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EIMD 期間不同咖啡因增補劑量對運動後血液生化指標的影響

EIMD 期間不同咖啡因增補劑量對運動後血液指標的差異顯著情形如表 8 所示。以 體重、Day1 及 Day2 增補前各依變項數值作為共變數,經二因子共變數分析及 Bonferroni 進行事後比較,結果顯示所有血液生化指標在組別因子及時間因子之間的交互作用皆未 達顯著差異 ( p >.05) (附錄 25~附錄 28) 。組別因子的主要效果方面,高劑量組在運動 後之血清 Ca++濃度 (10.01 ± 0.27 mg/dL) 顯著高於安慰劑組 (9.72 ± 0.19 mg/dL) 及低劑 量組 (9.98 ± 0.21 mg/dL) (圖 15) (p <.05) ;高劑量組與低劑量組運動後之血清 K+濃度 (高: 3.69 ± 0.60 mmol/L;低:3.76 ± 0.44 mmol/L) 顯著低於安慰劑組 (4.24 ± 0.65 mmol/L) (圖 16) (p <.05) 。所有血液生化指標在時間因子的主要效果方面皆未達顯著差異存在 (p

>.05) 。

表 8 EIMD 期間不同咖啡因增補劑量對運動後血液生化指標的影響

安慰劑 低劑量 高劑量 全體

Day 1 Day 2 Mean Day 1 Day 2 Mean Day 1 Day 2 Mean Day 1 Day 2 Glucose

(mmol/L) 3.82 ± 0.45 4.32 ± 1.11 4.07 ± 0.87 4.31 ± 0.90 4.23 ± 1.03 4.27 ± 0.95 4.36 ± 1.15 3.97 ± 0.73 4.17 ± 0.97 4.17 ± 0.90 4.17 ± 0.96 Lactate

(mmol/L) 3.04 ± 1.16 2.77 ± 1.18 2.90 ± 1.16 4.87 ± 3.18 4.00 ± 2.09 4.44 ± 2.68 4.77 ± 1.89 4.46 ± 2.09 4.62 ± 1.96 4.23 ± 2.35 3.74 ± 1.94 Ca++

(mg/dL) 9.76 ± 0.21 9.69 ± 0.16 9.72 ± 0.19+ 9.65 ± 0.22 9.69 ± 0.29 9.67 ± 0.25+ 9.98 ± 0.21 10.05 ± 0.33 10.01 ± 0.27 9.80 ± 0.25 9.81 ± 0.32 K+

(mmol/L) 4.39 ±0.88 4.09 ± 0.25 4.24 ± 0.65 3.71 ± 0.36 3.81 ± 0.51 3.76 ± 0.44* 3.79 ± 0.78 3.59 ± 0.35 3.69 ± 0.60* 3.96 ± 0.76 3.83 ± 0.43 所有數值以平均數 ± 標準差表示。Ca++表示鈣離子;K+表示鉀離子;*: 表示與安慰劑組達顯著差異,p <.05;+表示與高劑量組達顯著差異,p <.05。

圖 15 EIMD 期間不同咖啡因增補劑量對運動後 Ca++濃度的影響;

*: 表示與高劑量組達顯著差異 (p <.05);

Ca++表示鈣離子

圖 16 EIMD 期間不同咖啡因增補劑量對運動後 K+濃度的影響;

*: 表示與安慰劑組達顯著差異 (p <.05);

K+表示鉀離子

第五節 EIMD 期間增補不同咖啡因劑量後對肌肉損傷的影響

EIMD 期間增補不同咖啡因劑量後對肌肉損傷指標的差異顯著情形如表 9 所示。以 體重與 Day1 及 Day2 增補前各依變項數值作為共變數,經二因子共變數分析,結果顯 示 CK 及 Mb 活性在組別因子及時間因子之間的交互作用未達顯著差異 ( p >.05) (附錄 29~附錄 30) 。組別因子及時間因子的主要效果亦皆未達顯著差異 ( p >.05) 。

