙側膈神經發(fā)現，在>80%最大攝氧量強度的持續(xù)運動中，膈膜在運動末期表現出疲勞。高水平的呼吸肌功和呼吸肌疲勞導致工作肌血管收縮、血流量降低、血管阻力變化，這些會降低運動耐力。因此，在劇烈運動中，女性更容易出現呼吸肌疲勞。

圖1.在安靜和輕度運動（55%最大攝氧量），中度運動（74%最大攝氧量），劇烈運動（90%最大攝氧量），接近最大攝氧量（96%最大攝氧量），最大攝氧量下，不太健康女性（n=15）和健康女性（n=14）對持續(xù)運動的反應。以群平均潮氣呼吸流速容量環(huán)表示。VEmax，最大通氣量。當潮氣呼吸流速容量環(huán)與意志最大流速容量環(huán)交叉時表現出呼氣流量限制。

3老齡化

健康老齡化使得肺部彈性回縮力、肺活量、擴散表面、胸壁順應性下降。因此，在健康的老年個體中，亞極量運動（最大通氣量值70-80 l/min）時出現顯著的呼氣流量限制并伴隨著呼氣末肺容量增加以及呼吸功增加?？v向研究表明，習慣性的身體運動不能減輕年齡相關的最大氣量的降低。最大攝氧量在40-60ml/kg/min時，健康老年人中也會發(fā)生運動誘導的動脈血氧不足。大多數健康人最大攝氧量和肺泡氧氣運輸能力隨年齡下降情況相似。根據性別對年輕人肺部機構和功能的影響效應，女性隨著年齡增長對肺功能限制更具易感性。

4結論與展望

根據傳統(tǒng)觀點來看，肺并不被認為會限制運動耐力。然而，現在越來越多的證據證明肺循環(huán)系統(tǒng)功能可能不會總是超過運動的代謝需求。肺功能對運動的限制在不同的健康水平、不同性別都存在。但是女性由于生殖激素（雌激素、孕酮）和肺功能下降的影響，在劇烈運動中更易于產生肺功能受限。運動和氣體交換損傷中增加的通氣做功與呼氣氣流受限是要首先考慮的，這些都是下一步要繼續(xù)研究的方向。endprint