影響迴轉頻率之因素

影 響 迴 轉 頻 率 的 因 素 可 從 運 動 員 技 術 性 方 面 進 行 探 討 ， 在 技 術 性 方 面 當 在 踩 踏 踏 板 旋 轉 時 必 須 不 斷 地 改 變 那 施 力 在 踏 板 的 方 向 ， 如 此 一 來 ， 力 量 則 會 一 直 與 曲 柄 成 直 角 ， 這 是 自 由 車 運 動 的 藝 術 ， 且 需 要 長 時 間 的 練 習 。 下 肢 的 各 肌 肉 必 須 練 成 兩 種 對 立 的 技 巧 － 以 最 大 的 奮 力 施 以 最 大 的 力 量 ， 而 又 一 直 地 改 變 方 向 。 林 奕 均 ( 1 9 9 7 )。 學 會 上 述 技 巧 的 運 動 員 ， 只 要 踩 踏 踏 板 旋 轉 ， 而 不 需 要 用 力 的 踩 ， 以 免 每 踩 一 次 而 跟 著 浪 費 許 多 力 量 － 如 果 曲 柄 伸 縮 自 如 可 延 長 的 的 話 ， 此 力 量 才 會 有 影 響 。 黃 有 烽 ( 1 9 9 9 ) 。

這 個 踏 板 迴 轉 的 既 定 原 則 ， 使 每 一 位 運 動 員 ， 便 於 發 展 一 個 適 合 他 自 己 的 方 式 ， 而 這 必 須 由 正 確 的 訓 練 而 來 ， 同 時 在 此 期 間 有 不 適 宜 的 效 果 ， 則 將 之 拋 棄 。 完 美 的 乘 車 姿 勢 ， 通 常 是 決 定 於 順 暢 的 踏 板 迴 轉 ， 而 僅 是 未 熟 練 的 踩 踏 技 術 就 能 造 成 不 良 的 姿 勢 。 要 學 得 良 好 的 技 術 ， 其 有 助 益 的 方 法 是 ， 精 神 要 集 中 ， 感 覺 到 那 身 體 是 由 座 墊 來 支 撐 著 ， 雙 腿 就 像 機 械 一 樣 ， 僅 用 來 作 推 進 而 已 。 黃 信 福 ( 1 9 9 7 a ) 。 在 此 情 形 下 ， 運 動 員 必 須 忘 掉 走 路 的 動 作 ， 而 只 產 生 新 的 運 動 神 經 的 反 射 ， 它 將 使 必 須 的 刺 激 加 諸 於 他 的 肌 肉 。 林 烈 堂 譯 ( 1 9 9 4 ) 。

鄭 詠 謙 （ 1 9 9 9 ） 曾 指 出 踏 板 迴 轉 的 連 續 動 作 如 圖 2 - 1 所 示 ： 紅 區 把 膝 蓋 的 力 量 延 伸 ， 可 將 踏 板 推 向 前 而 通 過 上 端 之 死 點 ， 那 大 腿 及 上 體 的 角 度 呈 銳 角 形 .。 如 果 座 墊 太 低 ， 此 角 度 將 會 太 小 ， 當 需 要 加 速 時 ， 則 不 能 使 上 身 保 持 水 平 的 姿 勢 ， 而 同 時 也 會 迫 使 背 部 呈 圓 型 ， 從 所 有 的 觀 點 來 看 是 一 個 不 良 的 姿 勢 。 在 藍 區 的 姿 勢 是 出 力 區 。 大 腿 得 到 它 本 身 重 量 的 幫

助 ， 有 加 地 降 下 ， 並 且 它 很 容 易 發 揮 垂 直 的 壓 力 。 在 曲 柄 到 水 平 的 狀 態 。 盡 快 地 ， 在 此 點 一 過 ， 必 須 要 作 好 把 踏 板 向 後 拉 的 準 備 ， 並 且 為 了 最 好 的 效 果 ， 它 必 須 斷 然 地 拉 向 後 至 黃 區 的 階 段 ， 在 黃 區 的 狀 態 其 壓 力 量 是 直 接 地 向 下 及 向 後 。 黃 區 是 下 部 的 死 點 ， 大 腿 的 動 作 是 最 小 之 際 ， 僅 有 膝 蓋 的 彎 曲 才 可 使 踏 板 拉 向 後 ， 這 是 需 要 加 以 練 習 ， 因 為 這 不 是 自 然 性 的 動 作 。 在 綠 區 ， 理 想 地 是 當 拉 踏 板 向 上 時 ， 腿 部 也 上 昇 ， 此 時 不 可 將 腿 部 的 重 量 壓 在 此 上 昇 的 踏 板 上 ， 當 此 技 術 與 最 初 的 踏 板 迴 轉 技 術 作 比 較 時 ， 其 進 步 是 很 明 確 的 。

