運動中の筋パフォーマンスは、筋組成（線維タイプ、サイズと長さ、構造、筋束羽状角など）、筋脂肪組織、代謝供給、インスリン感受性、神経筋活性化、および筋酸化的能力など、多数の要因に依存する。
骨格筋代謝を支えるさまざまな経路の中で、一酸化窒素（NO）は機能的役割を果たす。
NOはミトコンドリアの呼吸と生合成を調節し、酸素消費とATP生成を制御する電子伝達を阻害する。同時に、活性酸素種および窒素種（RONS）の増加を誘発する可能性もある。
また、NOは運動時のパンプの主要因子で、これは酸素およびエネルギー基質の需要増加を満たすための対処メカニズム。
NOは細胞内に貯蔵できないため、機能調節のために複数の制御メカニズムを必要とする。筋細胞には一酸化窒素合成酵素（NOS）依存性経路とNOS非依存性経路の二つのNO供給源が存在する。NOの主な供給源はNOS依存性経路であり、NO産生の約３分の２を占める。これにはNOS酵素が触媒するL-アルギニンをNOに酸化する一連の反応が関与し、酸素を含む多くの補因子の存在を必要とする。
筋細胞ではすべてのNOSアイソフォーム（神経型NOS（nNOS）、内皮型NOS（eNOS）、誘導型NOS（iNOS））が観察されるが、通常はiNOSはほとんど検出されず、主に炎症性傷害や酸化的ストレスに応答して発現する。
また、NOSアイソフォーム間に代償的関係は存在しないことにも注意が必要。これらのいずれかが欠損しても、他の形態のタンパク質発現の増加を引き起こすわけではないのだ。
その他のNO産生メカニズムには剪断力、心拍出量、動静脈差など複数のメカニズムも関与しており、複雑多岐にわたる。
リンクの研究は、鼻腔と副鼻腔粘膜におけるiNOS刺激を介したNO産生増加の可能性に焦点を当てたもの。
鼻呼吸は気管支で観察されるよりも最大１０倍のNO濃度を促進する。一方で口呼吸は、循環NOを有意に減少させて、血管機能不全を促進する可能性がある。
最近のデータでも、人体は極限環境にさらされている間、鼻呼吸は血管機能不全の発生を減らすためにNO産生とバイオアベイラビリティの維持を大幅に改善する可能性を示唆している。
４９名の参加者（女性２４名/男性２５名、年齢２２.８ \３.４ 歳）が、カウンターバランス順序で２回のウィンゲート無酸素テストを実施。
口呼吸では自覚的運動強度が有意に高かったが、呼吸様式はパワー出力に影響を与えなかった。NIRSデータは２つの呼吸様式間で筋脱飽和に有意な差がないことを示したが、鼻呼吸は有意に速く、かつより大きい運動後の筋回復をもたらした。
NOバイオアベイラビリティの間接マーカーとして、血流依存性血管拡張反応（FMD）は、鼻呼吸のみを介して有意な改善と関連し、２つの呼吸様式間で有意差が観察された。
【結論】
無酸素運動中の口呼吸のみまたは鼻呼吸のみに関する利用可能なデータは限られているが、今回、高強度無酸素運動テストにおいて呼吸様式がパワー出力やパフォーマンスに影響を与えないことを発見した。
各呼吸様式には利点と欠点があるにもかかわらず、参加者の好みを決定要因とすべきではない。
硝酸塩–亜硝酸塩–NO経路が筋エネルギーと機能を増強する可能性が示しておりされ、これは鼻呼吸の重要性を強調している。
・主な知見は、運動パフォーマンスが２回目のセッションで改善したこと、および男性が女性よりも有意に高かったことで、男性のPeak Power Output（PPO）とAverage Peak Power Output（aPPO）は女性の値をそれぞれ３６%と３１%上回った。この男女差は、過去の研究で報告されているよりも大きく、体組成の違いや運動様式の違いによる可能性がある。
・鼻呼吸は換気効率を高めるが、高強度無酸素テスト中のパフォーマンス指標に呼吸様式は有意な影響を与えなかった。
無機硝酸塩、亜硝酸塩、L-アルギニン、L-シトルリンなどのNO関連サプリメントの運動パフォーマンスへの影響が数多くの研究で検討されているが、これらの栄養補助食品はパフォーマンスの改善、運動中の酸素消費量の減少、血管径と血流の増強、および疲労発症の遅延と関連づけられている。鼻呼吸も同様の機能を果たす。
１０メートルへの２０分間の潜水で、ハーフマスク（鼻をバイパスする）またはフルフェイスマスク（鼻呼吸のみを可能にする）のいずれを使用した場合でも、一酸化窒素（NO）の産生を有意に高めることが実証されている。
・WAnTにおけるピーク乳酸レベルと平均パワーとの間の顕著な相関は解糖系代謝が主に活性化されていることを示し、運動前値と比較して活性酸素種（ROS）フリーラジカル捕捉活性が７８%有意に増加することを示した。これはROS産生の増加を示唆しており、解糖系、ミトコンドリア電子伝達系、酸化、およびトリカルボン酸回路に関与する様々なタンパク質がスーパーオキシド、過酸化水素、および他のROSを生成する。過剰なROS産生によって引き起こされるこの高強度運動関連の酸化的ストレスは、鼻呼吸によってバイオアベイラビリティが増加するいくつかのNO関連メカニズムによって打ち消される可能性がある。
第一に、NOはスーパーオキシドと反応してペルオキシナイトライトを形成し得る。このニトロソ化ストレスは潜在的に損傷を与える可能性があるが、循環からスーパーオキシドを効果的に除去し、それによって内皮細胞への有害な影響を軽減する。
第二に、NOは可溶性グアニル酸シクラーゼを介して保護的細胞シグナル伝達を誘発し、それによってcGMPを産生する。このメディエーターはプロテインキナーゼを活性化し、細胞を酸化的損傷から保護し、血管拡張を促進する。このプロセスは酸素供給を改善するとともに、乳酸などの代謝副産物の除去を加速し、それによってさらなる酸化的ストレスを軽減する。
・NOは酸素との競合またはミトコンドリア構成要素の修飾を通じて呼吸鎖複合体を阻害することでミトコンドリアを調節し、その機能と細胞活性の両方に影響を与え、最終的に酸化的ストレスを軽減する。仮説として、これらのメカニズムが単独、または複合して再飽和率の有意な増加と鼻呼吸したときのより強力な代償応答を説明するかもしれない。
・・・当院のパーソナルトレーニングを受けた方なら覚えがあることと思います、勝俣からの「鼻で大きく息を吸って」の指導。その理由を、端的に示すデータをまとめてみました。
特に高強度トレーニングでオールアウトに近づくと口呼吸したくなるのですが、そこを意図的に鼻に変えることで↑これだけ体内の窒素メカニズム、ひいては翌日の回復に差が出るわけですから取り入れるしかないですよねぇ。
それと鼻呼吸は”意識”にも変化を及ぼすのですが、それはまたいつかのメモで。