從事阻力訓練後會引起肌肉的生理適應,在訓練前期 (約 0 至 8 週) 肌肉力量的增 加來自於肌肉的神經適應,這時期的肌肉質量還未有顯著的增加。阻力訓練超過 8 至 12 週後,當肌肉的神經適應達到上限,無法再增加肌肉力量時,人體便開始以增加肌肉質 量的生理適應達到肌肉力量的增加,而肌肉需要增加肌肉質量,仰賴的是內分泌系統 (endocrine) 所分泌的合成性賀爾蒙顯著增加,以及 Insulin 敏感性增加,進而活化肌肉 增加肌肉蛋白合成信號傳遞路徑,像 IRS / PI3K / AKT / mTOR,進而提高肌肉質量與肌 肉力量 (Kraemer & Ratamess, 2005)。
增加肌肉質量與肌肉力量,必須給予適當的刺激,對於增加肌肉質量的效果來說,
必須要注意操作變項中的訓練強度與訓練量 (Kraemer & Ratamess, 2005)。研究指出傳 統阻力訓練之下,以 67-85%的最大肌力 (1 repetition maximum, 1RM) (約等於 6-12RM) 的強度訓練,對於增加肌肉質量最為有效 (Kraemer & Ratamess, 2004)。
研究高齡者的學者們則建議,高齡者需操作 8-10 項多關節大肌群動作,且每週至少 2 次,每項組數應落在 2 至 3 組,強度選擇約 8-12RM,並以漸進調整負荷強度的方式
以上肌肉力量、7.7%安靜代謝率,還能降低跌倒風險和增加獨立生活能力 (Hurley & Roth, 2000),甚至可以預防肌肉流失和一系列相關疾病,如、心血管疾病、高血壓、骨質疏鬆 症、2 型糖尿病 (Evans & Campbell, 1993)。
一、阻力訓練與肌肉適能之相關研究
多數文獻發現肌肉功能 (30 秒坐站、計時起走測驗等) 與肌肉力量 (握力、胸推、
蹬 腿 等 ) 皆 顯 著 改 善 (Bautmans et al., 2005; Chupel et al., 2017; Hsieh et al., 2018;
Geirsdottir et al., 2012; Santos et al., 2017),肌肉質量有發現增加 (Geirsdottir et al., 2012;
Miller et al., 1994; Ogawa, Sanada, Machida, Okutsu & Suzuki., 2010; Tomeleri et al., 2018),
也有發現肌肉質量無變化 (Bautmans el al., 2005; Hsieh, Tseng, Tseng, & Yang, 2018;
Santos et al., 2017)。說明了阻力訓練的介入,不一定能刺激肌肉肥大 (hypertrophy),可 能必須搭配足夠的訓練強度、訓練量,以及足夠的營養狀況與休息,並且這些受試者的 年齡、性別的不同都有可能引起不一致的結果 (表 1)。Tomeleri 等 (2018) 發現,22 名 平均 72.1 歲的健康女性 (健康)經過 12 週的阻力訓練 (12 週、一週 3 次、10-15RM、3 組、休 1-2 分、8 項全身) 後,增加肌肉質量;Geirsdottir 等 (2012) 發現,198 名平均 73.7 歲高齡者 (115 名女性;83 名男性) 經過 12 週的阻力訓練 (12 週、一週 3 次、第 1 週:60%1RM、後 11 週:75-80%1RM、3 組、6-8 下、10 項全身),顯著增加去脂體重;
Ogawa, Sanada, Machida, Okutsu, 與 Suzuki (2010) 發現,21 名平均 85 歲女性經 12 週的 阻力訓練後 (每週至少 1 次、漸進、低強度、4 項、40 分鐘),顯著增加肌肉質量 (肱三 頭、腹部、肩胛下肌肉厚度);Miller 等 (1994) 發現,11 名平均 58 歲男性經過 16 週的 阻力訓練 (每週 3 次、前三下 90%、15 下、14 種項目) 後,全體受試者的肌肉力量明顯 提高約 47%,去脂體重平均增加約 1.2 kg。