迴 轉 頻 率 用 腳 踏 每 分 鐘 動 的 次 數 來 表 示 。 學 術 界 已 經 對 最 優 的 迴 轉 頻 率 進 行 了 廣 泛 的 研 究 。 頻 率 提 高 會 使 心 率 上 升 ， 這 是 沒 錯 的 ， 不 管 職 業 還 業 餘 都 是 這 樣 。 高 頻 率 可 以 讓 肌 肉 的 耐 力 更 為 持 久 ， 對 關 節 和 肌 肉 組 織 的 傷 害 也 更 小 ， 但 是 高 頻 率 是 需 要 訓 練 的 ， 一 方 面 是 讓 肌 肉 適 應 高 頻 ， 另 一 方 面 是 讓 神 經 系 統 去 適 應 。 膝 蓋 容 易 受 傷 的 情 況 ， 應 該 是 心 肺 功 能 還 不 夠 勁 ， 加 上 不 適 應 高 迴 轉 頻 率 所 致 。 要 練 習 迴 轉 頻 率 的 話 ， 首 先 就 要 滿 足 頻 率 ， 切 換 到 足 夠 小 的 齒 比 ， 讓 迴 轉 頻 率 至 少 保 持 在 9 0 - 1 0 0 r p m ， 心 率 控 制 在 中 等 度 有 氧 區 域 內 ， 不 要 去 管 速 度 。

第 二 節 自 由 車 運 動 員 － 不 同 自 由 車 專 項 的 特 徵 自 由 車 運 動 不 同 比 賽 項 目 之 體 能 特 性 中 許 樹 淵 （ 1 9 9 1 ） 提 到 自 由 車 運 動 若 依 比 賽 項 目 而 分 將 可 簡 單 的 分 為 短 距 離 及 中 長 距 離 兩 種 ， 而 在 短 距 離 方 面 （ 場 地 賽 ） 是 注 重 爆 發 力 及 速 度 ， 至 於 中 長 距 離 則 注 重 肌 耐 力 、 速 耐 力 及 心 肺 耐 力 。 在 短 距 離 運 動 員 的 體 能 方 面 雖 是 著 重 在 爆 發 力 及 速 度 上 ， 但 是 不 應 只 認 為 增 加 每 部 位 的 肌 肉 纖 維 就 可 增 加 其 爆 發 力 及 速 度 ， 而 是 接 受 專 門 訓 練 才 能 真 正 提 昇 效 率 。 張 木 山 ( 2 0 0 5 ) 。 就 體 能 方 面 而 言 ， 只 訓 練 腿 部 肌 肉 對 自 由 車 運 動 員 是 沒 有 用 的，最 好 是 在 自 由 車 或 是 其 他 類 似 的 訓 練 器 材 上（ 如 室 內 健 身 車 ）， 做 自 由 車 專 門 訓 練 才 是 正 確 的 方 法 。 進 行 時 盡 量 以 高 速 踩 踏 來 訓 練 小 至 中 級 的 抵 抗 能 力 及 進 而 加 心 肺 耐 力 的 長 途 公 路 訓 練 等 。

至 於 中 長 距 離 的 運 動 員 的 體 能 方 面 雖 是 著 重 在 肌 耐 力 、 速 耐 力 及 心 肺 耐 力 上 ， 但 是 也 不 應 該 只 認 為 光 是 訓 練 有 氧 速

