第一節 受試對象
本研究受試者為 12 名自願參加之健康年輕男性，參與研究之受試者皆需符合以下 條件：（一）無抽菸、酗酒之習慣、（二）無心血管相關疾病或家庭病史、（三）無糖尿 病及其他代謝症候群相關疾病、（四）無運動傷害或被醫師告知不可進行激烈運動、（五）
有長時間（兩小時）跑步之能力、（六）無苯酮尿症。參與實驗前，每位受試者皆需填 寫「身體活動問卷調查表」（附錄一），並在詳細瞭解「受試者須知」（附錄二）及實驗 流程後，於「受試者同意書」（附錄三）上簽名，即正式成為本研究之受試對象。
第二節 實驗時間與地點
一、實驗時間：民國 104 年 4 月至 7 月
二、實驗地點：國立臺灣師範大學公館校區運動生理學實驗室
第三節 實驗流程
於本研究中，每位受試者將參與共三次的測驗與實驗，每次之間至少相隔七日。第 一次為實驗前測（預備實驗），將熟悉實驗流程和器材、測量身高體重，及進行跑步機 的最大攝氧量測驗；後為兩次實驗處理，包括碳水化合物增補與安慰劑兩種不同處理；
兩種處理以重複量數、平衡次序分派方法及雙盲設計進行。為排除 irisin 之日夜節律影 響 (Anastasilakis et al., 2014)，實驗處理皆在一天中的同樣時間進行。
實驗流程及程序如圖 3-1。
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圖 3-1 實驗程序與流程 招募受試者 (N=12) 實驗流程及注意事項說明
填寫身體活動問卷調查表及受試者同意書
受試者基本資料建立 實驗前測
（身高體重、最大攝氧量）
重複量數 平衡次序分派
安慰劑 + 耐力運動
碳水化合物增補 +
耐力運動 間隔七天以上
資料處理與分析
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第四節 實驗方法與步驟
關於本研究各階段之實驗方法與步驟，分為以下各部份敘述之。
一、實驗前測（預備實驗）
1. 最大攝氧量測驗
每位受試者皆需進行一次跑步機 (h/p cosmos mercury 4.0; h/p cosmos sports
& medical, Nussdorf-Traunstein, Germany) 漸增強度最大攝氧量檢測。全程以 Vmax 29 氣體分析儀進行氣體採集，並監控心跳率及運動自覺努力程度。
達以下判定標準兩項以上，且經口頭鼓勵亦無法繼續運動時，即達個人最 大攝氧量，立即停止測驗。
(1) 攝氧量 (V‧
O2) 達高原
繼續增加運動負荷但攝氧量之增加少於 2 ml/kg/min。
(2) 心跳率達到預估最大心跳率的正負十下
心跳率預估公式：207 － (0.7 × 年齡) (Tanaka, Monahan, & Seals, 2001) (3) 呼吸交換率 (RER) 超過 1.15
(4) 運動自覺努力程度 (RPE) 達 19 2. 身高體重測量
受試者於進行最大攝氧量測驗前，需著輕便、跑步服裝測量身高體重，作 為個人增補量的計算依據；另在正式實驗的跑步運動結束後，也需在採血完畢、
飲水前，將身上汗水擦乾、汗濕衣服脫去後以同一儀器測量身高體重，初步判 斷運動後脫水的情形。
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二、實驗前準備
1. 儀器校正與檢驗
每次實驗前，依儀器操作手冊進行 Vmax 29 校正，包括氣瓶氣壓確認、流 量校正，以及流速校正，校正值需達通過標準。並檢驗心率儀收集、傳輸數據 是否正常。
2. 抽血器材準備
確認採血器材及所需耗材是否乾淨、足夠；於各採血管上事先標明受試者 編號；確認支援之採血人員依時抵達。
3. 環境監控
以液晶顯示溫濕度計（JG-TH01，晶冠，台灣）監控實驗過程中之環境溫度 是否保持穩定，盡量避免環境溫度可能造成的影響 (Aydin et al., 2013; Lee et al., 2014) 。
4. 受試者準備
受試者於兩次正式實驗處理之間，應維持平時的身體活動量和運動型態。
實驗前 24 小時應避免攝取酒精、咖啡因，及其他刺激性飲食或營養增補劑，
也要避免激烈運動；實驗前一晚需充足睡眠，且禁食至少 8 小時，實驗當天空 腹至實驗室報到。
