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阻力和振動訓練對肌肉適能之相關研究

阻力訓練(resistance training)是一種增進肌肉適能常見的運動方法,它 可使訓練的肌肉群達到強化的效果,在一般健身俱樂部中,阻力訓練的運動設 備是很普遍的,它的目的主要在於改善肌肉適能和身體組成,是一種安全又有 效率的運動方式。大體而言,從事阻力訓練的男性比女性多,其原因之一可能 為女性擔心阻力訓練會造成肌肉發達的效應。事實上,女性的男性荷爾蒙分泌 較少,而且女性的體脂肪百分比一般都高於男性,故肌肉應較不易有突顯的情 形(卓俊辰,1989)。阻力訓練能有效增強肌肉適能,而適當的肌力可使肌肉 更結實、有張力 (muscle tone) ,避免肌肉萎縮和鬆弛,且由於阻力的運動可

以防止肌肉流失,增加肌肉質量及大小,提昇肌力(方進隆,2004),故外型 較健美,身體的動作效率也較佳,除此之外,擁有良好的肌肉適能可使肌肉和 關節受到較好的保護,對於維持好的身體姿勢、預防下背痛 (lower back pain) 和提昇身體運動能力更有莫大的關係(卓俊辰,2001)。因此,對於大多數的 女性而言,有必要多從事一些阻力訓練以增強體能與應付生活各項活動與壓 力。

關於阻力訓練的效應包含:(一)肌肉肥大:當肌肉在訓練後,肌肉橫斷 面積增加,不但可提升肌肉收縮的力量,也提升了能量代謝的能力。(二)神 經系統的適應:當人體接受外來刺激,中樞神經系統會產生協調性的興奮,並 刺激產生動作肌群,如此反覆刺激同一肌群,肌力經過適當地刺激與負荷訓練 後,其協調性的興奮刺激會更加強,受訓練的肌力也隨著增加。(三)肌肉的 協調性:在進行身體活動或訓練時,參與動作的肌肉群之間必須適當協調,缺 乏協調性會改變運動的技術型態,而產生無效率的運動表現。因此,對肌肉施 以高強度的刺激訓練,使肌肉橫斷面積增加,或是改善神經肌肉的支配機能,

使肌肉可以接受更高頻率的神經刺激,更多的快縮肌運動單位參與收縮以及肌 肉間的協調能力的改善,進而增加肌肉力量(陳九州和鄭鴻文,2000)。

長久以來,大家都使用傳統的阻力訓練來提升肌力和爆發力。為了使訓練 提升效率並強化專項體能與肌力,振動訓練 (vibration training) 是一種被動式 的訓練方式。當振動直接作用在肌肉和肌腱上時,會誘發非自主的肌肉收縮,

稱之為強直性振動反射 (tonic vibration reflex; TVR),這種振動刺激的原理最 早被應用在醫學上,用於治療肌肉萎縮或是作為復健的輔助工具 (Eklund &

Hagbarth, 1966) 。在二十世紀初,振動訓練還是一新科技 (Issurin, 2005) ,近 幾年則因為在進行訓練時施予振動刺激而普遍化 (Luo, McNamara, & Moran, 2005) 。蘇聯的學者 Nazarov and Spivak (1987) 則結合振動刺激 (vibration

stimulation) 於重量訓練的動作中,而後這種動作形式便被稱做振動訓練。研 究指出振動刺激對於人體有多種正面效果 (Jordan, Norris, Smith, & Herzog, 2005) 。振動訓練對於肌力增進的原理與 Komi (1984) 所提出的伸張縮短循環 (stretch-shortening cycle; SSC) 機制相當類似。SSC 機制為伸張反射連結肌肉離 心再向心收縮的一種獨特的收縮方式,由身體傳送刺激到感覺中樞、刺激肌 梭,減低高爾基腱器的抑制,然後活化 α 神經元,使肌肉產生更大的收縮力 (Issurin, 2005) 。