表 9 EIMD 期間增補不同咖啡因劑量後對肌肉損傷指標的影響

安慰劑 低劑量 高劑量 全體

Day 1 Day 2 Mean Day 1 Day 2 Mean Day 1 Day 2 Mean Day 1 Day 2

CK

(U/L) 426.93 ± 271.88 290.73 ± 113.70 358.83 ± 216.15 338.07 ± 114.95 365.40 ± 160.79 351.73 ± 138.03 399.87 ± 265.15 473.60 ± 315.61 436.73 ± 288.85 388.29 ± 226.95 473.60 ± 315.61 Mb

(ng/ml) 37.65 ± 9.17 33.04 ± 14.95 35.35 ± 10.41 37.63 ± 10.66 37.03 ± 8.14 37.33 ± 8.18 41.58 ± 18.26 41.60 ± 12.61 41.59 ± 14.75 38.96 ± 13.14 37.22 ± 12.46 所有數值以平均數 ± 標準差表示。CK: 表示肌酸激酶;Mb: 表示肌紅蛋白。

第六節 EIMD 期間不同咖啡因增補劑量對肌肉代謝的影響

EIMD 期間不同咖啡因增補劑量對肌肉代謝的差異顯著情形如圖 17 所示。經混合 設計二因子變異數分析及 Bonferroni 事後比較,結果顯示 T/C ratio 在組別因子及時間因 子之間的交互作用達顯著差異存在 (p <.05) (附錄 31) ,進一步分析單純主要效果後發 現,高劑量組在 Day 1 增補後 (0.025 ± 0.010) 、Day 2 增補後 (0.024 ± 0.009) 及 Day 1 運動後 (0.024 ± 0.015) 之 T/C ratio 顯著低於安慰劑組 (Day 1 增補後: 0.034 ± 0.003; Day 2 增補後: 0.033 ± 0.007; Day 1 運動後: 0.036 ± 0.010) (p <.05) 。另外,在安慰劑組中,

Day 1 運動後之 T/C ratio (0.036 ± 0.003) 顯著高於 Day1 空腹及 Day 2 空腹 (Day 1: 0.024

± 0.002; Day 2: 0.026 ± 0.001) (p <.05) 。

圖 17 EIMD 期間增補不同咖啡因劑量對 T/C ratio 的影響;

MST 表示肌力表現測試;

*表示該時間點高劑量與安慰劑有顯著差異 (p <.05);

+表示安慰劑組內在 Day1 運動後顯著高於 Day1 與 Day2 空腹 (p <.05)

第七節 不同咖啡因增補劑量在 EIMD 前及 EIMD 期間之肌力表現、肌肉酸痛及 肌肉損傷的反應

不同咖啡因增補劑量組別之肌力表現指標 (MVIC 、EMG

max、RFD 及 Tlim) 及肌肉 酸痛指數 (DOMS) 在 EIMD 前的基礎值,以及 EIMD 後 24 小時 (Day1) 及 48 小時 (Day2) 之增補前及增補後的反應如圖 18~圖 22 所示;不同咖啡因增補劑量組別之肌肉 損傷指標 (CK 及 Mb) 在 EIMD 前的基礎值,以及 EIMD 後 24 小時 (Day1) 及 48 小時 (Day2) 之空腹值、增補前及增補後的反應如圖 23~圖 24 所示。

圖 18 不同咖啡因增補劑量組別在 EIMD 前及 EIMD 期間之 MVIC 的反應;

MVIC 表示最大自主等長肌力

EIMD

圖 19 不同咖啡因增補劑量組別在 EIMD 前及 EIMD 期間之 EMGmax的反應;

EMGmax表示最大肌電圖訊號

圖 20 不同咖啡因增補劑量組別在 EIMD 前及 EIMD 期間之 RFD 的反應 ; RFD 表示發力率

圖 21 不同咖啡因增補劑量組別在 EIMD 前及 EIMD 期間之 Tlim的反應;

T

lim表示次最大自主等長肌力疲勞測試

圖 22 不同咖啡因增補劑量組別在 EIMD 前及 EIMD 期間之 DOMS 的反應;

