高強度間歇訓練定義及功效

第貳章 文獻探討

第一節 高強度間歇訓練定義及功效

最近幾年，田徑訓練上，教練、選手或運科人員經常採用高強度 間歇訓練法，因為這種訓練方法可在短期內達到與傳統耐力訓練相同 的生理適應效益，更加提高訓練時間的經濟效益。但是不同學者在高 強度間歇訓練的研究中所採用的訓練內容略有不同，例如

Burgomaster 等人 (2008) 採用 4-6 組的 30 秒全力衝刺，間隔休息 4 分鐘；Driller 等人 (2009) 則以 8 組的 2.5 分鐘，間隔以動態休息 取代靜態休息，以 90%VO2max 對應之強度作為訓練強度設定。雖 然此兩者研究持續時間、強度設定及休息的方式不同，但是兩種訓練 內容皆能促進有氧運動表現。以訓練總時間的觀點將上述兩篇研究進 行比較後發現， Burgomaster 等所採用的高強度間歇訓練內容與 Driller 等相較，每次訓練總時間約相差 6 倍。Helgerud 等(2007)比 較不同時間但類似的總氧消耗高強度間歇訓練以 47 組 15s/15s（90-95

％HRmax運動 15 秒及動態休息 70％HRmax 15 秒）與 4 組 4min/3min

（90-95％HRmax4 分鐘，動態休息 70％HRmax 3 分鐘）進行 8 週每週 3 次的訓練，發現最大攝氧量分別有 5.5%和 7.2%的進步。可見較短時 間全力衝刺的高強度間歇訓練對心肺適能的提升也有明顯效果。表 2-1 為不同模式高強度間歇訓練對實驗參與者的體重、腰圍、VO2max

及胰島素敏感度影響的歸納統計。

9 Talanian et

al.(2007)

10×4min/2minR 2週 ─ ─ ⇑13% ─

Tjonna et al.(2009) 4×4min/3minR 12週 ⇑0.1kg(.3%) ⇓7.2cm(7%) ⇑10% ⇑29%

Trapp et al.(2008) 60×8s/12sR 15週 ⇓1.51 kg(2%) ─ ⇑24% ⇑33%

Tremblay et al.(1994)

15×30s 24週 ⇓0.1kg(.1%) ─ ⇑20% ─

Warburton et al.(2005)

7×2min/2minR 16週 ⇓3.0kg(4%) ─ ⇑10% ─

Whyte et al.(2010)

4–6Wingate

註：⇑增加；⇓減少；⇔沒有變化；―無資料；SSE=持續性運動(steady state exercise)；Wingate=30秒全力衝刺；R=恢復期(或休息) 資料來源：翻譯修 改自“Journal of Obesity’s High-intensity intermittent exercise and fat loss.”by Boutcher, S. H., 2011 (2010) Journal of obesity, p.4. Hindawi Publishing Corporation, (Article ID 868305), doi:10.1155/2011/868305.

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高強度間歇訓練模式(high-intensity interval training， HIIT)可在 短時間提升受訓者有氧代謝能力。研究者比較耐力訓練與高強度間歇 訓練對能量代謝的影響，經6週訓練後皆明顯地增加肌肉中糖類代謝 酵素 (pyruvate dehydrogenase)及脂肪氧化酵素

(3-hydroxyacyl-CoAdehydrogenase)，同時減少運動時對肝糖及磷酸肌 酸 (creatine phosphate， PCr)的利用，體內脂肪氧化代謝比例增加，

糖類氧化代謝降低，顯示兩種訓練模式的效果相似，但高強度間歇的 訓練時間，只需耐力訓練的三分之一，而訓練量更是只有十分之一 (Burgomaster et al.， 2008)。研究報告也針對於代謝症候群的受試者 進行施測，高強度間歇運動訓練增加有氧能力(aerobic capacity)及最

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Burgomaster et al. (2005)以8名具有運動習慣並未參與校隊的大 專生為受試者，進行2週6次的衝刺間歇訓練 (sprint interval training，

