六週高強度間歇訓練後冷水浸泡介入對下肢肌力及肌耐力表現之影響

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(1)國立臺灣師範大學運動與休閒學院體育學系碩士論文 Department of Physical Education College of Sports and Recreation. National Taiwan Normal University Master’s Thesis. 六週高強度間歇訓練後冷水浸泡介入對下肢肌力及肌耐力表現之影響 Effect of post-exercise cold water immersion on lower limb strength and muscular endurance during a six-week high intensity interval training. 王為新 WANG, Wei-Hsin. 指導教授：王鶴森博士. 中華民國 109 年 6 月 June 2020 1.

(2) 六週高強度間歇訓練後冷水浸泡介入對下肢肌力及肌耐力表現之影響 2020 年 6 月研究生：王為新指導教授：王鶴森摘要背景：有些運動員會在高強度訓練或比賽後，透過冷水浸泡作為避免遲發性肌肉痠. 痛和加速恢復的手段，但研究也指出在阻力訓練後長期實施冷水浸泡可能會降低肌肉合成及抑制肌力表現的成長。高強度間歇訓練也是運動員經常採用的訓練方式，惟若在高強度間歇訓練後進行冷水浸泡，對肌力表現是否亦有負面影響，仍待釐清。目的：探討六週高強度間歇運動後冷水浸泡介入對下肢肌力及肌耐力之影響。方法：受試者為10名體育系男性 (年齡：23.2 ± 2.7歲)，於跑步機上進行為期六週，每週2次 (共12次) 之高強度間歇跑步訓練，每次訓練強度為90~95% HRmax持續4分鐘，主動恢復為70% HRmax 持續3分鐘，共四組循環。所有受試者並依隨機分派方式將其下肢分為冷水浸泡腳及控制腳，於每次訓練後冷水浸泡腳進行10分鐘10 ℃的冷水浸泡，控制腳則不進行任何處理，並檢測訓練前 (前測)、第三週訓練後 (中測) 及第六週訓練後 (後測) 之膝伸展最大肌力、膝伸展肌耐力 (40 % 1RM*反覆次數) 及大腿肌肉量。所得數據以二因子重複量數變異數分析進行統計處理。結果：(1) 最大肌力：冷水浸泡腳在中測 (53.5 ± 10.2 kg) 及後測 (54.3 ± 10.1kg) 均顯著低於控制腳 (中測：55.7 ± 9.5kg、後測：56.8 ± 9.4kg；p < .05)，且控制腳中測 (↑ 3.9 %) 及後測 (↑ 5.8 %) 之最大肌力均顯著大於前測 (p < .05)。 (2) 肌耐力：冷水浸泡腳之中測 (591.3 ± 184.1 kg) 及後測 (629.7 ± 192.3 kg) 均顯著低於控制腳 (中測：680.1 ± 173.2 kg、後測：755.0 ± 182.1 kg；p < .05)，冷水浸泡腳與控制腳之中測與後測均顯著高於前測，但僅控制腳之後測顯著高於中測 (p < .05)。(3) 肌肉量：不論處理或時間因子均無顯著差異。結論：連續六週高強度間歇訓練後進行冷水浸泡，不利於最大肌力及肌耐力表現之進步。. 關鍵詞：冷療、運動後恢復、高強度運動、肌肉適能. i.

