有氧運動與老年人心肺適能

分，探討與本研究相關文獻，以作為研究之參考。

第一節 有氧運動與老年人心肺適能

有氧運動與老年人心肺適能將分成以下兩個部份加以探討：一、有氧運 動對於一般人心肺適能的影響；二、有氧運動對於老年人心肺適能的影響 兩個部份加以說明。

一、有氧運動對於一般人心肺適能的影響

心肺適能代表的是身體整體氧氣供輸系統能力的優劣，其所涉及的範圍 包括：肺呼吸、心臟以及血液循環系統的機能，其最重要的功能指標為最 大攝氧量。要改善心肺功能，所做的運動應該達到某種適當的耗氧水準且 持續夠長的時間，才能有效刺激心肺循環系統，使其機能增強，這類運動 統稱為有氧運動（江界山等，2000）。

長期從事有氧運動可以增加心臟體積，這是因為運動時心跳頻率加快，

血壓增加，心收縮力增加，長期適應後造成心臟的發達。此外，訓練後血 量、心舒末期容量增加，心舒張時更多血液流入心室，增加心室彈性回縮，

使心收縮時能擠出更多血液。此外，有氧運動能增加副交感神經活動，降 低交感神經活動，造成了安靜心跳率的下降，反應心臟效率的提升與作工

負荷量的減輕（林正常，2005）。有氧運動造成的心臟功能性與結構性的改

系統功能性與結構性的影響如表 2.2。 肌肉中的粒線體到肺的功能衰退（Hepple, 2000）。隨年齡漸減的最大攝氧量 現象無性別之分（Fitzgerald, Tanaka, Tran, & Seals, 1997）。最大攝氧量的衰 減在 25 至 65 歲之間，每十年下降 10%（Hawkins, Marcell, Jaque, & Wiswell, 2001 ）， 而 這 樣 的 現 象 在 80 歲 甚 至 更 老 的 時 候 漸 趨 緩 慢 （ Paterson, Cunningham, Koval, & St.Croix, 1999）。因此，老年人需要花費更多的努力 來完成相同的工作。

國外的研究指出，老年人即使是在晚年也保持著其對於有氧耐力訓練 的反應能力（Malbut-Shennan, Greig, & Youing, 2000）。八十歲到九十歲的女

性在接受過 24-32 週的運動訓練仍然能夠增進她們的最大攝氧量達 15-17%

（Malbut-Shennan, Greig, & Youing, 2000; Puggard, Larsen, Stovring, & Jeune, 2000）。

Eans 等（2007）針對 10 名（8 男 3 女，平均年齡 80.3 ± 2.5 歲）的老

年人進行為期 10-12 個月（108 堂課）、每週平均 2.5 ± 0.2 次、每次平均 58 ± 6 分鐘、最大心跳率 83 ± 5 %的有氧運動訓練，結果發現最大攝氧量增

加了 15 ± 7 %，有顯著的提升。

Deley 等（2007）針對 40 名老年人進行比較研究，將受試者分為運動 組（24 名，平均年齡 77.2 ± 3.6 歲）以及控制組（16 名，平均年齡 76.1 ± 4.8 歲），對運動組進行為期一年，每週三小時的運動訓練，控制組不改變當時 的日常活動，並且在訓練前後紀錄兩個組別的 6 分鐘走路測驗成績、200 公 尺跑。對照之前的測驗成績，運動組的6 分鐘走路測驗成績提升 10 %、200 公尺跑的時間減少 7.3 %，都明顯比一年前好，且成績優於不動組。

郭明洲（2002）比較 80 名有無規律登山運動的老年人之體適能，發現：

有規律登山運動的老年人在心肺耐力、下肢肌力、柔軟度、平衡能力等測 驗的結果，皆明顯優於無規律運動的老年人；徐清木（2003）研究發現有 規律游泳者有較佳的心肺功能。在訓練的研究中，陳美齡（2003）以 80 名 老年人為研究對象，進行 48 週「全適能」的訓練計畫，結果顯示運動組的 老年人在修正體力指數、立姿體前彎、腰臀比等三項明顯優於對照組。從