度 耐 力 及 心 肺 耐 力 就 可 在 比 賽 獲 勝 。

第 三 節 影 響 自 由 車 運 動 成 績 表 現 之 因 素

1 9 2 9 年 ， H a r t r e e 和 H i l l 就 指 出 存 在 一 個 最 優 的 迴 轉 頻 率 。 當 一 個 運 動 員 迴 轉 頻 率 過 低 時 ， 不 穩 定 的 轉 出 功 率 和 肌 肉 的 鬆 弛 會 浪 費 能 量 。 但 是 當 運 動 員 踩 踏 得 太 快 的 時 候 ， 身 體 為 了 克 服 肌 肉 內 部 阻 力 也 會 損 失 能 量 。 因 此 在 這 兩 者 之 間 一 定 存 在 著 一 個 理 想 的 迴 轉 頻 率 。 但 是 H a r t r e e 和 H i l l 沒 有 能 夠 給 出 確 切 的 數 值 。

在 另 一 些 研 究 中 ， 最 少 的 氧 氣 消 耗 量 被 作 為 最 優 迴 轉 頻 率 的 評 判 標 準 。 1 9 8 6 年 G r e g o r 展 示 了 此 類 研 究 的 結 果 。 在 大 多 數 情 況 下 ， 最 佳 的 頻 率 介 於 3 3 r p m 和 8 0 r p m 之 間；但 是 ， 在 現 實 中 ， 大 多 數 自 行 運 動 員 總 是 選 擇 9 0 r p m 到 1 1 0 r p m 之 間 的 迴 轉 頻 率 。 最 初 ， 學 術 界 推 測 這 是 由 於 長 期 的 訓 練 造 成 的，但 是 1 9 8 6 年 B o n i n g 等 人 的 測 試 推 翻 了 這 個 假 說 的 基 礎。

他 同 時 挑 選 了 經 過 訓 練 的 運 動 員 和 未 經 訓 練 的 人 員 進 行 測 試 ， 就 算 未 經 訓 練 的 人 在 高 迴 轉 頻 率 時 承 受 的 阻 力 更 大 ， 但 最 佳 的 迴 轉 頻 率 並 未 降 低 。

在 1 9 8 1 年 ， H a g e r g 就 發 現 ， 當 從 無 阻 力 騎 行 到 有 阻 力 騎 行 的 氧 氣 消 秏 時 ， 最 佳 的 迴 轉 頻 率 逐 漸 增 加 到 1 0 0 r p m 。 1 9 8 6 年 R e d f i e l d 和 H u l l 做 出 了 一 個 解 釋 ， 他 們 把 腳 部 各 個 關 節 的 扭 矩 的 和 作 為 評 判 。 通 過 計 算 迴 轉 頻 率 的 函 數 ， 他 們 發 現 消 耗 最 低 的 迴 轉 頻 率 介 於 9 0 r p m 和 1 0 0 r p m 之 間 。 這 與 實 際 的 自 行 車 運 動 員 選 擇 的 迴 轉 頻 率 吻 合 。

此 外 ， 1 9 8 8 年 H u l l 深 入 研 究 了 踩 踏 迴 轉 頻 率 。 他 綜 合 考 慮 了 關 節 扭 矩 和 肌 肉 的 張 力 與 迴 轉 頻 率 的 關 係 。 這 次 調

查 得 出 的 最 佳 頻 率 介 於 9 0 r p m 與 1 0 0 r p m 之 間 。 很 顯 然 ， 腿 部 肌 肉 的 張 力 是 騎 行 中 的 決 定 性 因 素 之 一 。 這 也 表 明 1 9 2 9 年 H a r t r e e 和 H i l l 已 經 幾 乎 正 確 地 解 釋 為 何 低 迴 轉 頻 率 絕 非 最 好 的 解 釋 。