(3) Effect of post-exercise cold water immersion on lower limb strength and muscular endurance during a six-week high intensity interval training June, 2020 Author：Wang, Wei-Shin Advisor：Wang, Ho-Seng Abstract Introduction: Cold water immersion (CWI) is an alternative strategy for some athletes to avoid DOMS and accelerate recovery after high intensity training or competitions. However, several studies had indicated that long-term CWI may reduce muscle synthesis rate and muscle strength. High intensity interval training (HIIT) is also a mode usually used by athletes. It still needs to be clarified whether cold water immersion after high intensity interval training has a negative effect on muscle strength. Therefore, the purpose of this study was to investigate the influence of CWI following HIIT exercises on lower limb strength and muscular endurance during six weeks. Methods: A total of 10 active males (age: 23.2 ± 2.7 years) performed HIIT on a treadmill for 6 weeks, 2 times per week (12 times in total). The training intensity of each time was 90~95% HRmax for 4 minutes, and the active recovery was 70% HRmax for 3 minutes, a total of 4 cycles. All subjects’ legs were randomly divided into two treatments: cooled leg and control leg. After each training, the cooled leg was immersed in cold water for 10 minutes at 10 °C. The control leg was not treated. Data were collected from the first test before training (PRE), the second test after the third week (MID), and the third test after the sixth week (POST), as regards the knee extension muscle strength, knee extension muscular endurance (40% 1RM* repeated times) and thigh muscle mass. The obtained data were statistically processed by two-way repeated-measures ANOVA analysis. Results: (1) Muscle strength: The muscle strength of the cooled leg (MID: 55.7 ± 9.5 kg, POST: 56.8 ± 9.4 kg; p < .05) was significantly lower than that of the control leg in the MID (53.5 ± 10.2 kg) and the POST (54.3 ± 10.1 kg), and the muscle strength of the control leg in the POST (↑ 5.8 %) and the MID (↑ 3.9 %) were significantly greater than that of the PRE (p < .05). (2) Muscular ii.

(4) endurance: The muscular endurance of the cooled leg (MID:591.3 ± 184.1 kg, POST:629.7 ± 192.3 kg) was significantly lower than that of the control leg in the MID (680.1 ± 173.2 kg) and the POST (755.0 ± 182.1 kg). And the muscular endurance of the cooled leg and control leg in the MID and POST were significantly higher than that of the PRE, but only that of the control leg in the POST was significantly higher than that of the MID (p < .05). (3) Muscle mass: There were no significant differences in treatment or time factor. Conclusion: Cold water immersion after 6 weeks of high intensity interval training attenuates the improvement of muscle strength and muscular endurance. Keywords: cryotherapy, post-exercise recovery, high intensity training, muscle fitness. iii.

(5) 目. 次. 中文摘要.....................................................................................................................................i 英文摘要....................................................................................................................................ii 目次............................................................................................................................................ⅳ 表次....................................................................................................................................................vi 圖次....................................................................................................................................................vi. 第壹章. 緒論.......................................................................................................1. 第一節問題背景...............................................................................................................1 第二節研究目的...............................................................................................................3 第三節研究假設...............................................................................................................3 第四節名詞操作性定義...................................................................................................4 第五節研究範圍及限制...................................................................................................5 第六節研究重要性...........................................................................................................5. 第貳章. 文獻探討...............................................................................................6. 第一節冷水浸泡之介紹...................................................................................................6 第二節冷水浸泡對肌力及肌耐力之影響.......................................................................7 第三節高強度間歇訓練對肌力及肌耐力之影響.........................................................11 第四節本章總結.............................................................................................................14. 第參章. 研究方法.............................................................................................15. 第一節研究受試者.........................................................................................................15 第二節實驗時間與地點.................................................................................................15 第三節實驗流程.............................................................................................................15 第四節實驗方法與步驟.................................................................................................18 第五節資料處理與統計分析.........................................................................................24. iv.

(6) 第肆章. 結果.....................................................................................................25. 第一節受試者基本資料.................................................................................................25 第二節肌力表現.............................................................................................................26 第三節肌耐力表現.........................................................................................................27 第四節身體組成.............................................................................................................29. 第伍章. 討論.....................................................................................................30. 第一節六週高強度間歇訓練後冷水浸泡介入對肌力表現之影響.............................30 第二節六週高強度間歇訓練後冷水浸泡介入對肌耐力表現之影響.........................31 第三節六週高強度間歇訓練後冷水浸泡介入對身體組成之影響.............................32 第四節結論與建議.........................................................................................................33. 參考文獻.............................................................................................................35 附錄…………………………………………………………………………….39 附錄一受試者須知…………………………………………………………………….41 附錄二健康及訓練情況調查表…………………………………………….…………42 附錄三受試者同意書………………………………………………….………………43. v.