這些研究結果來看，從事規律有氧運動的老年人，除了能夠有效改善其心 肺適能，其身體活動能力也顯著優於不運動的老年人。

第二節 有氧運動對於 PWV 的影響

有氧運動與 PWV 的關聯性將分為以下幾個部份探討：一、PWV 的生 理意義與影響因素；二、有氧運動對於一般人PWV 的影響；三、有氧運動 對於老年人 PWV 的影響。

一、PWV 的生理意義與影響因素

心臟收縮時，將血液傳送至動脈，主動脈壁產生脈搏波，並以一定的 速率沿著血管壁向四周傳導，此脈搏波傳導的速率即稱為 Pulse Wave Velocity （簡稱 PWV）。PWV 的快慢取決於動脈壁的生物力學特性、血管 幾何特徵以及血液密度，由於血管幾何特徵以及血液密度的變化較小，因 此 PWV 值的大小就可以反應動脈壁的硬度（Asmar，1999），也就是動脈血 管壁的彈性。當血管壁彈性佳時，血液流經固定兩點的時間會較長，速率 也比較慢。

檢驗血管壁彈性的指標並不僅限於 PWV 一種。當對一固定的血管自外 施予一定的壓力時，血管直徑會因壓力縮小；把壓力鬆開時，血管直徑會 恢復原狀。當施予的壓力值固定時，血管直徑縮小的量（⊿D）亦可反應動 脈壁的彈性。⊿D 除以血壓的變化量（⊿P），可得另一動脈硬化指標─動 脈順應性（Arterial Compliance）。動脈順應性越高，表示動脈壁的彈性越好。

PWV 的測量方式從最早的主動脈侵入性測量法演變至今，已經成功的 研發出非侵入性的指容積脈波測量法（蔡忠憲、陳慈安、吳英黛，2006）。

由於其非侵入性與量測的方便性，PWV 被認為是一種非常好用的心血管監 控指標（Lemos 等，2007）。相關研究證實，PWV 的升高與心血管疾病的 發生率有關（Sutton-Tyrrel 等，2005）。

在評估動脈硬化的標準上，由於儀器、測量原理以及測量部位的不同，

其標準也不同。Eldon 等（1996）以主動脈侵入的方式，測出人體內主動脈 的脈波傳導速率大約是在 4-12 m/sec，因此利用這種方式所測得的 PWV 若 大於 12 m/sec，則可能有動脈硬化危險。但是 Yamashina 等（2002）以非侵 入的方式測量肱踝脈波傳導速率，則以 14 m/sec 作為有無動脈硬化危險的 基準，且隨著年齡與性別的不同而有所改變。

除了年齡與性別外，部分生理特質也會影響PWV的高低。Acree、

Montgomery與 Gardner（2007）針對134名40歲以上的人進行研究，依照體 重分成正常（BMI: 18.5 - 24.9 kg/m²; n = 33）、過重（25.0 - 29.9 kg/m²; n = 48）

以及肥胖（BMI: > or =30.0 kg/m²; n = 53）三種組別，分析其動脈順應性、

BMI、腰臀圍比以及皮脂厚度。在經過身體表面積、高血脂、以及高血壓三 個變項的校正後發現，肥胖組的動脈順應性明顯低於正常組以及過重組；

此外，主動脈順應性與皮脂厚度有顯著負相關，而小動脈順應性則與臀圍 有顯著負相關。從研究結果可以知道，肥胖對於動脈順應性有相當顯著的

相關性，在評估時應將之納入考量。

Ridout、Parker與Proctor（2005）針對58名21~79歲，血壓正常的女性進 行PWV的量測與比較，結果發現PWV與年齡、安靜血流量以及膽固醇濃度 有顯著的正相關；與最大攝氧量有顯著的負相關（Ridout, Parker & Proctor, 2005）。