一 、 神 經 系 統 與 肌 肉 表 現 的 關 係

B e r n h a r d K a t z 巴 納 德 ． 卡 茲 博 士 ， 運 動 神 經 的 衝 動 在 運 動 神 經 終 盤 作 用 引 起 肌 肉 活 動 而 發 生 的 電 氣 現 象 ， 特 別 感 興 趣 的 是 具 有 電 容 器 性 質 的 肌 肉 特 殊 構 造 因 神 經 衝 動 而 帶 電 ， 接 著 因 其 帶 電 引 發 肌 肉 活 動 。 卡 茲 發 現 『 微 小 終 盤 電 位 』 之 存 在 ， 也 因 而 指 出 ， 在 運 動 神 經 與 肌 肉 終 盤 之 間 ， 有 傳 達 物 質 乙 脢 之 小 塊 由 神 經 終 端 釋 出 。 有 些 人 肌 肉 發 達 ， 卻 不 一 定 擁 有 最 大 力 量 。 雖 然 肌 肉 增 大 意 味 著 擁 有 更 多 的 肌 球 蛋 白 與 肌 動 蛋 白 ， 以 進 行 更 多 的 橫 橋 作 用 ， 產 生 較 大 力 量 ； 但 肌 肉 受 控 於 神 經 ， 如 果 神 經 刺 激 的 效 率 不 高 ， 則 最 大 的 力 量 仍 然 無 法 開 發 出 來 。 此 時 就 得 採 高 負 荷 的 訓 練 法 ， 以 提 高 激 發 頻 率 及 徵 召 快 縮 運 動 單 元 ， 動 員 快 縮 肌 ， 使 得 受 控 的 肌 肉 能 夠 更 有 效 率 的 產 生 力 量 ， 以 刺 激 運 動 員 的 最 大 肌 力 ， 達 成 所 謂 的 肌 內 協 調 。

由 上 述 得 知，神 經 適 應 性 在 肌 力 訓 練 產 生 訓 練 效 果 的 過 程 中 ， 扮 演 著 重 要 的 角 色 。S e m m l e r & E n o k a ( 2 0 0 0 ) 曾 指 出 肌 力 訓 練 導 致 神 經 系 統 產 生 適 應 的 可 能 性 部 位 （ p o t e n t i a l s t e ），

包 括 有 ：( 1 ) 上 脊 髓 中 樞 ( s u p r a s p i n a l c e n t e r s ) 神 經 衝 動 輸 出 的 提 高 ； ( 2 ) 擷 抗 肌 共 收 縮 的 減 少 ； ( 3 ) 協 同 肌 活 性 的 增 加 ； ( 4 ) 脊 髓 內 中 間 神 經 元 ( i n t e r n e u r o n , I N ) 連 結 的 增 進 ， 以 產 生 交 叉 教 育 ； ( 5 ) 下 行 性 ( d e s c e n d i n g ) 神 經 衝 動 傳 導 至 中 間 神 經 元 池 的 改 變 ， 以 減 少 雙 側 不 足 ； ( 6 ) 運 動 單 元 同 期 性 活 化 ( m o t o r

u n i t s y n c h r o n i z a t i o n ) 數 量 的 改 變 ； ( 7 ) 肌 肉 活 性 ( E M G ) 的 提 高 ； ( 8 ) 運 動 神 經 元 ( M o t o r n e u r o n , M N ) 興 奮 性 和 連 結 性 的 改 變 。 同 時 ， 神 經 適 應 的 部 位 可 能 在 左 右 兩 側 肢 段 以 及 伸 肌 與 屈 肌 之 間 ， 產 生 潛 在 性 的 交 互 作 用 ( p o t e n t i a l i n t e r a c t i o n ) 。

事 實 上 ， 肌 力 訓 練 的 神 經 適 應 確 切 部 位 以 及 導 致 神 經 適 應 性 的 機 轉 ， 目 前 仍 未 有 一 致 性 的 結 果 ； 其 原 因 除 了 神 經 系 統 的 複 離 性 ， 以 及 能 同 時 間 評 量 神 經 系 統 各 部 位 變 化 情 形 的 方 法 學 限 制 之 外 ， 不 同 肌 力 訓 練 模 式 的 神 經 適 應 性 可 能 具 有 特 性 ， 也 就 是 不 同 肌 力 訓 練 方 法 和 不 同 訓 練 負 荷 ， 可 能 會 在 神 經 系 統 的 不 同 部 位 ( s i t e ) 產 生 適 應 性 。 也 將 每 一 個 可 能 產 生 神 經 適 應 性 部 位 的 實 證 性 研 究 結 果 ， 說 明 如 下 ： 肌 肉 最 大 活 化 程 度 ， 由 於 肌 肉 的 收 縮 而 產 生 力 量 ， 在 此 過 程 中 並 非 每 一 條 肌 纖 維 個 別 地 變 縮 ， 而 是 由 一 種 被 稱 為 肌 肉 基 本 功 能 性 單 位 ( b a s i c f u n c t i o n a l u n i t ) 的 運 動 單 元 ， 依 循 全 或 無 定 律 ( a l l - o r - n o n p r i n c i p l e ) 對 整 個 運 動 單 元 內 的 所 有 肌 纖 維 進 行 收 縮 ； 所 謂 的 運 動 單 元 是 指 一 條 運 動 神 經 元 及 其 所 支 配 的 肌 纖 維 ； 由 於 一 整 塊 肌 肉 內 含 有 數 百 萬 條 的 肌 纖 維 ， 所 以 每 塊 肌 肉 中 含 有 數 個 或 數 百 個 運 動 單 元 ， 所 以 個 體 要 產 生 最 大 的 肌 力 主 要 可 透 過 下 列 兩 途 徑 ( 1 ) 活 化 ( a c t i v a t e d ) 或 徵 召 ( r e c r u i t e d ) 肌 肉 中 所 有 運 動 單 元 ， ( 2 ) 神 經 系 統 在 徵 召 運 動 單 元 時 有 較 高 的 激 發 頻 率 ( f i r i n g f r e q u e n c y ) ， 以 便 徵 召 高 閾 值 ( h i g h t h r e s h o l d ) 具 高 強 力 的 運 動 單 元 。