表 1
Ogawa, Sanada,
二、阻力訓練與合成性賀爾蒙之相關研究 (一) Insulin
一般而言,高齡者從事阻力訓練後,可降低血液insulin濃度,原因為insulin敏感性的 增加,文獻指出:前述Miller等 (1994) 與Ogawa等 (2010) 也發現,高齡者從事阻力訓 練後,結果表示可增加insulin的作用,降低血液insulin濃度,但也有健康高齡者從事12週 阻力訓練 (12週、一週3次、第1週:60%1RM、後11週:75-80%1RM、3組、6-8下、10 項) 後,insulin無任何變化 (Geirsdottir et al., 2012)。
(二) IGF-1
文獻說明長期阻力訓練介入後能提升IGF-1濃度,阻力訓練能顯著提升高齡者的 IGF-1濃度,結果有一致性:20名平均68.4歲男性經24週阻力訓練 (24週、高強度、2組、
80%、8下、6項)後,訓練組比控制組有更高的IGF-1濃度 (Cassilhas, Antunes, Tufik, & De Mello, 2010);12名平均66.08歲女性經12週阻力訓練 (一週3次、前4週:50%1RM做15下、
後8週:75-85%1RM做10-12下、2組、10項) 後,引起IGF-1濃度升高,說明阻力訓練可 能會促進高齡者的合成代謝作用 (de Souza Vale et al., 2009)。12名平均66.08受試者經12 週阻力訓練 (一週3次、前4週:50%1RM做15下、後8週:75-85%1RM做8-10下、2組、
8項、50分鐘)後,引起IGF-1升高。僅有Ogawa等 (2010) 報告指出,阻力訓練介入後高 齡者的IGF-1為下降 (表2)。
表2
高齡者從事阻力訓練後合成性賀爾蒙之影響
作者 (年份) 受試者 阻力訓練處方 IGF-1 Insulin
Negaresh等 (2019) 15名(健康) 年齡:63
8週、一週3次、50-85%1RM (每週加5%) 、4組、10 下、休1分、9項
↔有上升 趨勢
Ogawa, Sanada, Machida, Okutsu, 與Suzuki (2010)
21名女性(健康) 年齡:85
12週、一週至少1次、漸進、低強度、2組、10下、
主訓練30分、4項
↓ ↓
Geirsdottir等 (2012) 198名(115女83男) 年齡:73.7
Cassilhas, Antunes, Tufik, De Mello, 與skills (2010)
註:空白處,無測量;↔,無顯著上升;↑,顯著增加;↓,顯著下降。
三、阻力訓練與分解性賀爾蒙之相關研究整理 (一) TNF-α
阻力訓練後對 TNF-α的影響未一致,部分文獻的訓練後結果為無變化 (Bautmans et al., 2005; Bruunsgaard, Bjerregaard, Schroll, & Pedersen, 2004; Chupel et al., 2017; El-Kader
& Al-Shreef, 2018; Libardi, De, Cavaglieri, Madruga, & Chacon-Mikahil, 2012; Ogawa, Sanada, Machida, Okutsu, & Suzuki, 2010; Wanderley et al., 2013)。