身體達到安靜放鬆狀態。如此測得之 PWV 才能反應出由疾病或運動所造成 的動脈硬度。

二、有氧運動對於一般人 PWV 的影響

有氧運動已知能夠改善大多數典型的動脈硬化危險因子，如體脂肪、

胰島素阻抗、血壓，且能改善內皮細胞生長功能、降低發炎反應以及交感 神經作用。透過改善這些功能性管道，運動能降低動脈硬化的危險，甚至 改善動脈硬化的情況（Ferrira, Boreham& Steuohwer, 2006）。

有氧運動可能改變動脈結構的機制如下：（一）運動所造成血壓與心跳 上升，增加作用力於中心動脈，使其產生擴張與收縮，就如同骨骼肌伸展 一樣，可以減低彈性蛋白與膠原交叉連結的形成。（二）週邊動脈因為肌肉 收縮產生擴張，降低周邊血管阻力，間接使中心動脈擴張增加。（三）運動 造成體內動脈血流增加，內皮細胞產生NO的濃度上升，使血管擴張程度增

加，同時能夠抑制平滑細胞的增加以及放鬆血管壁平滑肌。（四）自主神經 驅動降低，使得休息心搏舒緩增加，運動中心跳加速減緩等（Tanka, Dinenno,

& Monahan, 2000）。

許多研究已證實長期從事有氧運動的確能改善動脈血管的順應性，降 低PWV。Hayashi等（2005）對於17名坐式生活的中年男性進行16週的中等 強度的有氧運動訓練，結果發現其主動脈PWV顯著降低（從9.37 ± 0.34 m/sec 下降至8.71 ± 0.32 m/sec）。

Cook等（2006）針對15名划船選手（平均年齡50 ± 9歲，11男5女）以 及16名對照組（平均年齡52 ±8 歲，11男6女），進行研究，結果發現划船選 手的動脈順應性顯著高於對照組。

Maldonado等（2006）進行一橫斷面研究，將423名男性分為兩組，其 中212名為競技運動員，211名為對照組，分析其頸-股間PWV、安靜血壓以 及其他身體數值，兩組都以20歲為一分界點進行比較。結果發現不論是在 20歲以前或是以後，運動員的PWV都顯著低於控制組的。

Otsuki等（2007）對於平均年齡20歲的青年進行PWV測量比較發現，長 期從事有氧運動者的PWV<控制組<長期重量訓練者，且不同類型的訓練方 式所造成的改變，在青年與年長者有相似的效果，且這些效果始於青少年 時期。以上的研究顯示，有參與有氧運動或是訓練的人，其動脈壁的彈性 都比不運動的人好。

三、有氧運動對於老年人 PWV 的影響

隨著年紀的增長，老人的動脈逐漸失去其彈性，動脈的順應性下降，

而 PWV 也就相應的偏高。除了老化造成的血管壁厚度增加以及機能的下 降，疾病如高血壓、糖尿病以及腎臟病末期也是影響的原因。

Gosse 等（2008）針對 1011 個平均年齡 65 歲的老年人進行實證性研究，

花了兩年的時間，測量這群老年人的脈波傳導速度，結果發現這群老年人 之中，原本血壓正常的老年人，在兩年之後 PWV 增加；而原本已經有高血

壓的人，PWV 則維持不變。

Ridout、Parker 與 Proctor（2005）針對 58 名 21~79 歲，血壓正常的女 性進行 PWV 的量測與比較，結果發現 60-69 歲以及 70-79 歲兩個年齡層女 性的脈波傳導速度，均顯著高於 20~29 歲、30~39 歲、40~49 歲、50~59 歲 四個年齡層。以上研究顯示，正常老年人的 PWV 會隨著年紀的增長而下降。

有氧運動對於動脈硬化有著正面的幫助，但是鮮少有對65 歲以上老年 人進行的研究。Sugawara 等（2004）等人針對 40 名停經後婦女進行研究，

將之分為輕度有氧運動組（40% HRR）以及中度有氧運動組（70%HRR），

進行 12 週的運動介入，結果發現不論是輕度或是中度有氧運動組，在運動

進行 12 週的運動介入，結果發現不論是輕度或是中度有氧運動組，在運動