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        耐寒“肌動力”

        2021-09-29 14:50:44何媛媛
        大自然探索 2021年8期

        何媛媛

        一些職業(yè)運動員在運動后會在冰水中泡上一會兒來恢復(fù)體力。不過,冰水的解乏效果雖然好,但冰水的寒冷卻讓很多人難以忍受。據(jù)稱冬泳對健康有益,但并非人人都適合冬泳。一些專業(yè)運動員能在冰水中暢游幾個小時,而大部分人只能在冰水里堅持幾分鐘。這說明,抗寒冷能力的提決定了你是否能享受冬泳。

        溫度對人的運動表現(xiàn)有顯著影響。冬天,人們會感到身體不那么靈活,這是因為在寒冷環(huán)境中骨骼肌響應(yīng)大腦指令的速度會變慢,需要更長時間來完成收縮。因此,在寒冷環(huán)境中運動所產(chǎn)生的爆發(fā)力會降低,產(chǎn)生的總熱量也會減少。

        兩種肌纖維決定運動能力

        骨骼肌由大量成束的肌纖維組成,其中每條肌纖維都是一個肌細(xì)胞。人體屈曲和伸直等動作,部是靠骨骼肌的收縮和舒張來完成的。

        人體的骨骼肌由兩種肌肉纖維——慢肌纖維和快肌纖維組合而成,但這兩種纖維在每個人身上所占的比例都不同。慢肌纖維細(xì)胞采用有氧方式呼吸,收縮速度慢,張力小,但可以長時間反復(fù)收縮,不易疲勞。慢肌纖維使人體得以保持直立,讓頭頸得以挺直,讓下頜得以閉合,還幫助人體完成走路、慢跑等較為溫和的運動。為了防止我們一頭栽倒,慢肌纖維保持著輕微收縮狀態(tài)。快肌纖維則采用無氧方式呼吸。快肌纖維中有一種在慢肌纖維中沒有的物——α-輔肌動蛋白3。該物質(zhì)大幅提升快肌纖維的收縮張力和收縮速度,使人能夠做出舉重、跳躍、拳擊和沖刺跑等高爆發(fā)力動作,但缺點是收縮無法長時間重復(fù),容易疲勞。

        慢肌纖維細(xì)胞和快肌纖維細(xì)胞示意圖

        在頂尖運動員全身的肌肉纖維中,約80%要么全是快縮型(這樣的運動員為力量型運動員),要么全是慢縮型(這樣的運動員為耐力型運動員)。例如,馬拉松運動員體形瘦長,他們的肌肉主要由慢肌纖維構(gòu)成,雖然肌肉體積不大,但更耐疲勞,可以維持長時間的運動。這類運動員在單位時間內(nèi)消耗的能量也更少。相比之下。橄欖球運動員或曲棍球運動員的肌肉主要由體積較大的快肌纖維構(gòu)成,因此他們的運動力量更大,速度更快,但也更容易疲勞。對普通人而言,慢肌纖維和快肌纖維的比例一般是1:1,而且這一比例很難通過后天鍛煉來改變。

        考驗?zāi)土Φ鸟R拉松

        需要暴發(fā)力的曲棍球運動

        需要暴發(fā)力的舉重

        需要暴發(fā)力的橄欖球運動

        兩種肌纖維產(chǎn)熱效率不同

        快肌纖維和慢肌纖維在人體保暖中都發(fā)揮著重要作用。人體產(chǎn)熱效率最高的方法之一就是肌肉收縮,這一過程中消耗的70%~80%的能量都會轉(zhuǎn)化為熱能。在冬季寒冷的環(huán)境中,我們有時會忍不住發(fā)抖、打寒顫、這其實是快肌纖維在反復(fù)、快速地收縮??旒±w維每次快速收縮都會釋放能量,司讓人體的體溫快速略微升高。與此同時,慢肌纖維也會通過正常收縮,為身體產(chǎn)生足夠的熱量。

        快肌纖維和慢肌纖維的區(qū)別,類似于雞肉中淺色部分和深色部分的區(qū)別。雞腿肉的顏色比較深,原因是雞的腿部肌肉幾乎一直處在運動(有氧運動)中,該部位的慢肌纖維和肌紅蛋白(一種與氧氣結(jié)合的蛋白質(zhì),作為有氧呼吸的一部分將氧氣輸送到肌肉,富含鐵元素,所以呈現(xiàn)出暗紅色)的密度更大。相比之下,只有當(dāng)雞做出拍打翅膀這種短促的爆發(fā)性動作(無氧運動)時,才會用到胸部肌肉。而雞胸肉的顏色比較淺,是因為其中的快肌纖維多,慢肌纖維少(肌紅蛋白少)。