DOMS: 表示延遲性肌肉酸痛

圖 23 不同咖啡因增補劑量組別在 EIMD 前及 EIMD 期間之 CK 的反應;

CK 表示肌酸激酶

圖 24 不同咖啡因增補劑量組別在 EIMD 前及 EIMD 期間之 Mb 的反應;

Mb 表示肌紅蛋白

第伍章 討論

本論文之討論分為以下五節加以敘述:第一節、EIMD 前、後之肌力表現、DOMS 指數、肌肉發炎損傷及肌肉代謝反應的變化;第二節、EIMD 期間增補不同咖啡因劑量 後對肌力表現 DOMS 指數及肌肉發炎損傷的影響;第三節、EIMD 期間不同咖啡因增補 劑量對運動後血液生化指標的影響、;第四節、EIMD 期間不同咖啡因增補劑量對肌肉 代謝反應的影響;第五節、結論與建議。

第一節、EIMD 前、後之肌力表現、DOMS 指數、肌肉發炎損傷及肌肉代謝的變化 平時從事不熟悉的身體活動或在進行高強度的離心運動後,肌纖維節結構會受到細 微的破壞而造成肌纖維發炎及損傷 (Cheung et al., 2003) ,且在離心運動後會引起 DOMS 不適感,並降低接續從事活動時之肌肉功能表現 (陳忠慶,2004) 。本研究以國 內大專甲或乙組持拍類運動員 (網球、桌球及羽球) 為受試對象,分為獨立之安慰劑組 (食用麵粉 4 mg/kg)、低劑量組 (咖啡因 4 mg/kg) 及高劑量組 (咖啡因 8 mg/kg) 並以每 秒 90° s-1之角速度進行非慣用手最大自主等速肘屈肌離心收縮 60 下後,皆造成肌肉損 傷指標—CK 及 Mb 活性顯著上升 (CK: ↑182.51%; Mb: ↑73.92%) ,並伴隨非慣用手肘屈 肌 MVIC、RFD 及 MVICpost之肌力與爆發力表現下降 (MVIC: ↓23.25%; RFD: ↓29.31%;

MVICpost: ↓22.03%) ,且相較於 EIMD 前從事非慣用手肘屈肌 MVIC 時之 DOMS 指數 (1.44) 及肌力表現測試之 RPE (17.08) ,2 項指標在 EIMD 後皆顯著上升 (DOMS: 57.44;

RPE: 17.56) (表 5) 。本研究 EIMD 後所引起的肌肉損傷、DOMS 不適感及肌力表現下 降等現象大致符合過去研究以相同離心運動誘發肌肉損傷的結果 (Chen, Chen, Pearce,

& Nosaka, 2012; Chen et al., 2011) ,不過本研究在 EIMD 後所提升之 CK 及 Mb 活性與 先前的研究比較則相對較低,可能原因係受試者訓練條件不同所致 (Chen et al., 2011 &

2012: 未受訓練者;本研究: 運動員) ,即相較於未受訓練者而言,運動員在對抗離心 運動誘發之肌肉損傷有較好的保護效果 (Newton, Morgan, Sacco, Chapman, & Nosaka, 2008) 。此外,睪固酮/皮質醇之比值 (T/C ratio) 係反應骨骼肌傾向合成或分解代謝狀

態的ㄧ項生化指標,睪固酮增加或皮質醇減少皆會造成比值提升,即是反應組織內同化 性作用增加,反之則為異化性作用的提升 (Kraemer & Ratamess, 2005) ,而過去有關高 強度離心運動對肌肉代謝方面的研究中,Chatzinikolaou 等 (2010) 探討高強度增強式訓 練對 T/C ratio 的影響,結果發現訓練後 24~72 小時內之 T/C ratio 皆顯著低於訓練前。

發現高劑量組顯著優於安慰劑組 (24.34%) ,同時低劑量組延遲衰竭的秒數 (94.53 sec)

