冷空氣接踵而至讓人猝不及防,恨不得每天裹著被子出門(mén)上班上學(xué)。
然而人群中總有幾個(gè)穿得很少,仿佛是在過(guò)夏天的人異常醒目,讓那些看到他們的人都不禁打了個(gè)冷戰(zhàn):
“為什么會(huì)有人這么不怕冷?好想像他一樣那么抗凍?。 ?/p>
【資料圖】
“為什么同樣的天氣,他能穿短袖短褲我卻要穿羽絨服外加三層秋褲啊?”
“熱愛(ài)冬泳運(yùn)動(dòng)的人是有什么超能力嗎?”
“是什么導(dǎo)致我們被凍在起跑線(xiàn)上了?”
原因其實(shí)有點(diǎn)復(fù)雜,人類(lèi)對(duì)寒冷的耐受度取決于遺傳因素、皮下脂肪厚度以及體型大小等等。有科學(xué)家指出,當(dāng)身體溫度下降時(shí),我們釋放肌肉細(xì)胞中能量的速度也會(huì)減慢,以此來(lái)維持體溫。
但是有些人是真的在抗寒方面有先天優(yōu)勢(shì)——基因變異!
人的骨骼肌主要由兩種纖維類(lèi)型構(gòu)成:慢速抽動(dòng)肌纖維(Slow-twitch Skeletal Muscle)和快速抽動(dòng)肌纖維(Fast-twitch Skeletal Muscle)。
慢速抽動(dòng)肌纖維是緩慢抽動(dòng)的,一般負(fù)責(zé)較慢的有氧運(yùn)動(dòng),持久耐用且對(duì)低溫的耐受性也更好;快速抽動(dòng)肌纖維則會(huì)快速抽動(dòng),負(fù)責(zé)更有力量的跳躍、沖刺等爆發(fā)性運(yùn)動(dòng)或者無(wú)氧運(yùn)動(dòng),可以快速消耗能量同時(shí)也更容易疲勞。
拿雞肉舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,或許更能幫助我們理解這兩種肌纖維的區(qū)別。
雞的雙腿需要長(zhǎng)時(shí)間地行走使用,所以慢肌纖維和肌紅蛋白更密集,又由于肌紅蛋白中富含鐵元素較多,進(jìn)而雞腿肉呈現(xiàn)出深紅色。
雞胸肌只需要在鳥(niǎo)類(lèi)拍打翅膀時(shí)進(jìn)行短暫劇烈、無(wú)氧的爆發(fā)性活動(dòng),快肌纖維密度大,所以雞胸肉顏色為淺粉。
每個(gè)人肌肉中含有的慢速抽動(dòng)肌纖維和快速抽動(dòng)肌纖維的比例因人而異,人們?cè)谶\(yùn)動(dòng)中也會(huì)根據(jù)需求自動(dòng)選擇合適的運(yùn)動(dòng)肌單元。
非運(yùn)動(dòng)個(gè)體的纖維類(lèi)型比例接近1:1,而力量型運(yùn)動(dòng)員的快速抽動(dòng)肌纖維的占比更高,例如短跑運(yùn)動(dòng)員有70%~75%的快速抽動(dòng)肌纖維,而耐力型運(yùn)動(dòng)員(例如長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員)的慢速抽動(dòng)肌纖維占比達(dá)80%~85%。
這也就能解釋為什么有的人適合需要爆發(fā)力的舉重,有的人則更適合長(zhǎng)距離騎行。
慢速、快速抽動(dòng)肌纖維和人體抗寒能力有什么深層聯(lián)系嗎?還真的有!
一項(xiàng)2021年發(fā)表在《美國(guó)人類(lèi)遺傳學(xué)》雜志上的論文提到,研究人員招募了42名年齡在18至40歲之間的健康男性,要求他們?cè)?4℃的冷水中泡20分鐘后再到室溫中休息10分鐘,如此往返,直到他們的體溫降至35.5℃。
在浸泡過(guò)程中,研究人員用肌電圖(EMG)測(cè)量參試者的肌肉電活動(dòng),評(píng)估人體顫抖量,并采集肌肉活檢以研究蛋白質(zhì)含量和纖維類(lèi)型構(gòu)成。
瑞典卡羅林斯卡學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn):有20%參與者的快速抽動(dòng)肌纖維中缺乏了α-肌動(dòng)蛋白-3(ACTN3),即基因變異者?;蛘5膮⑴c者,只有30%的人能把體溫維持在攝氏35.5℃以上;基因變異者表現(xiàn)優(yōu)異,有69%能在接觸冷水后依然維持35.5℃以上體溫,且體溫下降緩慢,顫抖量很少。
那么,這些基因變異的人群是如何保持體溫,抵抗寒冷的呢?
研究發(fā)現(xiàn),這類(lèi)人群會(huì)激活慢速抽動(dòng)肌纖維并釋放鈣離子,通過(guò)增加肌張力來(lái)產(chǎn)生更多的熱量。
但是,人體并非只有骨骼肌這一條產(chǎn)熱途徑,其他產(chǎn)熱器官——棕色脂肪組織是否在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生了熱量并對(duì)實(shí)驗(yàn)造成了影響?
為了消除干擾因素,研究員以α-肌動(dòng)蛋白-3缺乏的小白鼠為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行試驗(yàn)。他們觀(guān)察發(fā)現(xiàn)基因變異的小白鼠,其棕色脂肪組織特性沒(méi)有任何改變。
也就是說(shuō),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中基因變異者之所以能維持體溫,是該歸功于慢速抽動(dòng)肌纖維的激活,棕色脂肪組織的升溫作用可以忽略不計(jì)。
5萬(wàn)年前,從非洲遷徙到歐洲的人類(lèi)祖先的快速抽動(dòng)肌纖維中失去了α-肌動(dòng)蛋白-3,也正是這份失去,幫助他們更好地應(yīng)對(duì)寒冷氣候,高效地利用慢速抽動(dòng)纖維來(lái)節(jié)省能量,而不是把能量浪費(fèi)在發(fā)抖上。
但在當(dāng)今社會(huì),進(jìn)化優(yōu)勢(shì)和健康上的風(fēng)險(xiǎn)是并存的。
研究人員說(shuō):“那些基因變異人群更容易患肥胖癥、2型糖尿病和其他代謝紊亂癥。他們老年時(shí)的跌倒風(fēng)險(xiǎn)也更高,因?yàn)榕c基因正常的人相比,他們擁有的快速抽動(dòng)肌纖維較少,不適合控制力量、爆發(fā)性運(yùn)動(dòng)?!薄?/p>
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