SIT)，訓練強度為4-7次的溫蓋特(Wingate)測試，間歇動態休息4min，

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多運動都適用此訓練法。間歇訓練法的代表人物是 Gersler 和 Reindler，他們的理論基礎是利用訓練負荷後超量恢復的原理，堅持 全年安排訓練，逐日地強化間歇訓練，直到比賽時達到競技狀態的最 高峰(許樹淵， 2001)。李誠志 (1994) 也提出間歇訓練由五個因素構 成:(一)每次練習的時間和距離(可變換)。(二)每次重複的次數和組數 (可變換)。(三)每次練習的負荷強度(可變換)。(四)每次(組)練習的間 歇時間(機體未完全恢復)。 (五)間歇時的休息方式(積極性休息為 主)。楊宏祥、陳培基 (1995) 指出間歇訓練是有氧訓練和無氧訓練的 混合訓練，間歇訓練提高了 ATP-PC 系統能力和有氧能力，在訓練中 ATP-PC 系統能力和有氧能力可以互相取長補短，間歇訓練可以不動 用乳酸能量而反覆進行超過 LT 強度的訓練，可以避免因乳酸堆積而 出現的疲勞。在有氧訓練的基礎上提高無氧、有氧混合訓練量;並且 在有氧、無氧混合訓練的基礎上更加突顯乳酸系統能力訓練，成為當 今中長跑訓練的一個特點。

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第二節 長距離持續跑訓練定義及功效

長距離持續訓練為傳統的有氧訓練方式，訓練強度介於 60 至 75%VO2max 之間。例如：Burgomaster 等 (2008) 以 40-60 分鐘，

強度設定為 65%VO2max 作為長距離持續訓練組之訓練模式。

Macpherson 等 (2011) 同樣以強度 65%‧VO2max 的設定進行 30-60 分鐘的訓練。研究結果皆發現，長距離持續訓練組的強度設定 與 30 秒高強度間歇訓練組相較，有著相同的效益存在。由此可證，

65%‧VO2max 的強度設定可以提升一般族群有氧能力表現。

一些研究結果的數據顯示，在一個頗為寬闊的數值範圍內，攝氧 量與心率成直線關係，而這種直線關係亦只有在很低及很高的訓練強 度時才被打破。在這方面作研究的學者都普遍認同（Fox，Bowers 與 Foss，1993）：

1. 最高心率（HRmax）的 70% = 最大攝氧量（VO2max）的 60%，

2. 最高心率（HRmax）的 85% = 最大攝氧量（VO2max）的 80%。

Karvonen（1957）認為低於 60% HRR 或 73% HRmax 時，訓練不足 以提供足夠的刺激以增進耐力項目的表現。因此本研究設定

75%HRmax作為持續跑訓練強度。

14 切關係(Short， Wiest ＆Sedlock， 1996)。運動後心跳率的恢復情形 可看出身體代謝水平的好壞；體能較佳者恢復得較快，體能較差者恢 復則較慢（李昭慶、王儀祥、黃谷臣，2000）。且運動後恢復期的心 跳率亦受訓練的影響，訓練者較非訓練者恢復的較快(Fsiher，

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Paolone， Rosene， Drury， Van-Dyke， ＆Moroney， 1999)。心 跳率變化的狀況可以反映出一個人的攝氧量變化及運動時的運動強 度，無論年齡、運動型態、受試者差異、有氧或無氧運動以及運動開 始前到運動過程中測量皆適用，也就是說運動強度可以透過最大心跳 率百分比進行界定(Arts & Kuipers， 1994)。

在年輕人與中年人方面，Carter, Banister, and Blaber (2003) 以 12 位年輕人（年齡 19-21）和 12 位中年人（年齡 40-45）作 12 練似乎可以有效地加速心跳恢復的時間。在1988年Darr， Bassett，

Morgan， and Thomas 這些專家學者，就針對 20名男子作為研究對 象，其中分為:年輕訓練者、年長訓練者、年輕非訓練者、年長非訓 練者等四組;進行最大努力的漸增負荷腳踏車運動發現，訓練者與非 訓練者的心跳恢復方面，並未因年齡的因素而受影響;可是在訓練者 與非訓練者間的心跳恢復方面，訓練者則皆顯著優於非訓練者。換言

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之，心跳恢復有相當的程度會受訓練情況的影響。

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第四節 登階測驗與心肺適能之相關研究探討

登階測驗由來已久，是1943年美國哈佛大學疲勞研究所Brouha 教授所提出的，以登階運動後的心跳恢復率來判定心肺適能的一種簡 便有效的測驗方式。Brouha教授所提出的登階測驗(簡稱為「哈佛登 階測驗」)，是以50.8公分的台階、每分鐘的上下頻率30次，運動時間 最長5分鐘，並且記錄登階測驗運動後休息時1分到1分30秒、2分至2 分30秒與3分至3分30秒的三個脈搏數，以評估人體對於身體運動後的 調整與恢復能力。

