Половые различия в физиологии физических упражнений

Биологический пол связан с систематическими различиями в составе тела, сердечно-сосудистых и дыхательных параметрах, скелетных мышцах, метаболизме субстратов и утомляемости, что в совокупности формирует интегративный ответ на физическую нагрузку. В этой статье описывается, как эти половые различия влияют на физиологию физических упражнений и спортивные результаты.

Definition

Половые различия в физиологии физических упражнений — это средние, биологически обусловленные различия между мужчинами и женщинами — в составе тела, кардиореспираторных параметрах, скелетных мышцах, метаболизме субстратов и утомляемости — которые модифицируют острые и хронические физиологические реакции на физическую нагрузку и способствуют различиям в производительности.

Scope

Статья охватывает основные физиологические различия между мужчинами и женщинами, имеющие отношение к физическим упражнениям — размер и состав тела, кислородтранспортную способность, мышечную массу и характеристики волокон, использование субстратов во время физической нагрузки и нервно-мышечную утомляемость — а также результирующие различия в производительности. Это справочное описание физиологии на групповом уровне, а не основа для индивидуальной оценки, назначения тренировок или клинических рекомендаций, и оно не затрагивает различия, возникающие из гендерной идентичности или специфических клинических популяций.

Core questions

• Какие физиологические характеристики в среднем различаются у мужчин и женщин и имеют отношение к физическим упражнениям?
• Как различия в составе тела и транспорте кислорода способствуют разрывам в производительности?
• Как метаболизм субстратов во время физической нагрузки различается по полу, и какова роль половых гормонов?
• Почему женщины, как правило, более устойчивы к утомлению при выполнении некоторых задач, и какие механизмы лежат в основе этого?

Key concepts

• Состав тела (безжировая масса, жировая масса)
• Кислородтранспортная способность (гемоглобин, размеры сердца и легких)
• Масса скелетных мышц и распределение типов волокон
• Использование субстратов (большее относительное окисление жиров у женщин)
• Роль половых гормонов (например, 17β-эстрадиол)
• Нервно-мышечная утомляемость
• Половые различия в спортивных результатах

Mechanisms

В среднем мужчины имеют большую безжировую массу, более крупные сердца и легкие, а также более высокую концентрацию гемоглобина, что обеспечивает более высокую абсолютную и скорректированную по массе тела кислородтранспортную способность, в то время как женщины имеют более высокую долю жировой массы; эти различия лежат в основе большей части среднего полового разрыва в максимальной аэробной и силовой производительности (Ansdell et al., 2020). Во время субмаксимальных упражнений на выносливость женщины, как правило, окисляют пропорционально больше жиров и меньше углеводов, чем мужчины, при той же относительной интенсивности, что связано с влиянием 17β-эстрадиола на метаболизм субстратов (Tarnopolsky, 2008). Женщины также демонстрируют, в среднем, большую устойчивость к утомлению при некоторых типах сокращений, что объясняется различиями в мышечной массе, пропорциях типов волокон и перфузии (Ansdell et al., 2020). На элитном уровне эти физиологические различия приводят к стабильным разрывам в производительности, которые варьируются в зависимости от дисциплины (Solli, Sandbakk & Sandbakk, 2024).

Clinical relevance

Признание физиологических различий, основанных на поле, важно для интерпретации результатов тестирования физической нагрузки, нормативных значений и исследований, которые исторически недостаточно включали женщин-участниц. Эта статья описывает физиологию на групповом уровне и доказательную базу; она не предоставляет индивидуализированных оценок, тренировок или клинических рекомендаций, и индивидуальные вариации внутри каждого пола велики.

Evidence & guidelines

Интегративная физиология суммирована в обзоре половых различий в реакции на физическую нагрузку (Ansdell et al., 2020); различия в метаболизме субстратов и роль эстрадиола рассмотрены Tarnopolsky (2008); а различия в производительности на элитном уровне охарактеризованы в нарративном обзоре видов спорта на выносливость (Solli, Sandbakk & Sandbakk, 2024). Единого клинического руководства по этой теме не существует; это физиологический справочник.

History

На протяжении большей части двадцатого века исследования в области физиологии физических упражнений проводились преимущественно на мужчинах, а специфические реакции женщин были недостаточно изучены. Растущее признание этого пробела, наряду с расширением женского спорта, стимулировало систематическое исследование половых различий в транспорте кислорода, метаболизме субстратов и утомляемости, а также привело к призывам сообщать пол как биологическую переменную.

Debates

Недостаточное представительство женщин-участниц и переменная менструального цикла

Давней проблемой является то, что исследования физических упражнений непропорционально часто изучали мужчин, поэтому физиология, специфичная для женщин, менее хорошо охарактеризована; вопрос о том, как учитывать гормональные вариации в течение менструального цикла при разработке и интерпретации исследований, остается активной методологической дискуссией.

Key figures

• Sandra K. Hunter
• Mark A. Tarnopolsky
• Øyvind Sandbakk
• Paul Ansdell

Seminal works

• ansdell-2020
• tarnopolsky-2008

Frequently asked questions

Почему мужчины в среднем имеют более высокую максимальную аэробную способность?

В среднем мужчины имеют большую безжировую массу, более крупные сердца и легкие, а также более высокую концентрацию гемоглобина, что в совокупности повышает способность к транспорту и доставке кислорода, в то время как женщины имеют пропорционально больше жировой массы. Эти групповые средние значения значительно перекрываются между отдельными людьми.

Различается ли у мужчин и женщин сжигание топлива во время физических упражнений?

В среднем, при одинаковой относительной интенсивности женщины, как правило, окисляют пропорционально больше жиров и меньше углеводов, чем мужчины, во время упражнений на выносливость, что является различием, связанным с влиянием полового гормона 17β-эстрадиола на метаболизм субстратов.