受試者於實驗當天早上抵達實驗室後，先量測身高體重，後靜坐休息十分 鐘，待後續實驗流程開始；運動完成後，再量測一次身高體重。
受試者進行第一次正式實驗時，需填寫簡單的飲食紀錄，記錄實驗前一天 三餐飲食及三餐之外所食用的點心；第二次正式實驗前，提供受試者前次實驗 的紀錄，以在第二次正式實驗前一天盡量重現飲食狀況。
5. 增補劑準備
本研究所使用之增補劑及安慰劑，將於實驗前事先準備，置於冰箱冷藏待 用，實驗當天於準備期時取出。
本研究採雙盲設計方式進行增補，每位受試者依平衡次序分派進行碳水化
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合物及安慰劑處理。兩種處理每次皆增補每公斤體重 2.5 毫升之溶液；碳水化合
物增補處理時，溶質為精純葡萄糖（聯興生技股份有限公司，桃園，臺灣），溶
液濃度為百分之十；安慰劑增補處理時，溶質為甜味劑 erythritol (Zerose® , Cargill Inc., Minnetonka, MN, USA)，依製造公司提供之甜度標準，調製與碳水 化合物增補處理時之葡萄糖溶液甜度相同的安慰劑溶液。碳水化合物增補處理 中，總碳水化合物攝取量介於每小時 30 至 60 克之間 (Temesi et al., 2011;
Jeukendrup, 2014)。
由於實驗過程中需配戴氣體分析相關儀器，故增補時皆以吸管攝取杯中溶 液。進行增補時會移除氣體連通管，受試者透過面罩前的洞口以吸管攝取增補 溶液，攝取完畢之後再將氣體連通管接回面罩上。每次增補時，盡量於一分鐘 內完成；進行運動中增補時，暫時降低跑步速度，待增補完成後再調回至原本 設定之運動強度。增補時間不列入 90 分鐘跑步時間內。除進行 OGTT、餐後一 小時及運動過程外，受試者得自由飲水。
6. 飲食控制
受試者於收取基準值血液樣本後，發予統一配製之早餐，於十分鐘左右食 用完畢。根據該次實驗增補碳水化合物溶液或安慰劑溶液，分別搭配高碳水化 合物比例飲食與低碳水化合物比例飲食。
食品內容及成分如下：
(1) 高碳水化合物比例飲食
a. 自然の顏紫菜蘇打餅乾半包：7.4 克
每份 40 大卡；碳水化合物 4 克，脂肪 2.25 克，蛋白質 0.75 克。
b. 麥維它消化餅一片：14 克
每片 63 大卡；碳水化合物 10.2 克，脂肪 2.1 克，蛋白質 1.5 克。
c. 桂格堅果王一瓶：280 毫升
每瓶 118 大卡；碳水化合物 19.9 克，脂肪 2.8 克，蛋白質 3.4 克。
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d. 總熱量：221 大卡
碳水化合物 136.4 大卡 (61.7 %)，脂肪 64.35 大卡 (29.1 %)，
蛋白質 22.6 大卡 (10.2 %)。
(2) 低碳水化合物比例飲食
a. 自然の顏紫菜蘇打餅乾半包：7.4 克
每份 40 大卡；碳水化合物 4 克，脂肪 2.25 克，蛋白質 0.75 克。
b. 花生米：9 克
每份 52.5 大卡；碳水化合物 2.3 克，脂肪 4.7 克，蛋白質 1 克。
c. 全脂鮮乳一瓶：220 毫升
每瓶 145.3 大卡；碳水化合物 10.8 克，脂肪 8.1 克，蛋白質 7.3 克。
d. 總熱量：237.8 大卡
碳水化合物 68.4 大卡 (28.8 %)，脂肪 135.45 大卡 (56.9%)，
蛋白質 36.2 大卡 (15.2 %)。
三、實驗處理
1. 單次長時間耐力運動
依實驗前測所得之最大攝氧量資料，以迴歸方式計算運動強度。受試者需 進行 90 分鐘之 70% 最大攝氧量的中強度跑步運動，運動中進行共四次增補及 一次採血；90 分鐘中強度運動結束之後，立即接續 90% 最大攝氧量的高強度 跑步，維持此速度 3 分鐘後漸增強度，每分鐘增加速度 0.8 km/hr，直至受試者 符合前述衰竭條件之判定後停止運動。
2. 增補處理
本研究共進行四次的溶液增補處理，於運動中每 20 分鐘進行一次增補，增 補時間點為運動開始後第 20、40、60 及 80 分鐘。
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四、資料收集 1. 心跳
