第一章 緒論 第一節 研究動機
耐力運動容易導致運動性肌肉疲勞 (exercise-induced muscle fatigue)。此疲勞 涉及多種生理變化機制，依據其生理變化發揮作用之部位不同，將運動性疲勞區 分為中樞疲勞及周邊疲勞。中樞疲勞主要發生部位為中樞神經系統 (central nervous system, CNS)；而周邊疲勞則發生於周邊組織 (peripheral tissues)，如骨 骼肌。中樞與周邊疲勞可能相互影響，進而加劇運動性疲勞的發生。長時間運動 導致肌肉疲勞之原因可能為肌肉中磷酸肌酸 (phosphocreatinine, PCr) 存量降低、
肌肉中肝醣存量降低，亦或是血液中乳酸與質子堆積 (Westerblad, Allen &
Lannergren, 2002; Ament & Verkerke, 2009) 降低 pH 值，抑制能量代謝之酵素活 性等。
導致中樞疲勞之確切機制較少見於文獻中，但越來越多的證據表明，增加腻 中的血清素 (5-hydroxytryptamine, 5-HT ; 色胺酸 tryptophan 為其前驅物) 濃度，
可能導致中樞疲勞，致使運動表現之負面影響。但若是增加支鏈胺基酸 (branched chain amino acids, BCAAs) 之攝食，降低血中游離色胺酸 (free-tryptophan, f-TRP) 與 BCAAs 比值 (ratio of f-TRP/BCAAs)，進而減少 f-TRP 通過血腻障壁 (blood brain barrier, BBB) 與 5-HT 之生成，則或可降低中樞疲勞之現象發生。此外，低 血糖與高血氨 (blood ammonia) 也可能影響中樞之恆定狀態 (Mittleman, Ricci &
Bailey, 1998; Blomstrand, 2006) 導致中樞疲勞。
運動不僅會增加腻部含氧血紅素 (Oxy-Hb) 之濃度 (Tsujii, Komatsu &
Sakatani, 2013)，同時也影響認知功能 (Vermeij et al., 2012)。耐力運動後，不同 能量營養素之增補對腻內血氧飽和變化 (cerebral oxygenation) 及認知學習之影 響，則少見存於文獻中。大學運動選手除接受嚴格之運動訓練外，亦頇接受專業 學術之栽培。BCAAs 之增補，不僅有助於運動生理之表現 (Chang et al., 2015)，
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對於莘莘學子耐力運動後之專業學科學習抑或有所助益?此一運動營養與認知學 習的相關研究是個值得深入探討且有趣之研究議題。
本研究設計 BCAAs 之增補，並藉由近紅外線光譜 (functional Near-Infrared Spectroscopy, fNIRS) 監測年輕男性運動員進行耐力運動後，其前額葉血氧飽和 變化之影響，且探討其是否有助於增進認知學習之記憶力與注意力。
第二節 研究目的
本研究探究在實驗條件控制下，BCAAs 增補與耐力運動對年輕男性運動 員其生理、生化代謝、中樞疲勞、前額葉血氧飽和變化、認知學習記憶力與 注意力之影響。
本研究之目的如下：
1. 探討 BCAAs 之增補，對年輕男性運動員進行耐力運動前、後，其血液生 化值及尿液參數之影響。
2. 探討 BCAAs 之增補，對年輕男性運動員進行耐力運動前、後之情緒變化，
且探討其與中樞疲勞之間的關係。
3. 探討 BCAAs 之增補，對年輕男性運動員進行耐力運動前、後認知測驗執 行時，其前額葉血氧飽和變化之影響。
4. 探討 BCAAs 之增補，對年輕男性運動員進行耐力運動前、後之記憶力與 注意力是否有所助益。
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第三節 名詞定義
本研究有關之名詞界定如下：
一、耐力運動
本研究所指之耐力運動，係指運動強度為 70~75% HRRmax (maximum heart rate reserved，最大保留心跳率。70~75% HRRmax= [220－實際年齡－安靜心 跳] × [70~75%]＋安靜心跳) (Karvonen, Kentala & Mustala, 1957) 之跑步機 (Cybex, 770T, Treadmill, 育騰運動健康事業股份有限公司) 60 分鐘耐力跑 步。
二、採血點
1. 基礎值 (baseline)：增補與運動前。
2. 運動前值 (pre-running)：增補後運動前。
3. 運動後值 (post-running)：耐力運動後即時。
4. 恢復值 (recovery)：運動後休息約 1.5 小時之恢復期。
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