(一)PWV 是一種非侵體性簡單且高重複性量測動脈硬化的診斷方式,透過量測壓力 波從近端到遠端動脈的時間差及兩動脈間的距離,以距離與時間的比值求得 PWV,其 中頸-股動脈 PWV 被廣泛使用在與心血管之間的連結,而一般人體主動脈 PWV 大約 5-7 m/s,當動脈血管彈性越差,PWV 增加,即代表動脈血管的硬化程度越高。
(二)人體脂締素也為預測心臟血管疾病的指標之一,脂締素不僅在能量調節上扮演重 要角色,亦有調節血管內皮細胞、平滑肌細胞及巨噬細胞等功能,可經由直接或間接作 用減緩動脈硬化的產生,在許多肥胖、血脂異常的病患,其脂締素濃度偏低且與 PWV 呈 負相關。
(三)離心運動會引起肌肉損傷及發炎反應,過去研究常以 CRP、IL-6、TNF-α 等激 素為發炎依據,但單次離心運動對 PWV 及脂締素的影響為何,離心運動可否經由脂締 素濃度之途徑,進而影響短暫性周邊動脈發炎的程度,目前仍缺乏相關的研究。
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第参章 研究方法與步驟
本章分成:一、受試對象;二、實驗時間;三、實驗流程;四、實驗工具與測驗
方法;五、檢測分析;六、資料處理等六個部分加以敘述。
第一節 受試對象
本研究受試者以 18 名自願參加之健康且無規律運動習慣的男性為受試對象,年齡 介於 18~35 歲。參與實驗之前,每位受試者必須先閱讀「受試者須知」(附錄一),填寫
「受試者健康問卷調查表」、及「受試者同意書」(附錄二、三)。
受試對象排除準則:(1)肥胖 (BMI≧27)、(2)過去有超過 6 個月的抽菸習慣、(3)高 血壓(血壓>140/90 mmHg)、(4)個人糖尿病史(禁食時血糖>126 mg/dL)、心臟病、或 其他心血管病症、(5)骨頭傷害、(6)使用增補劑或維他命,以上只要符合任一條件均不 納入為樣本。另外,受試對象需為坐式生活者(過去 3 個月每星期運動未達 2 次且每次 未超過 30 分鐘),並且無從事任何阻力及耐力訓練、或競賽活動(1 小時/星期),確認身 體無上述情況後,方可成為受試者。
第二節 實驗時間
民國 101 年 2 月至 101 年 5 月
實驗地點於國立台灣大學及國立台灣師範大學體育館
第三節 實驗流程
本研究分成三個部分:準備期、運動期和運動後,實驗流程如圖 3-1,圖 3-2 為實驗處 理流程。
(一)準備期:
在實驗開始前,先以健康問卷了解受試對象其身體狀況是否符合本研究之條
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件(參考 Thomas, Reading, & Shephard, 1992),並且填寫實驗相關資料,此外,
在進行正式實驗前安排受試者至實驗室熟悉環境以及相關設備(RE 與 EE 的運動方 式),並說明實驗流程讓受試者瞭解實驗內容過程,以熟悉血壓和動脈硬化試驗。經隨 機分配後,EE 和 RE 組受試者分別在從事離心運動前接受 1RM 或 V‧
O2peak 測驗。
(二)運動期:
受試者於運動前採仰姿安靜休息 10 分鐘,並接受一次基礎值檢測,接著從事 RE 或 EE 運動。本研究過程中要求受試者於測驗前 72 小時不可從事激烈的運動,以及在實 驗前需空腹 8 個小時,避免影響實驗結果。
(三)運動後
運動結束後以坐姿安靜休息方式恢復,於運動後 90 分鐘進行一次檢測。並要求受 試者於運動後 24 及 48 小時到達實驗室再進行一次檢測,每次檢測前均採仰姿安靜休息 10 分鐘,接著才開始進行檢測。本研究過程中要求受試者於運動後不可從事任何的運 動,以及不可透過熱敷或按摩等方式進行恢復,避免影響實驗結果。
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(二)攝氧峰值 (V‧
O2peak) 測驗
本研究的攝氧峰值測驗是修改 Bruce 建構之 V‧
O2peak 測驗流程(附錄五),由於本研 究的受試者為無規律運動習慣男性,在判定最大攝氧量的標準點上不易觀察,本研究僅 以檢測 V‧
O2peak 作為運動強度的定量指標,故無結合多重標準,如:(1)呼吸交換率≧
1.15;(2)最後運動階段心跳率,每分鐘預測心跳率 ± 10 下範圍內;(3)持續增加功率 下,攝氧量停止增加 (<2.1 ml/kg/min) 等依據 (McMiken & Daniels, 1976)。
一開始先在原地跑步機上進行 3 分鐘熱身,之後每 3 分鐘增加坡度及速度,直至衰 竭為止。全程以 VMAX29 氣體分析儀 (SensorMedics Corp., Yorba Linda, CA, USA) 進行 氣體採集;同時每 3 分鐘之最後 10 秒以 Polar 心率錶監控心跳及詢問運動自覺努力程度 (Borg 建構之 6-20 等級運動自覺量表) (Borg, 1982)。此測驗於臺灣師範大學運動生理實 驗室進行。