振動訓練能夠有效提昇肌肉表現的原因,主要在於神經肌肉適應的結果 (Bosco et al., 1998) ,如提高肌肉溫度、增加局部血流以及增加激素分泌,都 是可能的機轉。蔡崇濱與顏克典(2007)從神經肌肉適應角度三方面說明,(一)

牽張反射的學習效果:振動訓練的機械式振動所造成的肌肉長度的細微改變,

可以喚起肌梭 Ia 傳入神經纖維的興奮,然後經脊髓,由 α 運動神經纖維傳出,

引發同一肌肉的強直性反射收縮,這種強直性振動反射,本質上即是一種牽張 反射 (Matthews, 1966)。Gollhofer, Schopp, Rapp, and Stroinik (1998) 推論振動 訓練可以降低肌梭的興奮閾值,增加牽張反射的敏感性。(二)動員更多運動 單位:根據肌肉收縮的層次梯度,運動單位的徵召是由小單位到大單位,肌纖 維的動員是由慢縮型到快縮型。但是,機械性的振動將會改變肌肉的動員方 式,研究指出,機械式振動刺激能增強肌梭初級傳入神經纖維的興奮性,增加 傳導衝動的數量與頻率,特別是配合振動刺激將會幾乎同時激活高、低不同閾 值的運動單位 (Romaiguere, Vedel, & Pagni, 1993) 。由上述可知,振動訓練可 使快縮肌及慢縮肌的神經元幾乎同時到達興奮閾值,可以啟動更多高閾值的 II 型運動單位 (Mealing, Long, & McCarthy, 1996)。(三)增加肌肉間的協調作 用:因振動刺激在激活大量肌梭 Ia 傳入神經,升高興奮作用的同時,也能活 化肌腱的高爾基腱器,升高釋放衝動的閾值,降低抑制作用,因而增加肌肉之

內部協調,可以動員更多的運動單位 (Bosco et al., 1998)。

Jordan, Norris, Smith, and Herzog (2005) 研究指出,振動訓練使用在手臂 肌力訓練,訓練時站在全身振動的平台上,而訓練後,立即造成力量的增加與 安靜時荷爾蒙的改變。Delecluse, Roelants, and Verschueren(2003)針對平均年 齡 21 歲之女性施以 12 週頻率為 35-40Hz 全身式振動訓練後發現,膝伸肌力的 表現與深蹲跳的高度顯著增加 7.6%。Cochrane and Stannard(2005)以 18 名 平均年齡 21 歲的女性曲棍球選手為受試者,針對手和腳施以頻率 26Hz 進行 振動式訓練後發現,垂直跳高度顯著高於控制組。Verschueren 等 (2004) 探討 六個月的振動及阻力訓練對肌力的影響,振動訓練以等長及等張的大腿伸踢配 合 35-40Hz 及 2.28-5.09g 的振動頻率及振幅藉以激發肌肉的反射性收縮,每次 4 分鐘,每週 3-5 次,阻力式訓練則以 ACSM 建議的 8-20RM 的阻力式負荷進 行腰部伸展和大腿伸踢,結果發現振動訓練對等長和等張肌力分別提升了 15%

和 16%。

根據文獻說明,振動訓練具有增加柔軟度、提昇平衡力、強化肌力及提昇 骨質密度等多種效果 (Torvinen et al., 2003) 。振動訓練主要的基本參數有頻 率、振幅、強度、負荷、持續時間、休息時間、訓練週期長度與姿勢 (Mester, Kleinoder, & Yue, 2006) ,Cardinale and Wakeling (2005) 認為可以頻率與振幅 來 定 義 強 度 , 振 動 訓 練 的 強 度 大 小 即 為 其 所 產 生 的 加 速 度 g 的 大 小 (g=9.8m/s2) ,取決於振幅 (mm;振動由最高點到最低點之間的距離÷2) 和頻 率 (Hz;次/秒)。