(7) 表. 次. 表 2-1 阻力訓練後長期進行冷水浸泡對肌力表現之影響..................................................10 表 2-2 長期高強度間歇訓練對於肌力與肌耐力之影響......................................................13 表 4-1 受試者基本資料..........................................................................................................25 表 4-2 六週高強度間歇訓練後身體組成之變化..................................................................29. 圖. 次. 圖 3-1 實驗流程圖..................................................................................................................17 圖 3-2 運動自覺努力量表......................................................................................................20 圖 3-3 冷水浸泡處理示意圖..................................................................................................21 圖 3-4 機械式膝伸展..............................................................................................................23 圖 3-5 身體組成電阻分析儀..................................................................................................23 圖 4-1 肌力表現在不同處理和不同時間點之變化..............................................................26 圖 4-2 反覆次數在不同處理和不同時間點之變化..............................................................27 圖 4-3 總運動量在不同處理和不同時間點之變化..............................................................28. vi.

(8) 第壹章. 第一節. 緒論. 問題背景. 一般人在進行高強度之離心訓練或從事身體不熟悉之活動後，肌肉纖維可能受到細微的損傷而導致局部的發炎反應，此種因為運動導致的肌肉破壞 (exercise induced muscle damage, EIMD) 後續接連的 1 至 5 天，容易引起骨骼肌產生痠痛的現象，稱之為遲發性肌肉痠痛 (delayed onset muscle soreness, DOMS). (Armstrong, 1984)，尤其以運動. 後 24 至 72 小時內痠痛最為劇烈。運動後的恢復是指身體的生理功能恢復到疲勞前狀態，以讓選手能更快的進入下一場比賽或訓練，近年來大量的研究都集中在加速恢復的模式上，其中最流行的技術之一是冷水浸泡 (cold water immersion, CWI)。而為了減緩運動後所造成的遲發性肌肉痠痛，冷水浸泡組和被動恢復組相比，冷水浸泡組更能讓選手從訓練後所引發的遲發性肌肉痠痛中恢復 (Machado et al., 2016)。冷水浸泡加速恢復的機轉，主要是透過靜水壓力以及降低肌肉與皮膚組織之溫度，靜水壓力可將液體從肌肉返回血液中，低溫可促進血管收縮減少血液流量 (Wilcock, Cronin, & Hing, 2006)，也能減少血液中肌肉損傷指標物的代謝物濃度，如肌酸激酶和乳酸脫氫酶，同時有效減緩發炎反應及神經傳導，降低疼痛感 (Santos et al., 2012)。此外，若要發揮降低運動後遲發性肌肉痠痛之感覺，冷水水溫必須要在 15 ℃以下才會對遲發性肌肉痠痛有正面之效果 (Dupuy, Douzi, Theurot, Bosquet, & Dugué, 2018)。因為冷水浸泡只要在訓練之後將全身浸泡於冷水中，方法較為便利，所以成為一般大眾以及運動選手時常用來舒緩運動後肌肉痠痛感的選擇之一。儘管冷水浸泡在運動後的恢復廣為大眾接受，且冷水浸泡對於立即性的恢復以及疼痛處理有很好的效益，但是冷水浸泡可能會對運動後肌肉蛋白的合成產生不利的影響，因為冷水浸泡會使血液流量下降，而在肌肉損傷時肌肉蛋白需要大量的血液來進行肌肉的修補，因此可能會影響肌肉的修復。Roberts 等 (2015) 指出在阻力訓練後進行冷水浸泡，觀察其運動後 48 小時骨骼肌內的肌肉肥大的訊號通路 mTOR 和衛星細胞的激活， 1.

