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对肌肉机械行为和代谢行为的准确预测仍然是生物力学中的一项重要挑战。通常采用的 Hill 型肌肉模型在这方面仅取得了有限的成功。因此，机械行为与代谢行为通过横桥循环相联系的 Huxley 型模型重新受到关注。先前研究仅依据机械行为对这类模型中的横桥循环速率参数进行了拟合。看起来，合理的假设是：在 Huxley 型模型中，对机械行为的准确预测也会带来对代谢行为的准确预测，因为二者都依赖于横桥动力学。在此，我们表明这一假设并不成立。 我们对一项既往实验中采集的机械和代谢数据进行了模拟；在该实验中，受试者在重力场中完成等长或动态膝关节伸展。我们使用一个肌肉骨骼模型对该实验进行建模，该模型由两个节段组成，并由一个 Huxley 型肌肉模型驱动。通过系统地改变其中一个速率参数的取值，并针对机械行为优化其余速率参数的取值，我们获得了 10 组横桥速率参数值。随后，我们比较了这 10 组参数所预测的机械行为和代谢行为。 结果表明，这 10 组参数预测的机械行为彼此相似。然而，这 10 组参数对代谢行为的预测准确性却存在显著差异。我们的研究结果表明，不同的横桥速率参数值组合可能导致相似的机械行为。我们据此得出结论：在 Huxley 型肌肉模型中，应利用这一特性来同时获得对机械行为和代谢行为的准确预测。
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摘要
在生物力学中，准确预测肌肉的机械行为和代谢行为仍然是一项重要挑战。通常采用的 Hill 型肌肉模型在这方面表现出有限的成功。因此，通过横桥循环将机械行为与代谢行为联系起来的 Huxley 型模型重新受到关注。既往研究仅依据机械行为来拟合此类模型中的横桥循环速率参数值。由于机械行为和代谢行为都依赖于横桥动力学，因此合理地假设：Huxley 型模型中对机械行为的准确预测也将带来对代谢行为的准确预测。持有人为作者/资助方，其已授权 bioRxiv 永久展示该预印本。 其依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 提供。
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发表于 2026 年 7 月 23 日。 下载 PDF
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Huxley 型肌肉模型中机械行为与代谢行为的耦合
Roeland T. Vos ， Koen K. Lemaire ， Luuk Vos ， Arthur J. van Soest ， Dinant A. Kistemaker
bioRxiv 2026.07.20.739506； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.20.739506
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Huxley 型肌肉模型中机械行为与代谢行为的耦合
Roeland T. Vos ， Koen K. Lemaire ， Luuk Vos ， Arthur J. van Soest ， Dinant A. Kistemaker
bioRxiv 2026.07.20.739506； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.20.739506
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.20.739506v1?rss=1
🏷️ 肌肉力学 代谢耦合 Huxley模型 横桥循环 肌肉骨骼建模