Sự khác biệt giới tính trong chức năng tim mạch trong quá trình tập luyện dưới cường độ tối đa ở người
Tóm tắt
Sự khác biệt trong chức năng tim mạch giữa các giới đã được ghi nhận ở trạng thái nghỉ và trong bài tập tối đa. Mục tiêu của nghiên cứu này là khảo sát sự khác biệt giới tính trong chức năng tim mạch trong quá trình tập luyện dưới cường độ tối đa không đổi, một vấn đề chưa được hiểu rõ.
Ba mươi một đối tượng nam và 33 đối tượng nữ đã hoàn thành bài tập dưới cường độ tối đa vừa phải trong chín phút và cường độ cao trong chín phút (40 và 75% mức tối đa được xác định bằng bài kiểm tra tập luyện tối đa). Các phép đo bao gồm: huyết áp động mạch (HAT và HAT tâm trương), chỉ số tim (QI), nhịp tim (HR), tiêu thụ oxy (VO2) và catecholamine trong động mạch (epinephrine = EPI và norepinephrine = NE), cùng với các khí máu. Áp lực động mạch trung bình (MAP), chỉ số thể tích nhịp (SVI), chỉ số trở kháng mạch máu hệ thống (SVRI), hàm lượng oxy trong động mạch (CaO2), sự chênh lệch oxy giữa động mạch và tĩnh mạch (AVO2) và khả năng vận chuyển oxy hệ thống (SOT) đã được tính toán.
Tại trạng thái nghỉ và trong quá trình tập luyện dưới cường độ tối đa, QI, SVI, HAT, MAP, NE, CaO2 và SOT thấp hơn ở nữ so với nam giới. VO2, AVO2, EPI cũng thấp hơn ở nữ trong suốt quá trình tập luyện. Khi được điều chỉnh theo công suất, nữ có Q, HR, SV, VO2 và AVO2 cao hơn mặc dù có mức tiêu hao năng lượng thấp hơn và hiệu suất cơ học cao hơn.
Nghiên cứu này cho thấy sự khác biệt giới tính trong phản ứng tim mạch đối với bài tập dưới cường độ tối đa không đổi. Cụ thể, nữ giới gặp phải những hạn chế trong hiệu suất tim trong việc không thể bù trừ cho sự giảm thể tích nhịp bằng cách gia tăng nhịp tim, có thể là hậu quả của phản ứng giao cảm bị hạn chế và tình trạng giãn mạch cao hơn ở nữ giới. Nữ giới thể hiện một khối lượng công việc tim cao hơn cần thiết để đáp ứng cùng một nhu cầu công việc bên ngoài và phụ thuộc vào việc gia tăng việc trích xuất oxy ngoại biên, giảm tiêu hao năng lượng và cải thiện hiệu suất cơ học như là các cơ chế bù trừ.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Adams KF, Vincent LM, McAllister SM, el-Ashmawy H, Sheps DS: The influence of age and gender on left ventricular response to supine exercise in asymptomatic normal subjects. Am Heart J 1987, 113(3):732-742.
ATS: Standardization of spirometry: 1994 Update. American Thoracic Society. Am J Respir Crit Care Med 1995, 152: 1107-1136.
Borg GAV: A Category Scale With Ratio Properties for Intermodal and Interindividual Comparisons. In Psychophysial Judgement and the Process of Perception. Edited by: Geissler H, Pezold P. Berlin: Veb Deutsche Verlag Wissen Schaften; 1982:25-34.
Burt VL, Whelton P, Roccella EJ, Brown C, Cutler JA, Higgins M, Horan MJ, Labarthe D: Prevalence of hypertension in the US adult population. Results from the Third National Health and Nutrition Examination Survey: 1988–1991. Hypertension 1995, 25: 305-313.
Charkoudian N: Influences of female reproductive hormones on sympathetic control of the circulation in humans. Clin Auton Res 2001, 11(5):295-301.
Charkoudian N, Joyner MJ: Physiologic considerations for exercise performance in women. Clin Chest Med 2004, 25: 247-255.
Charkoudian N, Joyner MJ, Johnson CP, Eisenach JH, Dietz NM, Wallin BG: Balance between cardiac output and sympathetic nerve activity in resting humans: role in arterial pressure regulation. J Physiol 2005, 568(Pt 1):315-321. doi:10.1113/jphysiol.2005.090076
Christou DD, Jones PP, Jordan J, Diedrich A, Robertson D, Seals DR: Women have lower tonic autonomic support of arterial blood pressure and less effective baroreflex buffering than men. Circulation 2005, 111: 494-498.
Evans JM, Ziegler MG, Patwardhan AR, Ott JB, Kim CS, Leonelli FM, Knapp CF: Gender differences in autonomic cardiovascular regulation: spectral, hormonal, and hemodynamic indexes. J Appl Physiol 2001, 91(6):2611-2618.
Fleg JL, O’Connor F, Gerstenblith G, Becker LC, Clulow J, Schulman SP, Lakatta EG: Impact of age on the cardiovascular response to dynamic upright exercise in healthy men and women. J Appl Physiol 1995, 78(3):890-900.
Foss ML, Keteyian SL: Physiological Basis of Exercise and Sport. McGraw Hill, Inc, New York; 1988:83.