(9) 結果表明冷水浸泡可能會抑制 mTOR 和降低衛星細胞數量。而在 Roberts 等 (2015) 同一研究當中，繼續進行冷水浸泡之長期介入，作者將 21 名有規律身體活動之男性受試者分成兩組，主動恢復組在固定式的腳踏車 (Wattbike, Nottingham, UK) 上選擇低強度進行 10 分鐘的主動恢復，而另外一組則為冷水浸泡組，在每一次的阻力訓練後 5 分鐘內進行 10 分鐘 10 ± 0.3 ℃之冷水浸泡，經過 12 週的阻力訓練之後，冷水浸泡組之肌力與肌肉質量明顯小於主動恢復組，顯示阻力訓練後接受冷水浸泡可能會阻礙肌力與肌肉質量的成長；Yamane 等 (2006) 之研究分為兩部份，第一部份採用相依樣本設計在四週阻力訓練後進行冷水浸泡介入，每次訓練後受試者冷水浸泡手置於 10 ± 1 ℃之冷水 20 分鐘，控制手則不進行任何處理，結果發現四週後冷水浸泡手之肌耐力表現顯著低於控制手；第二部份則是採用獨立樣本的實驗設計將受試者分為冷水浸泡組與控制組，發現在四週阻力訓練後，冷水浸泡組之肱動脈直徑顯著小於控制組，顯示阻力訓練後進行冷水浸泡可能會阻礙肌耐力表現和血管適應性。隨著運動科學的蓬勃發展，近年來高強度間歇運動 (high intensity interval training) 逐漸取代了傳統的耐力訓練，成為現代多數運動選手或是業餘跑者經常採用的訓練方式。 Burgomaster 等 (2005) 研究中，16 位的受試者使用 Wingate test 進行兩個禮拜共 6 次的衝刺間歇訓練 (sprint interval training)，每次訓練時間大約不到 30 分鐘，結果顯示，受試者的肌肉氧化能力增加，而在相同強度的耐力運動下，可以持續更長的時間將近兩倍 (Burgomaster, Hughes, Heigenhauser, Bradwell, & Gibala, 2005)。由於其高強度的反覆衝刺之刺激，也帶有肌肉之向心收縮與離心收縮，故也有可能在高強度間歇訓練當中誘發運動後的肌肉細微損傷，造成遲發性肌肉痠痛 (Wiewelhove et al., 2016)。高強度間歇訓練操作可以節省大量的時間，而且操作者在經過長期的訓練後，對心肺適能的成長有顯著的幫助，但較多研究關注在高強度間歇訓練對心肺耐力的成長，而在 Estes 等 (2017) 研究中，12 位受試者使用跑步機進行 10 週約 24 次 90-95 ％HRmax 之高強度間歇訓練，結果顯示高強度間歇組的股外側肌之肌肉橫斷面積有顯著提升，證實在高強度間歇訓練後可能對肌肉肥大有正面成長，近年研究中，也有證據顯示其可能對肌力表現、肌耐力和無氧適能有一定的助益 (Aguiar, Magalhaes, Rocha-Vieira, Magalhaes, & Amorim, 2015; 2.

(10) Beyranvand, 2017; Estes, et al.,2017; García-Pinillos, Cámara-Pérez, Soto-Hermoso, & Latorre-Román, 2017)。在進行高強度間歇訓練或是如籃球、足球等需反覆高強度衝刺的運動後，為消除疲勞、促進運動表現之回復及減緩遲發性肌肉痠痛的情形，許多運動員及一般民眾皆會採取冷水浸泡做為恢復方式之一 (Broatch, Petersen, & Bishop, 2018; Montgomery et al., 2008; Rowsell, Coutts, Reaburn, & Hill-Haas, 2011; Wiewelhove et al., 2016)。由於阻力訓練和高強度間歇訓練對於肌力及肌耐力成長都有所助益，但值得注意的是前者在肌肉反覆之向心性與離心性收縮，以及後者的高強度訓練都容易導致肌肉損傷，目前已知阻力訓練後透過冷水浸泡雖能立即減緩遲發性肌肉痠痛之發炎反應，但對長期的肌力成長及肌耐力成長卻有負面的影響，而高強度間歇訓練若同樣於訓練後進行冷水浸泡，對訓練後肌力及肌耐力的變化是否會有類似的影響，目前仍然不清楚。因此本研究採用高強度間歇訓練後冷水浸泡的介入方式，同時為排除受試者營養、遺傳、運動強度及體能水準等個體差異的干擾，以同一受試者之單腳為冷水浸泡腳，另側為控制腳之組內設計進行實驗，期能釐清冷水浸泡對於高強度間歇訓練後的肌力及肌耐力表現是否有不利影響，結果可提供給從事高強度間歇訓練並採用冷水浸泡作為恢復方式的選手及民眾做為參考。. 第二節. 研究目的. 本研究之目的為探討六週高強度跑步間歇訓練後，進行冷水浸泡介入，對肌力及肌耐力表現之影響。. 第三節. 研究假設. 經過六週高強度跑步間歇訓練後實施冷水浸泡，冷水浸泡腳的肌力及肌耐力表現會顯著低於控制腳。. 3.