部分文獻則有顯著下降血液中 TNF-α,整理出高齡者從事高訓練量的阻力訓練 (操 作 3 組並且最後一組做到疲勞),比起一般訓練量的阻力訓練 (只操作 2 組,並且最後一 組無做到疲勞) TNF-α的濃度有更有可能下降。Greiwe 等 (2001) 發現,8 名平均 82 歲 男女性經 24 週阻力訓練 (前 3 月:一週 3 次、強調活動度。後 3 月:一週 3 次、漸進 65-85%、1-3 組、50-90 分、最後增加腹肌與自由重量項目),降低了 TNF-α濃度;Tomeleri 等 (2018) 發現,22 名平均 72.1 歲肥胖女性經 12 週阻力訓練 (一週 3 次、10-15RM、3
Bruunsgaard et al., 2004; El-Kader & Al-Shreef, 2018; Hagstrom et al., 2016; Karabulut, Sherk,
Bemben, & Bemben, 2013; Libardi et al., 2012; Ogawa et al., 2010; Phillips et al., 2012;
Strandberg et al., 2015; Tomeleri et al., 2018; Wanderley et al., 2013)。
少數文獻觀察到訓練後 IL-6 濃度顯著下降:Phillips 等 (2010) 發現,11 名平均 72 歲女性經過 10 週的阻力訓練 (一週 3 次、前兩組 8RM,最後一組操作至疲勞、
70~80%1RM、3 組、10 項) 後,降低 IL-6 濃度;Córdova 等 (2011) 為了避免研究結果 被干擾,臨床營養師請受試者在家中每天填寫膳食紀錄以控管飲食,28 名女性平均 70 歲經 34 週阻力訓練 (一週 3 次、70%1RM、3 組、9 項) 後,降低 IL-6 濃度;Tomeleri 等 (2016) 發現,19 名平均 66.8 歲肥胖女性經 8 週阻力訓練 (一週 3 次、10-15RM、3 組、8 項)後,降低 IL-6 濃度(表 3)。
表 3
下、主訓練 50-90 分、最後
向心 1 秒離心 2 秒、3 組、
後 8 週:80%1RM、休 1.5 分
3 組、8 項全身
註 1:空白處,無測量;↔,無顯著上升;↑,顯著增加;↓,顯著下降。
註 2:文獻順序按照,肌肉適能、分解性賀爾蒙、年齡。
第六節 本章總結
一、 阻力訓練對高齡者血液中IGF-1 濃度有顯著上升,對 insulin 則因胰島素敏感性增 強而下降濃度。但訓練處方的訓練強度或訓練量不足時,則不會對賀爾蒙濃度變 化產生顯著影響。
二、 大部分的文獻觀察到阻力訓練可顯著降低高齡者血中 TNF-α 濃度,對 IL-6 也有 降低趨勢。分解性賀爾蒙的減少可能與體脂肪減少有關。
三、 阻力訓練能顯著改善高齡者的肌肉力量與肌肉功能,確實提升高齡者日常生活的 活動能力 (肌力、肌耐力、敏捷、靈活)。但對肌肉質量並無一致影響。
四、 未來在健康高齡者的阻力訓練研究領域中,應同時分析合成性及分解性賀爾蒙,
以及肌肉適能 (肌肉功能、肌肉力量、肌肉質量),並探討三方面的關聯性。
第參章 研究方法
本章分為以下幾部份說明:第一節,受試對象;第二節,實驗時間與地點;第三節,
實驗流程;第四節,實驗方法與步驟;第五節,資料處理及統計分析。
第一節
實驗參與者
本研究至文山區里長辦公室,里長協助招募附近 19 名自願參加之 65 至 78 歲以上 男女性,女性為停經後婦女,全數同意全程 12 週的漸進阻力訓練介入。參與者皆需符 合以下條件:(一)在過去半年內無從事任何規律阻力訓練、(二)無癌症、心臟疾病、腎臟 疾病、肝臟疾病、(三)無糖尿病及其他代謝異常或服用藥物之相關疾病或(四)BMI 不能 超過 28kg/m2。(五)有類似的身體活動能力(六)有一般聽說讀寫的能力。
參與實驗前,每位受試者皆須先閱讀並填寫「實驗參與者同意書」 (附錄一)、「實 驗參與者健康狀況調查表」 (附錄二)、「身體活動問卷調查表」(附錄三)、「迷你型營 養狀況調查表」(附錄四),以確認身體狀況良好且同意參與本研究,最後若簽名同意以 上,即可成為本研究的受試對象。
第二節 實驗時間與地點
