明明同樣的寒冷天氣，為什么他能穿短袖短褲我卻要穿羽絨服外加三層秋褲啊？

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)，成為大街上行走困難、搖頭晃腦的“企鵝”之一。

圖源Gifer

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)冷顫：

“為什么會(huì)有人這么不怕冷？好想像他一樣那么抗凍啊！”

“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上了？”

簡(jiǎn)直就是我夢(mèng)中的生活……｜Twitter

原因其實(shí)有點(diǎn)復(fù)雜，人類對(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）。

顯微鏡下觀察肌肉細(xì)胞可以看到深色區(qū)域是慢肌纖維，白色區(qū)域是快肌纖維 ｜參考資料[1]

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。

兩種肌肉纖維類型人群的對(duì)比｜參考資料[2]

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。

左邊雞腿肉，右邊雞胸肉（這么一對(duì)比還是很好分清楚的）｜Wikipedia

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。

啊不適合跑步運(yùn)動(dòng)的理由找到了.....｜Twitter

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American Journal of Human Genetics雜志上的論文Loss of α-actinin-3 during human evolution provides superior cold resilience and muscle heat generation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)含量和纖維類型構(gòu)成。

非常佩服實(shí)驗(yàn)參與者的勇氣......｜YouTube

瑞典卡羅林斯卡學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)：

1.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 。

2. 基因正常的參與者，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。

α-肌動(dòng)蛋白-3｜Wikipedia

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。

圖B-D：XX組（缺乏基因）受試者的直腸、肌肉和皮膚溫度的下降率比RR組（不缺乏基因）要低；圖E-G：RR和XX組在冷水浸泡之前后的心率和肺部O?攝取率和CO?呼出率。｜參考資料[4]

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)。

人類進(jìn)化史上里程碑式的一次大遷徙｜CSIC

5萬(wàn)年前，從非洲遷徙到歐洲的人類祖先的快速抽動(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)。”

權(quán)衡利弊后，你更想擁有哪種能力呢？

封面來(lái)源：D r eamstime

參考資料：

[1]https://m.blog.naver.com/natboy0611/220663756757

[2]https://www.verywellfit.com/fast-and-slow-twitch-muscle-fibers-3120094

[3]https://www.inverse.com/mind-body/gene-variant-tolerate-the-cold-study

[4]https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2021.01.013

[5]https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2017.01080/full

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