(11) 第四節. 名詞操作性定義. 一、冷水浸泡 (Cold water immersion) 本研究所稱之冷水浸泡指的是將腳浸泡在冷水中，冷水溫度定義為 10 ℃，浸泡方法為在大的容器裡裝滿水後加入冰塊，並將溫度控制於 10 ± 0.3 ℃，之後再將腳浸泡於冷水中持續時間為 10 分鐘。二、高強度間歇訓練 (high intensity interval training) 高強度間歇訓練是指在反覆性的高強度訓練當中，穿插短暫休息時間的訓練，藉以達成維持運動強度之目的，本研究採用跑步機進行高強度間歇訓練，每週進行兩次為期六週的訓練，每次訓練依照個人之 90%~95 %HRmax 之強度持續跑 4 分鐘後，接續進行 70 %HRmax 之主動恢復持續 3 分鐘為一個循環，一共操作四個循環，計 28 分鐘 (Estes et al., 2017)。三、下肢肌力及肌耐力表現 1. 最大肌力：本研究之最大肌力採用膝伸展機器，膝關節活動範圍 90-5 度，測量動作為膝關節伸展，進行 3-5 次測驗，測得膝伸展之最大肌力。 2. 肌耐力表現：本研究之肌耐力採用膝伸展機器，負荷為 40%1RM，依照節拍器向心及離心收縮各一秒的方式進行，直到受試者完全力竭為止，記錄當下膝伸展所進行的次數。因考量到六週高強度間歇可能對 40%1RM 有所影響，故採反覆次數乘上 40%1RM 即代表本研究之肌耐力表現。. 4.

(12) 第五節. 研究範圍及限制. 一、本研究以無規律阻力訓練及衝刺訓練之體育系健康男性為研究對象，年齡介於 20 到 26 歲，其研究所得之結果僅能推估到相同條件之受試對象上。二、本研究設計為六週的高強度間歇訓練，結果可能無法推論到訓練大於六週的情況。. 第六節. 研究重要性. 過去多數冷水浸泡之研究大多都跟運動後立即的恢復有所關聯，近年來的研究漸漸發現長期的冷水浸泡有可能對於肌力表現有負面之影響，而隨著運動科學的進展，高強度間歇訓練廣泛的應用於運動選手及一般的業餘跑者，甚至有些運動項目的比賽類型就類似於高強度間歇訓練。高強度間歇訓練除了可以增加心肺耐力之外，也有文獻指出可以增加肌力及肌耐力表現，本研究試圖了解在高強度間歇訓練後冷水浸泡介入是否會對肌力及肌耐力表現有抑制成長之影響。研究結果可作為是否在高強度間歇的比賽或是訓練後，選擇使用冷水浸泡作為恢復方法的重要參考依據。. 5.

(13) 第貳章. 文獻探討. 本章文獻探討共分為四個小節：第一節、冷水浸泡之介紹；第二節、冷水浸泡對肌力及肌耐力之影響；第三節、高強度間歇訓練對肌力及肌耐力之影響；第四節、本章總結。. 第一節冷水浸泡之介紹近年來由於運動科學的知識普及，許多運動選手及一般民眾除了重視運動當中的訓練品質及效果，更加注重運動過後的恢復。而冷療 (cryotherapy) 常用於運動現場的急性傷害和運動後之恢復，其中常見冷療法包含有冰敷 (ice) 、冷水浸泡 (cold water immersion)、冰按摩 (ice massage) 以及全身性超低溫冷凍療法 (whole body cryotherapy)，而其中又以冷水浸泡為運動訓練後恢復最流行的技術之一，冷水浸泡使用水療桶裝滿冰塊並加入水加以攪拌混合成的冷水，針對治療的部位進行浸泡，小則可以將局部肢段浸泡於冷水當中，大則可以浸泡全身 (頸部以下)，因為其成本費用低，水溫控制方便而且簡易 (水、冰塊、溫度計、水療桶)，所以在訓練或比賽後被廣為使用 (Bleakley et al., 2012)。冷水浸泡的主要功能為可以增加靜水壓力以及降低肌肉組織和皮膚的溫度，靜水壓力將導致體液向上和向內移動，幫助液體從肌肉返回血液，進而增加血流速率使該肌肉組織腫脹情形消退、改善基質的運輸並加速廢物的新陳代謝 (Wilcock, Cronin, & Hing, 2006)，也能減少血液中肌肉損傷指標物的代謝物濃度，如乳酸脫氫酶和肌酸激酶，而組織溫度的降低促進血管收縮進而降低了該組織的血液流量，減緩發炎反應及神經傳導速度以達到降低疼痛感覺 (Santos et al., 2012)。因此冷水浸泡可透過減輕腫脹、發炎及疼痛來減緩該組織損傷的影響，不論是運動員或是一般民眾在運動後進行冷水浸泡均能降低肌肉疼痛感 (Leeder, Gissane, Someren, Gregson, & Howatson, 2012)，Machado 等 (2016) 研究也表明，對於降低遲發性肌肉痠痛之疼痛感，冷水浸泡組優於被動恢復組，然而對於使用冷水浸泡作為運動後的恢復之相關研究當中，對於水溫及浸泡時間仍然沒有一個最 6.