但用登階測驗來衡量最大攝氧量(VO2max)的效度卻是被質疑的，

林正常與王順正(1995年)以利用效度概化的整合分析法(meta

-analysis)，整合31篇單一階段登階測驗用來評估最大攝氧量的效度研 究結果(受試者人數共有1612人次)。結果發現，不管最大攝氧量是以 腳踏車測功器、原地跑步機或其他方式測量，登階測驗評估最大攝氧 量的效度皆未達概化。青少年與女性較適合採用登階測驗來評估最大 攝氧量，登階測驗的時間則以3分鐘的運動時間較具效度普遍性。登 階測驗評估最大攝氧量的真正效度則只在0.7左右。由此可見，雖然 所有登階測驗評估最大攝氧量的效度研究，皆發現登階測驗是有效評 估最大攝氧量的方法，但是，如果同時考慮到登階測驗與最大攝氧量 的測驗信度時，為了提高登階測驗的效度，有必要考慮受試者的年齡 與性別。本研究對象為男性青少年，採用三分鐘登階測驗應為有效評 估方式。

18 (4.5-7.8mmHg; 3.72-6.00%)。

其他研究也指出大學男生規律運動習慣及心肺適能對血壓有顯 著影響(蔡采蕙，2007)。透過四週運動訓練後，心衰竭患者的收縮壓 呈現顯著改善(蔣尚霖，2008)。Bowen, P., Neil, L., Norton, A., &

Padgett, K. 2012 年以 17 名大學生為研究對象，進行四週的高強度間 歇訓練及傳統耐力訓練的比較，發現兩組在血壓收縮壓及舒張壓皆有 顯著下降的變化。

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第叁章 研究方法

本研究目的旨在探討六週的高強度間歇訓練與定速持續跑訓練 對高中非運動選手的心肺適能（分為 1600 公尺跑走測驗及登階運動 後心跳率恢復能力兩部份）的影響。本章共分為五節：第一節實驗對 象；第二節實驗時間與地點；第三節實驗設計；第四節實驗步驟；第 五節統計分析。

第一節 實驗對象

本研究以 22 名高中非田徑績優選手男生為實驗參與對象，平均 年齡 16.13 ±0.29 歲、身高 170.24 ±5.78 公分、體重 63.63 ±12.55 公斤。

經學生及家長同意並簽署健康告知表後，接受為期六週的運動訓練。

所有實驗參與者在訓練前要接受兩種不同的心肺功能檢測，測驗 項目為男子 1600 公尺跑走測驗、登階測驗體力指數、安靜心跳率及 安靜血壓值(收縮/舒張壓)之量測。將所有實驗參與者立意分組至高強 度間歇訓練組、持續跑訓練組及控制組。

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第二節 實驗時間與地點

實驗時間：2015 年 3 月 23 日起至 2015 年 5 月 15 日止，包括六 週訓練介入及訓練前後之檢測。

實驗地點：國立屏北高中田徑場、韻律教室。

第三節 實驗儀器與設備

使用器材：碼表、定點錐、Mio 藍芽心率監測錶、Jabra 無線心率偵 測藍芽耳機、OMRON T4 電子血壓計、擴音器、智慧型手機、ACER 筆記型電腦、登階測驗箱(高度 40 公分)。

圖 3-1 測驗及訓練田徑場

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圖 3-2 Mio 藍芽心率監測錶

圖 3-3 Jabra 無線心率偵測藍芽耳機

圖 3-4 OMRON T4 電子血壓計

圖 3-5 登階測驗箱

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第四節 實驗方法與步驟

本研究以高強度間歇訓練與同等距離定速持續跑做為實驗介入 之自變項，介入時間為 6 週。高強度間歇訓練組每週訓練 3 次，每次 訓練依週次循次漸進為 8-12 組×8 秒全力衝刺，間隔 40 秒的慢跑或步 行；固定距離持續跑訓練，每週也是訓練 3 次，每次訓練亦依週次循 次漸進為 800-1600 公尺的持續跑，訓練強度介於 70-75%HRmax 之 間。共計 18 次訓練。控制組不做任何訓練介入。訓練課表如表 3-1 所示：

二、依變項：

1.高強度間歇訓練、固定距離持續跑訓練及控制組 6 週後 1600 公 尺跑走測驗之成績差異。

2.高強度間歇訓練、固定距離持續跑訓練及控制組 6 週後，登階 測驗後體力指數之差異。

3. 高強度間歇訓練、固定距離持續跑訓練及控制組 6 週後，安靜 時血壓(舒張壓、收縮壓) 之差異。

4. 高強度間歇訓練、固定距離持續跑訓練及控制組 6 週後，安靜 心跳率之差異。