(三)離心阻力運動
離心阻力運動為修改 Barnes 等 (2010) 之流程。受試者在 Cybex 斜式腿部推舉機 上進行 10 組,每組連續 6 次之單次離心運動。運動過程中下肢雙膝伸肌需做離心阻力 動作,次與次之間休息 12 秒鐘,組與組之間休息 2 分鐘。離心阻力運動強度設定在 120%
之最大下肢推舉肌力,當受試者無法承受重複之離心阻力運動負荷時,則將減輕重量。
步驟一:預備動作,雙腳平踏於踏板 步驟二: 輔助員將踏板推到受試者 上。 雙腳約伸直。
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步驟三:接著以下肢力量抵抗槓片 步驟四:回到步驟一,準備進行下一 重量做離心收縮。 次離心收縮。
圖 3-3 離心阻力運動步驟說明。
圖 3-4 本研究受試者接受離心阻力運動的情形。
(四)下坡跑運動
下坡跑運動是將 Momentum T5 (Momentum T5 Smooth Fitness, Taiwan) 跑步機設置 在 -10° 斜度,接著量測跑步機底座的長、高以及跑帶的長,求得跑步機坡度的百分比,
套入美國運動醫學會 (ACSM, 2006) 的公式以定量 75% V‧
O2peak 的對應速度,接著讓受 試者以近乎 75% V‧
O2peak 速度的運動強度進行 30 分鐘下坡跑。進行下坡跑前,受試者 先在水平的跑步機上依自己喜好的速度熱身 5 分鐘。
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圖 3-5 本研究下坡跑採用跑步機。 圖 3-6 本研究受試者接受下坡跑運 動的情形。
第五節 檢測分析
本研究檢測共有四個時間點,分別為運動前、運動後 90 分鐘、24 和 48 小時。檢測 項目依下所列:
(一)血液樣本
本研究每次的抽血動作由具醫護執照之專業人員進行血液收集,採血部位為肘靜 脈,每次採血約取 10 ml 的肘前靜脈血液。抽取完的血液置於血清真空管中,立即使 用高速離心機離心後,抽取血清,並先放入 -80℃ 冰箱保存,以便日後分析。生化指 標為血清脂締素、血清 CK 及血清 CRP。
1. 脂締素之測定採用脂締素酵素免疫分析試劑 (AG-45A-0001EK-K101, Adipogen, Inc, Korea) 測量脂締素含量。一開始將每一個 serum sample 以 Diluent 1x 稀釋 1/2000 的 濃度,接著在 96 well plate 上加入 100 μl 的 standards 和 100 μl 的 diluted serum,接著封 上膠條,於 37 ℃下放置 1 小時,取出液體並用 Wash buffer (300 μl/well) 反覆清洗 3 次,
接著將水分完全清除,於每一 well 加入 100 μl Detection Antibody ,接著再封上膠條,
於 37 ℃下放置 1 小時,重複 Wash buffer (300 μl/well) 清洗 3 次,再於每一 well 加入
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100 μl diluted Detector,接著再封上膠條,於 37 ℃下放置 1 小時,之後反覆用 Wash buffer (300 μl/well) 清洗 5 次,添加 100 μl/well mixed substrate solution,於室溫下遮光處理 20 分鐘,20 分鐘後添加 100 μl/well Stop Solution,輕敲至均勻,當 substrate 顏色從藍色轉 成 黃色 ,即 可測定吸 光值,其 OD 設 定 為 450 nm 。脂締 素 的變異係數 CV 值 (Coefficient of Variation) =標準差平均值/濃度平均值。本研究所測得脂締素之 CV 值為 4.86%。
2. 本研究在血清 CK 濃度的分析上,採用乾式化學法來進行定量分析。主要的檢測 儀器為全自動生化分析儀 VITROS 5.1 FS (Ortho-Clinical Diagnostics, Inc, USA)、使用試 劑為 Vitros Chemistry Products CK slides、檢測極限之最小濃度為 20 IU/L。
3. 血清 CRP 濃度的分析則採用免疫比濁法。主要的檢測儀器為全自動生化分析儀 Toshiba-200FR、使用試劑為 CRP(Ⅱ) X2、檢測極限之最小濃度為 0.01 mg/dL。
圖 3-7 本研究受試者接受專業護士採血的情形。
(二)心跳率與血壓
