倭黑猩猩与人类肌纤维力-速度关系比较研究揭示"超强力量"的肌肉力学基础

这篇研究通过比较85例人类和49例倭黑猩猩（Pan paniscus）肌纤维的力-速度关系，发现倭黑猩猩II型肌纤维具有更高的a/Po值（力-速度曲线曲率指标），能抵消其较低比张力（ST）和最大缩短速度（Vmax）对功率输出的负面影响。研究证实倭黑猩猩"超强力量"源于更高比例的II型纤维而非肌纤维固有收缩特性差异，为理解灵长类运动能力进化提供了重要力学依据。

　　

ABSTRACT

研究背景显示黑猩猩和倭黑猩猩肌肉存在"超强力量"现象，传统解释归因于其肌肉具有更高的比张力（specific tension）和比功率（specific power）。为验证这一假说，研究团队在15°C条件下比较了人类和倭黑猩猩肌纤维的力-速度关系特征。

Materials and Methods

实验采用18-25岁男性股外侧肌85例单纤维数据，与49例倭黑猩猩（自然死亡后2小时内取样）的股外侧肌（VL）、肱二头肌（BB）、比目鱼肌（SOL）等肌纤维进行对比。通过凝胶电泳鉴定I型和II型纤维，使用渗透化纤维系统测定收缩特性。溶液体系含4.5 mM MgATP、1 mM游离Mg²⁺等成分，pH7.0。采用Hill方程拟合力-速度数据，计算V_max、a/Po等参数。

Results

关键发现包括：

1. 倭黑猩猩I型和II型纤维横截面积（FCSA）均大于人类（p<0.001），但比张力更低（p<0.001）

2. II型纤维的V_max显著高于I型（p<0.001），但倭黑猩猩两种纤维的V_max均低于人类

3. a/Po值在倭黑猩猩纤维中显著更高（I型高80%，II型高97%）

4. 虽然倭黑猩猩II型纤维绝对功率比人类高74%，但比功率（specific power）无显著差异

5. 力-速度曲线归一化显示，倭黑猩猩I型纤维的功率表现甚至超过人类II型纤维

Discussion

研究揭示了三个重要机制：

1. 力生成能力：倭黑猩猩肌纤维更大的FCSA抵消了较低的比张力，验证了比张力与FCSA的负相关关系

2. 收缩速度：V_max是比功率的主要决定因素（R²_adj=0.633），但倭黑猩猩较低的V_max排除了其作为"超强力量"解释的可能

3. 力-速度曲率：更高的a/Po值使倭黑猩猩肌纤维在相同相对缩短速度下能产生更大力量和功率，这解释了其卓越的跳跃能力

研究局限性包括样本来自单只老年雌性倭黑猩猩，且实验温度（15°C）低于生理温度。但通过与黑猩猩（O'Neill et al.）和狨猴（Plas et al.）研究的相互验证，证实了结论的可靠性。

Conclusion

研究最终证实倭黑猩猩"超强力量"主要源于更高比例的II型肌纤维，其独特的力-速度曲线特性（高a/Po值）在肌肉功能进化中形成了力量优先于耐力的适应性特征。这一发现为理解人类与近亲灵长类运动能力差异提供了新的力学视角。