        除了肌肉類型,人體內(nèi)脂肪的種類也會影響耐寒能力。與人體有兩種類型的骨骼肌纖維類似,脂肪細(xì)胞也分為白色脂肪和棕色脂肪兩種。其中,棕色脂肪的產(chǎn)熱模式和慢肌纖維一樣(無需發(fā)抖便可產(chǎn)生熱量),只要待在寒冷環(huán)境中。就足以激活棕色脂肪并使其產(chǎn)生熱量。不過,運動似乎會抑制棕色脂肪發(fā)熱。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是:運動產(chǎn)生了足夠熱量,身體不再感到寒冷,于是便關(guān)閉了棕色脂肪的“開關(guān)”。

        非全熟的牛排中紅色的物質(zhì)其實主要是肌紅蛋白,而不是血

        通過鍛煉,白色脂肪能轉(zhuǎn)變?yōu)樽厣?/p>

        不同的人抗寒能力也不同

        5萬年前,從非洲遷徙到歐洲的古人類最終得以適應(yīng)寒冷環(huán)境,是因為他們體內(nèi)編碼α-輔肌動蛋白3的基因發(fā)生了一次突變。這導(dǎo)致歐洲人的祖先為身體產(chǎn)生熱量不再是通過發(fā)抖和打寒戰(zhàn),而僅僅是通過肌肉的正常收縮(慢肌纖維收縮)。因此。從進(jìn)化角度看,慢肌纖維的產(chǎn)熱方式更具優(yōu)勢。

        全球大約有15億人缺乏α-輔肌動蛋白3。雖然他們?nèi)杂锌旒±w維,但肌肉的爆發(fā)力較弱,且慢肌纖維密度更大,這意味著他們很難在需要爆發(fā)力的運動中取得成功,但可以在耐力型運動中表現(xiàn)很好。雖然他們做無氧運動的能力可能較差,但他們利用能量的效率更高。進(jìn)一步研究表明,缺乏α-輔肌動蛋白3的人擁有更多慢肌纖維,導(dǎo)致總體肌肉張力增加,因此他們在寒冷環(huán)境中不太會明顯發(fā)抖、打寒戰(zhàn)。相比之下,體內(nèi)有α-輔肌動蛋白3的人的天生御寒能力要弱些,但他們據(jù)有更多快肌纖維,因此可進(jìn)行更多高強(qiáng)度、爆發(fā)性的快肌收縮,從而產(chǎn)生大量熱量以抵御寒冷。

        不過,雖然一些人在寒冷環(huán)境中更具優(yōu)勢,但這種優(yōu)勢可能反而會威脅他們的健康。隨著生活條件的不斷改善,例如住房供暖、服飾保暖和食物變得充足,人們的熱量攝入越來越多,運動量卻沒有增加,甚至還明顯減少,因此,這些人患肥胖、2型糖尿病和其他代謝紊亂疾病的風(fēng)險可能會升高。

        在冬天進(jìn)行室外運動時,冷空氣可能會導(dǎo)致支氣管收縮,不少冬奧會運動員都有這種困擾

        在冬季運動,除了要根據(jù)自身的肌肉類型量力而行,還需要注意寒冷可能帶來的健康問題。例如,寒冷會激化運動導(dǎo)致的哮喘,超過35%的冬奧會運動員都有這種困擾。此外,冷空氣的濕度較低,可能會引起肺部炎癥反應(yīng),導(dǎo)致支氣管收縮??茖W(xué)家認(rèn)為,雖然人體溫度下降后肌肉細(xì)胞釋放能量的速度會減慢,但只要充分熱身,身體就會自己暖和起來。而且,在寒冷中鍛煉有助于改善心肺健康、強(qiáng)化免疫系統(tǒng),以及將白色脂肪轉(zhuǎn)化為棕色脂肪(促進(jìn)減脂)。所以,在寒冷中鍛煉身體是個非常好的選擇。

        在寒冷的冬天,你會想跳入冰水中暢游一番嗎?

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