心跳率與血壓均採仰式姿勢採集,受試者安靜休息 10 分鐘後,使用自動血壓計 (Omron HEM 907) 以非侵體性方式檢測脈壓及心跳率。當受試者手臂血壓連續三次測量 均高於 140/90 mmHg 時,則要求 24 小時後再進行測量,如受試者手臂血壓仍然持續高 血壓,則會被排除參與本實驗。
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(三)肌肉酸痛評估 (visual analog scale, VAS):
本研究於下坡跑及離心阻力運動前、運動後 90 分鐘、24 及 48 小時使用 0-10 疼痛 量表進行肌肉酸痛的測量。「0」代表無疼痛感,「10」則代表嚴重疼痛感 (Fitzgerald, Rothstein, Mayhew, & Lamb, 1991)。評估時,研究人員會先請受試者雙手插腰、雙腳約 與肩同寬直立,接著請受試者做一個半蹲(膝關節約彎曲 90 度)的動作,並維持 3 秒後 恢復至雙腳直立,再讓受試者在量表上指出酸痛的情形,所得數據即為肌肉酸痛指數。
(四) PWV 量測
本研究以非侵體性方式檢測動脈硬化程度。受試者採仰姿休息 10 分鐘後,使生理 徵象近處於穩定狀態,接著以 applanation tonometry 波形偵測器與生理訊號量測系統 (Biopac MP36 資料擷取系統, Goleta CA)連結用來檢測頸動脈 (carotid) 與股動脈 (femoral) 壓力波形。求得頸動脈到股動脈之脈波傳遞時間、使用量尺量測兩動脈之間及 胸骨上的切迹到頸動脈的最短距離,即可換算脈波速率 (cfPWV),代表中心動脈硬化程 度的指標。PWV 的變異係數 CV 值 (Coefficient of Variation) =標準差平均值/平均值。本 研究採用一名受試者所測得之壓力波形,進行隔日檢測 (day to day),所測得 PWV 之 intra-assay CV 值為 2.8%;inter-assay CV 值為 3.3%,CV 值均小於 5%。
圖 3-8 applanation tonometry 波形偵測器
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第六節 資料處理與統計分析
(一)所得結果以 SPSS19.0 統計軟體進行分析處理,顯著水準為 α=.05。
(二)以混合設計二因子變異數分析,比較下坡跑和離心阻力運動(獨立因子)在運動 前、運動後 90 分鐘、24 及 48 小時不同時段(重複因子)所測得之依變項差異。
(三)若變異數分析交互作用達到顯著,則進一步考驗單純主要效果;若主要效 果達顯著,則進一步以 LSD 進行事後比較。
(四)以皮爾遜積差相關求得下坡跑和離心阻力運動組脂締素與脈波傳導速率變化量 (運動後-運動前)於運動後 90 分鐘、24 及 48 小時不同檢測時間點之相關性。
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第肆章 結果
本章節依實驗所測得之數據,經統計處理與分析後,分成:一、受試者基本資料;
二、脈波傳導速率;三、脂締素;四、脈波傳導速率與脂締素變化量之相關;五、血液 中 CK、CRP 活性;六、肌肉酸痛指數;等六個部份加以說明。
第一節 受試者基本資料
本研究以 18 名自願參與本實驗之健康且無規律運動習慣男性為受試對象,並隨機 分派至 EE 組 (n=9) 與 RE 組 (n=9),兩組之基本資料如表 4-1 所示,且兩組在表 4-1 之變項經 t 檢定後均無顯著差異 (p>.05)。另外,EE 組受試者接受最大攝氧量測驗後 之數據為 50.5 ± 7.6 ml/kg/min;RE 組之下肢最大肌肉力量為 222.4 ± 55.2 kg。
表 4-1 受試者基本資料
EE 組 (n=9) RE 組 (n=9)
年齡 (yr) 20.7 ± 2.3 21.1 ± 1.8
身高 (cm) 171.4 ± 4.1 173.3 ± 2.5
體重 (kg) 65.9 ± 8.1 61.4 ± 5.1
BMI (kg/m2) 22.4 ± 2.8 20.7 ± 2.0
體脂率 (%) 18.7 ± 3.8 17.1 ± 4.2
腰臀圍比 0.84 ± 0.02 0.83 ± 0.02
安靜心跳 (beats/min) 63 ± 10 67 ± 11
收縮壓 (mmHg) 117 ± 7 117 ± 9
舒張壓 (mmHg) 64 ± 8 69 ± 8
EE:下坡跑組;RE:離心阻力運動組。
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第二節 脈波傳導速率 (PWV)
本研究 EE 組和 RE 組的受試者在運動前、運動後 90 分鐘、24 及 48 小時所測得
本研究 EE 組和 RE 組的受試者在運動前、運動後 90 分鐘、24 及 48 小時所測得