二 、 神 經 傳 導 與 迴 轉 頻 率 關 係

中 樞 神 經 系 統 在 徵 召 運 動 單 元 時，可 透 過 不 同 的 神 經 衝 動 頻 率 激 活 ( f i r e ) 運 動 單 元 。 所 謂 的 激 發 頻 率 是 指 一 個 運 動 單 元

的 肌 纖 維 ， 每 秒 接 收 到 幾 個 由 運 動 神 經 元 所 傳 送 的 神 經 衝 動 ； 一 般 而 言 ， 激 發 頻 率 的 範 圍 約 在 1 0 ~ 6 0 H z 之 間 。 運 動 單 元 的 激 發 頻 率 會 影 響 肌 力 的 發 生 ； 例 如 ， 當 運 動 神 經 元 上 僅 一 個 神 經 衝 動 時 ， 此 神 經 衝 動 會 延 著 神 經 軸 索 向 下 傳 遞 至 其 所 支 配 的 肌 纖 維 上 ， 而 產 生 短 反 應 和 低 張 力 ( l o w f o r c e t w i t c h ) 單 縮 ； 若 運 動 神 經 元 傳 遞 高 頻 率 連 續 的 神 經 衝 動 ( h i g h f r e q u e n c y t r a i n o f i m p u l s e s ) ， 會 產 生 較 強 的 反 應 以 及 較 長 的 強 直 性 動 作 ( t i t a n i c a c t i o n )。 所 以 ， 激 發 頻 率 愈 大 表 示 所 產 生 的 力 量 就 愈 大 。

運 動 單 元 徵 召 的 大 小 原 則 ( s i z e p r i n c i p l e ) ， 越 高 閾 值 的 運 動 單 元 有 越 高 的 激 發 頻 率 ； 當 個 體 在 最 大 的 隨 意 收 縮 時 ， 不 僅 需 要 徵 召 所 有 的 運 動 單 元 ， 且 必 須 要 在 相 當 高 的 頻 率 下 激 發 所 有 運 動 單 元 ， 才 能 保 證 徵 召 高 閾 值 ( h i g h t h r e s h o l d ) 的 運 動 單 元 。 所 以 ， 肌 力 訓 練 初 期 所 增 加 的 肌 力 以 及 作 用 肌 電

運 動 單 元 徵 召 的 大 小 原 則 ( s i z e p r i n c i p l e ) ， 越 高 閾 值 的 運 動 單 元 有 越 高 的 激 發 頻 率 ； 當 個 體 在 最 大 的 隨 意 收 縮 時 ， 不 僅 需 要 徵 召 所 有 的 運 動 單 元 ， 且 必 須 要 在 相 當 高 的 頻 率 下 激 發 所 有 運 動 單 元 ， 才 能 保 證 徵 召 高 閾 值 ( h i g h t h r e s h o l d ) 的 運 動 單 元 。 所 以 ， 肌 力 訓 練 初 期 所 增 加 的 肌 力 以 及 作 用 肌 電