一、實驗時間:民國 107 年 10 月至民國 108 年 6 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、中正堂重量訓練室
第三節 實驗流程
本研究至鄰近師大分部召募受試者後,欲參與本研究受試者將進行實驗流程及注意 事項說明,若同意將填寫基本資料、疾病史、身體活動量表和迷你營養評估調查表。符 合本研究條件者另約一日,需空腹禁食8-12小時後由護理師採集肘前靜脈血液10毫升。
完成抽血後,於正式實驗前先使用握力測驗 (digital hand dynamometer)、6公尺起立走路 速度測驗 (timed up and go test)、30秒坐站 (30-second sit to stand),以及身體組成分析儀
肌肉品質,第四週與第十二週為胸推一次反覆最大重量預測 (prediction of 1RM chest press)。以上完成後即開始正式漸進阻力訓練介入 (圖2)。
圖2 實驗設計圖
第四節 實驗方法與步驟
一、實驗前測 (預備實驗)
(一)身高體重測量 需著輕便衣物測量。
(二)身體組成/肌肉質量測量
需著輕便衣物測量,體內不可有有心律調節器、電子醫療裝置,體外不可有金
下。碼表用於記錄完成測試所需的時間。從椅子上站立、走路、轉彎和坐下為綜合
全關節、安全操作方式,以及在重量訓練室的注意事項。執行訓練前,受試者先完 成一組無負重的暖身,再開始進行兩組低重量 (約50-60%1RM),並操作12-15下,
向心與離心收縮共為三秒鐘、休息90秒鐘,訓練時間一共約40分鐘 (Wanderley et al., 2013)。同時教導如何使用運動自覺量表 (Borg CR-10 Scale),表示自身疲累程度。
2. 熟悉期2 (第三週至第四週)
參與者開始正式將負荷上調至15RM (約65%1RM) 接受準備期訓練。
3. 最大肌力推估測驗日 (第四週)
完成熟悉期後進行長者最大肌力推估測驗,測驗胸部推舉,測驗流程為:兩組 熱身組 (約20RM與15RM),以及三組正式測驗10RM、9RM、8RM (Knutzen, Brilla
& Caine, 1999),再參考RM推算表 (Lander, 1984),試推估各其1RM重量。
4. 肌耐力期 (第五週至第八週)
正式將負荷上調至12RM (約67%1RM) 接受肌耐力期訓練,並且運動組數增加 至2-3組。組間休息時間調至兩分鐘。
5. 肌肥大期 (第九週至第十二週)
正式將負荷上調至10RM (約75%1RM) 接受肌肥大期訓練。並且運動組數增加 至2-3組。組間休息時間調至兩分鐘。
6. 最大肌力推估測驗日 (第十二週)
進行長者最大肌力推估測驗,測驗胸部推舉,測驗流程為:兩組熱身組 (約 20RM與15RM),以及三組正式測驗10RM、9RM、8RM (Knutzen, Brilla & Caine, 1999),再參考NSCA的RM推算法,試推估各其1RM重量。
表5
12週漸進阻力訓練處方
項目 第1-2週 第3-4週 第5-8週 第9-12 週
訓練階段 熟悉期 熟悉期2 肌耐力期 肌肥大期
訓練項目 5項大肌群 + 5項小肌群 -- -- --
訓練頻率 3 次/週 -- -- --
訓練節奏 向心離心共3秒 -- -- --
訓練強度 12-15RM (50-60% 1RM)
15RM (65% 1RM)
12RM (67% 1RM)
10RM (75% 1RM)
訓練組數 2組 2組 2-3組 2-3組
休息時間 1.5分 1.5分 2分 2分
持續時間 30-40分 30-40分 40-45分 40-45分
三、資料收集
實驗前、後共採集血液樣本兩次,每次採集10毫升。靜脈血液將用以分析合成性及 分解性賀爾蒙。
實驗前、後共採集血液樣本兩次,每次採集10毫升。靜脈血液將用以分析合成性及 分解性賀爾蒙。