(14) 佳的處方。但綜合過去的研究顯示，若要發揮降低運動後遲發性肌肉痠痛之感覺，冷水水溫必須要在 15 ℃以下才會對遲發性肌肉痠痛有正面之效果 (Dupuy et al., 2018)。. 第二節冷水浸泡對肌力及肌耐力之影響冷水浸泡現今已成為流行的運動恢復方式之一，即是在運動後將全身或是部分身體浸泡在冷水中，目的在於減少其訓練之後的疲勞以及加速比賽後的恢復時間，其方法可減少肌肉水腫並刺激血管收縮、加速身體代謝廢物，同時也因為這樣的生理反應有效減緩遲發性肌肉痠痛之發炎反應，也有助於維持肌力的功能 (Wilcock et al., 2006)。儘管在單次的運動後進行冷水浸泡對於肌肉之發炎反應是有助於減緩的，並且可以加速單次運動後之恢復，以便維持下一次訓練更好的品質，但長期運動後冷水浸泡對於肌力及肌耐力表現可能會有負面之影響。運動後冷水浸泡會減少休息時肌肉之血流 (Gregson et al., 2011; Mawhinney et al., 2013)，同時可能會對微血管通透性及肌肉修復相關激素的釋放產生負面影響。由於肌肉蛋白合成需要充足的血流量 (Fujita, Rasmussen, Cadenas, Grady, & Volpi, 2006; Timmerman et al., 2010)，而鍛鍊後肌肉的恢復，若沒有充足的血液能協助肌肉中肌肉蛋白的合成，可能會削弱阻力訓練的效果。在 Roberts 等 (2015) 一項隨機交叉的研究中，9 名男性受試者在不同的日子當中進行了兩次單腿的阻力訓練，並在訓練結束後分為主動恢復組 (36.6 ± 13.8 W 的自選功率輸出自行車運動) 和冷水浸泡組(10.3 ± 0.5 ℃)之處理，而在以下四個時間點進行肌肉生檢，包含運動前和運動後 2 小時、24 小時和 48 小時，觀察肌肉合成代謝性號 mTOR 途徑和衛星細胞 (Baar & Esser, 1999; Bellamy et al., 2014; Dreyer et al., 2006; Mitchell et al., 2014; Petrella et al., 2008; Terzis et al., 2008)。結果發現運動後主動恢復組其衛星細胞之活性及數量顯著大於冷水浸泡組，且除衛星細胞外，這項研究還比較了 mTOR 途徑下游靶標 p70S6K 的急性變化，在主動恢復組中 p70S6K 在運動後的 2 小時及 24 小時均有顯著增加，而在冷水浸泡組 p70S6K 僅有在運動後 2 小時有增加，並且其活化之水平顯著低於主動恢復組，證實單次阻力訓練後進行冷水浸泡可能導致肌肉合成代謝訊號通路減弱 (Roberts et. 7.