Fu Q, Witkowski S, Okazaki K, Lavine BD: Effects of gender and hypovolemia on sympathetic neural resopnses to orthostatic stress. Am J Physiol Regul Integ Comp Physiol 2005, 289: R109-R116.
Hart EC, Charkoudian N, Wallin BG, Curry TB, Eisenach JH, Joyner MJ: Sex differences in sympathetic neural-hemodynamic balance: implications for human blood pressure regulation. Hypertension 2009, 53: 571-576.
Hart EC, Charkoudian N, Wallin BG, Curry TB, Eisenach J, Joyner MJ: Sex and ageing differences in resting arterial pressure regulation: the role of the beta-adrenergic receptors. J Physiol 2011, 589(Pt 21):5285-5297. doi:10.1113/jphysiol.2011.212753
Higginbotham MB, Morris KG, Coleman RE, Cobb FR: Sex-related differences in the normal cardiac response to upright exercise. Circulation 1984, 70(3):357-366.
Johnson BD, Beck KC, Proctor DN, Miller J, Dietz NM, Joyner MJ: Cardiac output during exercise by the open circuit acetylene washin method: comparison with direct Fick. J Appl Physiol 2000, 88(5):1650-1658.
Johnson BD, Beck KC, Proctor DN, Miller J, Dietz NM, Joyner MJ: Cardiac output during exercise by the open circuit acetylene wasin method: Comparison with direct fick. J Appl Physiol 2000, 88: 1650-1658.
Joyner MJ: Counterpoint: the muscle metaboreflex does restore blood flow to contracting muscles. J Appl Physiol 2006, 100: 358-360.
Joyner MJ, Charkoudian N, Wallin BG: A sympathetic view of the sympathetic nervous system and human blood pressure regulation. Exp Physiol 2008, 93: 715-724.
Katch V, Weltman A, Sady S, Freedson P: Validity of the relative percent concept for equating training intensity. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1978, 39(4):219-227.
Kneale BJ, Chowienczyk PJ, Cockcroft JR, Coltart DJ, Ritter JM: Vasoconstrictor sensitivity to noradrenaline and NG-monomethyl-L-arginine in men and women. Clin Sci (Lond) 1997, 93(6):513-518.
Kneale BJ, Chowienczyk PJ, Brett SE, Coltart DJ, Ritter JM: Gender differences in sensitivity to adrenergic agonists of forearm resistance vasculature. J Am Coll Cardiol 2000, 36(4):1233-1238.
Kuo LC, Bolli R, Thornby J, Roberts R, Verani MS: Effects of exercise tolerance, age, and gender on the specificity of radionuclide angiography: sequential ejection fraction analysis during multistage exercise. Am Heart J 1987, 113(5):1180-1189.
Lansley KE, Dimenna FJ, Bailey SJ, Jones AM: A ‘new’ method to normalise exercise intensity. Int J Sports Med 2011, 32(7):535-541. doi:10.1055/s-0031-1273754
Narkiewicz K, Phillips BG, Kato M, Hering D, Bieniaszewski L, Somers VK: Gender-selective interaction between aging, blood pressure, and sympathetic nerve activity. Hypertension 2005, 45: 522-525.
Ogawa T, Spina RJ, Martin WH 3rd, Kohrt WM, Schechtman KB, Holloszy JO, Ehsani AA: Effects of aging, sex, and physical training on cardiovascular responses to exercise. Circulation 1992, 86(2):494-503.
Proctor DN, Beck KC: Delay time adjustments to minimize errors in breath-by-breath measurement of VO2 during exercise. J Appl Physiol 1996, 81: 2495-2499.
Rowell LB: Human Cardiovascular Control. Oxford niversity Press, New york; 1993.
Sargent C, Scroop GC: Plasma lactate accumulation is reduced during incremental exercise in untrained women compared with untrained men. Eur J Appl Physiol 2007, 101(1):91-96. doi:10.1007/s00421-007-0477-9
Schmitt JA, Joyner MJ, Charkoudian N, Wallin BG, Hart EC: Sex differences in alpha-adrenergic support of blood pressure. Clin Auton Res 2010, 20(4):271-275. doi:10.1007/s10286-010-0061-y
Snyder EM, Beck KC, Dietz NM, Eisenach JH, Joyner MJ, Turner ST, Johnson BD: Arg16Gly polymorphism of the {beta}2-adrenergic receptor is associated with differences in cardiovascular function at rest and during exercise in humans. J Physiol 2006, 571(Pt 1):121-130.
Spina RJ, Ogawa T, Miller TR, Kohrt WM, Ehsani AA: Effect of exercise training on left ventricular performance in older women free of cardiopulmonary disease. Am J Cardiol 1993, 71(1):99-104.
Sudhir K, Elser MD, Jennings GL, Komesaroff PA: Estrogen supplementation decreases norepinephrine-induced vasoconstriction and total body norepinephrine spillover in perimenopausal women. Hypertension 1997, 30(6):1538-1543.
Sullivan MJ, Cobb FR, Higginbotham MB: Stroke volume increases by similar mechanisms during upright exercise in normal men and women. Am J Cardiol 1991, 67(16):1405-1412.