耐寒“肌动力”

一些职业运动员在运动后会在冰水中泡上一会儿来恢复体力。不过,冰水的解乏效果虽然好,但冰水的寒冷却让很多人难以忍受。据称冬泳对健康有益,但并非人人都适合冬泳。一些专业运动员能在冰水中畅游几个小时,而大部分人只能在冰水里坚持几分钟。这说明,抗寒冷能力的提决定了你是否能享受冬泳。

温度对人的运动表现有显著影响。冬天,人们会感到身体不那么灵活,这是因为在寒冷环境中骨骼肌响应大脑指令的速度会变慢,需要更长时间来完成收缩。因此,在寒冷环境中运动所产生的爆发力会降低,产生的总热量也会减少。

两种肌纤维决定运动能力

骨骼肌由大量成束的肌纤维组成,其中每条肌纤维都是一个肌细胞。人体屈曲和伸直等动作,部是靠骨骼肌的收缩和舒张来完成的。

人体的骨骼肌由两种肌肉纤维——慢肌纤维和快肌纤维组合而成,但这两种纤维在每个人身上所占的比例都不同。慢肌纤维细胞采用有氧方式呼吸,收缩速度慢,张力小,但可以长时间反复收缩,不易疲劳。慢肌纤维使人体得以保持直立,让头颈得以挺直,让下颌得以闭合,还帮助人体完成走路、慢跑等较为温和的运动。为了防止我们一头栽倒,慢肌纤维保持着轻微收缩状态。快肌纤维则采用无氧方式呼吸。快肌纤维中有一种在慢肌纤维中没有的物——α-辅肌动蛋白3。该物质大幅提升快肌纤维的收缩张力和收缩速度,使人能够做出举重、跳跃、拳击和冲刺跑等高爆发力动作,但缺点是收缩无法长时间重复,容易疲劳。

慢肌纤维细胞和快肌纤维细胞示意图

在顶尖运动员全身的肌肉纤维中,约80%要么全是快缩型(这样的运动员为力量型运动员),要么全是慢缩型(这样的运动员为耐力型运动员)。例如,马拉松运动员体形瘦长,他们的肌肉主要由慢肌纤维构成,虽然肌肉体积不大,但更耐疲劳,可以维持长时间的运动。这类运动员在单位时间内消耗的能量也更少。相比之下。橄榄球运动员或曲棍球运动员的肌肉主要由体积较大的快肌纤维构成,因此他们的运动力量更大,速度更快,但也更容易疲勞。对普通人而言,慢肌纤维和快肌纤维的比例一般是1:1,而且这一比例很难通过后天锻炼来改变。

考验耐力的马拉松需要暴发力的曲棍球运动需要暴发力的举重需要暴发力的橄榄球运动

两种肌纤维产热效率不同

快肌纤维和慢肌纤维在人体保暖中都发挥着重要作用。人体产热效率最高的方法之一就是肌肉收缩,这一过程中消耗的70%~80%的能量都会转化为热能。在冬季寒冷的环境中,我们有时会忍不住发抖、打寒颤、这其实是快肌纤维在反复、快速地收缩。快肌纤维每次快速收缩都会释放能量,司让人体的体温快速略微升高。与此同时,慢肌纤维也会通过正常收缩,为身体产生足够的热量。

快肌纤维和慢肌纤维的区别,类似于鸡肉中浅色部分和深色部分的区别。鸡腿肉的颜色比较深,原因是鸡的腿部肌肉几乎一直处在运动(有氧运动)中,该部位的慢肌纤维和肌红蛋白(一种与氧气结合的蛋白质,作为有氧呼吸的一部分将氧气输送到肌肉,富含铁元素,所以呈现出暗红色)的密度更大。相比之下,只有当鸡做出拍打翅膀这种短促的爆发性动作(无氧运动)时,才会用到胸部肌肉。而鸡胸肉的颜色比较浅,是因为其中的快肌纤维多,慢肌纤维少(肌红蛋白少)。

除了肌肉类型,人体内脂肪的种类也会影响耐寒能力。与人体有两种类型的骨骼肌纤维类似,脂肪细胞也分为白色脂肪和棕色脂肪两种。其中,棕色脂肪的产热模式和慢肌纤维一样(无需发抖便可产生热量),只要待在寒冷环境中。就足以激活棕色脂肪并使其产生热量。不过,运动似乎会抑制棕色脂肪发热。产生这种现象的原因可能是:运动产生了足够热量,身体不再感到寒冷,于是便关闭了棕色脂肪的“开关”。

非全熟的牛排中红色的物质其实主要是肌红蛋白,而不是血通过锻炼,白色脂肪能转变为棕色脂肪

不同的人抗寒能力也不同

5万年前,从非洲迁徙到欧洲的古人类最终得以适应寒冷环境,是因为他们体内编码α-辅肌动蛋白3的基因发生了一次突变。这导致欧洲人的祖先为身体产生热量不再是通过发抖和打寒战,而仅仅是通过肌肉的正常收缩(慢肌纤维收缩)。因此。从进化角度看,慢肌纤维的产热方式更具优势。

全球大约有15亿人缺乏α-辅肌动蛋白3。虽然他们仍有快肌纤维,但肌肉的爆发力较弱,且慢肌纤维密度更大,这意味着他们很难在需要爆发力的运动中取得成功,但可以在耐力型运动中表现很好。虽然他们做无氧运动的能力可能较差,但他们利用能量的效率更高。进一步研究表明,缺乏α-辅肌动蛋白3的人拥有更多慢肌纤维,导致总体肌肉张力增加,因此他们在寒冷环境中不太会明显发抖、打寒战。相比之下,体内有α-辅肌动蛋白3的人的天生御寒能力要弱些,但他们据有更多快肌纤维,因此可进行更多高强度、爆发性的快肌收缩,从而产生大量热量以抵御寒冷。

不过,虽然一些人在寒冷环境中更具优势,但这种优势可能反而会威胁他们的健康。随着生活条件的不断改善,例如住房供暖、服饰保暖和食物变得充足,人们的热量摄入越来越多,运动量却没有增加,甚至还明显减少,因此,这些人患肥胖、2型糖尿病和其他代謝紊乱疾病的风险可能会升高。

MNlIlTyi32clfPPHBgejs9iEzgm5BoIeuivHjPp5jks=在冬天进行室外运动时,冷空气可能会导致支气管收缩,不少冬奥会运动员都有这种困扰

在冬季运动,除了要根据自身的肌肉类型量力而行,还需要注意寒冷可能带来的健康问题。例如,寒冷会激化运动导致的哮喘,超过35%的冬奥会运动员都有这种困扰。此外,冷空气的湿度较低,可能会引起肺部炎症反应,导致支气管收缩。科学家认为,虽然人体温度下降后肌肉细胞释放能量的速度会减慢,但只要充分热身,身体就会自己暖和起来。而且,在寒冷中锻炼有助于改善心肺健康、强化免疫系统,以及将白色脂肪转化为棕色脂肪(促进减脂)。所以,在寒冷中锻炼身体是个非常好的选择。

在寒冷的冬天,你会想跳入冰水中畅游一番吗?

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午9:00。
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