本研究以無線遙測心率儀 (Polar RS810, Kempele, Finland) 監控受試者實 驗過程中的心跳率。
2. 呼吸
本研究所使用之呼吸氣體分析儀器為 Vmax 29 型電腦能量代謝測量系統 (Sensor Medics the Corp., Yorba Linda, CA, USA)。於實驗前測進行最大攝氧量測 量時全程配戴。在正式實驗期間，以每次呼吸法 (breath by breath) 進行氣體採 集；耐力運動過程中，全程進行氣體採集。所得之氣體相關數據，將用以計算 呼吸交換率 (RER) 及推估能量消耗。
3. 運動自覺努力量表 (rating of perceived exertion, RPE)
本研究所使用之 RPE 為引用 Borg (1970) 開發之 15 點量表(6-20)，如圖 3-2。
詢問受試者 RPE 之時間點為運動中每一次增補前 2 分鐘。
4. 甜度自覺量表
於第一次增補後，請受試者以視覺自覺量表 (visual analog scale, VAS) 指出 對所攝取之溶液的甜度感受；0 為完全不甜，10 為非常非常地甜。如圖 3-3。
5. 血液樣本
受試者於早上抵達實驗室，靜坐休息 10 分鐘後，進行第一次採血；第二次 採血為暖身前；第三次採血為運動中，即運動第 80 分鐘時，與當次的運動中增 補同時進行，故受試者會暫停運動，離開跑步機以坐姿進行當次採血；第四次 採血為運動後立即（運動完成後 3 分鐘內）；第五次採血為運動後 1 小時，以 受試者停止跑步之時間點開始計算；第六次採血為距第一次採血 24 小時後，也 就是隔日安靜值。血液樣本一律由合格護士採集肘前靜脈血；另於上述各抽血 時間點同時進行指尖採血，以檢驗血糖 (GM550, Bionime, Taiwan) 及血乳酸 (Lactate Pro, Arkray, Kyoto, Japan) 數據。
每次靜脈採血共採集兩管血液，血清紅頭管及 EDTA 紫頭管分別抽取 5 ml
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之血液樣本，以紅頭管先、紫頭管後的順序抽取。EDTA 紫頭管血液抽取後，
上 下 輕 搖 數 次 使 血 液 與 抗 凝 血 劑 混 合 均 勻 ； 全 血 進 行 血 液 細 胞 計 數 分 析 (complete blood count, CBC) 取得血比容計算相關數據後，將血液樣本以 3000 g 的轉速離心 10 分鐘，抽取血漿置於 -80 ℃冰箱冷凍，待後續分析 irisin 數值。
紅頭血清管血液抽取後，靜置於室溫 30 分鐘以上，使血液凝結 (clot) 後以 3000 g 的轉速離心 10 分鐘，抽取上清液血清分存於 -80 ℃冰箱，待後續分析胰島素 數值。血液樣本避免凍融循環 (freeze/thaw cycles) 以減少檢測結果之誤差。
長時間耐力運動後可能會有脫水現象發生，故需進行血漿量校正。本研究 採用 Dill 與 Costill (1974) 的公式進行脫水校正，其公式如下。
運動後血液量＝運動前血液量（運動前血紅素 ÷ 運動後血紅素）
血漿量（％）＝100（運動後血漿量－運動前血漿量）÷ 運動前血漿量
(1) 胰島素
血液樣本收集後存於 -80 ℃冰箱，當日送至檢驗所進行檢驗。
(2) irisin
使用全自動生化免疫分析儀，依 ELISA 套裝試劑 (#EK-067-29 irisin, Phoenix Pharmaceuticals) 操作手冊之步驟進行分析。已有文獻 (Huh, Siopi, Mougios, Park, & Mantzoros, 2014d) 針對此試劑的使用進行驗證。同一樣本 進行重覆測量 (duplicate)，以檢驗變異係數值 (intra-assay CV, inter-assay CV)。
樣本稀釋的部分，依第二代套裝試劑建議以 1：1 的倍數進行稀釋。
6. 葡萄糖耐受度測驗 (oral glucose tolerance test, OGTT) (ADA, 2012)
於兩次實驗的第一個採血點和第六個採血點後分別進行一次 OGTT 測驗
於兩次實驗的第一個採血點和第六個採血點後分別進行一次 OGTT 測驗