膝伸肌) 表現的效果量達 0.31,而在上肢肌群 (如:肘屈肌) 的效果量僅 0.05,近期 1 篇研究更指出 5 mg/kg 與 10 mg/kg 之咖啡因增補無法改善肘屈肌之 MVIC、RFD 及 EMG 等表現 (Trevino, Coburn, Brown, Judelson, & Malek, 2015) 。由此可知,非 EIMD 條件下 透過咖啡因增補似乎不利於上肢肌群之肌力與肌耐力表現提升,其原因可能為上肢肌群

的 CK 活性呈現較高的趨勢,不過 2 天的運動表現之間並未有顯著差異。因此,若運動

酶 (Na+/K+ ATPase) 的活性,進一步減緩運動過程中肌肉疲勞並促進 Tlim表現。由於本

Willems, 2011; Meyers, & Cafarelli, 2005) 。

第四節 EIMD 期間不同咖啡因增補劑量對肌肉代謝反應的影響

以及運動後肌肉代謝的反應,結果發現高劑量組在第 1 天及 2 天之增補後 1 小時,以及 第 1 天運動後 5 分鐘之 T/C ratio 皆顯著低於安慰劑組,再者,安慰劑組則在第 1 天運 動後 5 分鐘之 T/C ratio 顯著高於組內第 1 天及第 2 天之空腹期。從本研究結果發現在 EIMD 後 T/C ratio 顯著下降 13.79%,顯示肌肉代謝的反應已經傾向於分解代謝的環境,

而在此環境下增補較高劑量的咖啡因後,則可能加成肌肉進行分解代謝的作用,這樣的 結果除了與 Beaven 等 (2008) 研究相似之外,高劑量咖啡因增補亦可能抵消了在 EIMD 期間接續從事肌力訓練後促進肌肉代謝合成的效益,而不利於 EIMD 期間之肌肉重塑。

第五節 結論與建議 一、結論:

4 mg/kg 與 8 mg/kg 的咖啡因增補劑量在 EIMD 期間對肌力表現恢復及 DOMS 的減 緩並無劑量反應的關係存在。同時,低劑量咖啡因增補即可有效減緩 DOMS 並提升運 動單位的招募,對促進 MVIC 的效果較具優勢;而高劑量咖啡因增補則對肌耐力表現

T

lim的促進較具優勢,可能原因為增補後能促進 Ca++的釋放並減緩血液 K+濃度而有利於 減緩肌肉疲勞。另外,EIMD 期間連續 2 天進行咖啡因增補皆能促進運動表現的提升,

不過高劑量咖啡因增補可能會加成肌肉分解代謝的作用而不利於 EIMD 期間肌肉的合 成及重塑。

二、建議:

持拍類運動項目的選手,若因訓練的強度驟升或在進行劇烈的運動競賽過後,導致 DOMS 不適症狀發生並造成運動表現的下降時,可以在接續的幾天重複藉由咖啡因增補 (4 mg/kg) 來減緩運動過程中 DOMS 及 RPE 的程度,亦能減緩肌力表現的下降,除了能 在肌肉損傷期間立即增進運動表現之外,亦不會影響肌肉合成及重塑。

過去研究指出在非 EIMD 條件下藉由咖啡因增補對促進下肢肌群肌力表現的效果 優於上肢肌群,然而若以相同模式之離心運動誘發肌肉損傷後肌力表現下滑程度則是下 肢肌群高於上肢肌群。因此,未來研究可以繼續釐清在 EIMD 條件下進行咖啡因增補對 上述不同肌群之 DOMS 指數減緩及肌力表現恢復的效益,期能進一步提供教練與選手 針對本身運動項目主要使用肌群的特殊性,給予實用之營養增補策略。

參考文獻

陳厚諭、王鶴森 (2010)。咖啡因增補對不同體能水準之延遲性肌肉酸痛的影響。大專 體育學刊,12 (2),103-111。

陳忠慶 (2004)。運動引起肌肉損傷的原因之探討。運動生理暨體能學報,1,19-32。

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