(15) al., 2015)。綜合上述研究，單次運動後進行冷水浸泡可能會抑制阻力訓練後肌肉合成訊號的活性。而一些研究調查了運動後進行冷水浸泡對阻力訓練長期適應性之影響，Roberts 等 (2015) 的研究中，21 名有健康之男性受試者分成兩組，分為主動恢復組在固定式的腳踏車 (Wattbike, Nottingham, UK) 上選擇低強度進行 10 分鐘的主動恢復，而另外一組則為冷水浸泡組，在每一次的下肢阻力訓練後 5 分鐘內將雙腿置入 10 ± 0.3 ℃冷水浸泡 10 分鐘，經過每週 2 次共 12 週的阻力訓練之後，冷水浸泡組之肌力與肌肉質量顯著小於主動恢復組，顯示冷水浸泡會阻礙肌力的成長，故阻力訓練後實施冷水浸泡，長期可能對肌力表現成長有負面之影響 (Roberts et al., 2015)，而也有研究探討長期上肢的阻力訓練後進行冷水浸泡，Yamane、Ohnishi 與 Matsumoto (2015) 的研究招募了 14 名健康之男性，進行腕屈肌之肌力訓練，分為冷水浸泡組及對照組，冷水浸泡組將前臂置入 10 ± 1 ℃冷水浸泡 20 分鐘，而對照組保持坐姿休息 20 分鐘，進行每週 3 次持續 6 週之手腕關節屈曲訓練，結果顯示兩組訓練後手臂之腕屈肌厚度均增加，但冷水浸泡組與對照組相比，冷水浸泡組增加的程度顯著較小，最大肌力在冷水浸泡組中幾乎沒有增加，而在對照組中的最大肌力顯著提升。就上述之研究，阻力訓練後進行冷水浸泡，長期下來可能會減弱肌力及肌肉質量的成長幅度。而在部分研究當中阻力訓練後進行冷水浸泡，其冷水浸泡組與控制組相比，肌力表雖然在統計上沒有顯著的差異，但均可觀察到在冷水浸泡組有被抑制的趨勢。Fröhlich 等 (2014) 的研究指出，17 名受過訓練之體育系男性學生，進行每週 2 次為期 5 週之阻力訓練，訓練後使用隨機分派冷水浸泡腳跟控制腳，每次阻力訓練後將冷水浸泡腳進行 4 分鐘 12 ± 1.5 ℃共三次循環，循環之間有 30 秒的休息時間，而控制腳則在室溫下 2023 ℃進行休息，實驗結果發現兩組的最大肌力，訓練前與訓練後相比兩組均顯著增加，雖然冷水浸泡腳與控制腳之最大肌力相比，統計上並無顯著之差異，但冷水浸泡腳有小於控制腳之趨勢，控制腳之肌力成長幅度為 10.3 %，冷水浸泡腳成長幅度為 8.2 %。 Yamane 等 (2006) 的研究中，招募了 11 名年輕健康成人，進行每週 3 次持續 4 週前臂握力器訓練，分為冷水浸泡手及控制手，冷水浸泡手將前臂置入 10 ± 1 ℃冷水浸泡 20 8.

(16) 分鐘，而控制手在室溫下休息 20 分鐘，發現到肌力表現上，雖然冷水浸泡手與控制手並無顯著差異，但冷水浸泡手有低於控制手之趨勢。而上述兩篇研究均採用組內之研究設計進行，可排除不同的個體差異、飲食、訓練強度、痠痛程度、遺傳等變數等個體差異干擾。而在肌耐力表現方面，Yamane 等 (2006) 的研究觀察同一受試者冷水浸泡手與控制手在四週阻力訓練後的差異，發現冷水浸泡手之肌耐力表現是顯著低於控制手，而在同一研究當中，採用獨立樣本設計，發現到四週阻力訓練後冷水浸泡組的肱動脈直徑是顯著小於控制組的，證實阻力訓練後冷水浸泡介入可能對肌耐力表現及血管的適應性有負面影響。此外，Ohnishi 等 (2004) 及 Yamane 等 (2015) 的研究結果亦皆指出，在六週阻力訓練搭配冷水浸泡介入後，雖然冷水浸泡組與控制組間之肌耐力未達顯著差異，但冷水浸泡組之肌耐力變化率有低於控制組之趨勢。Ohnishi 等的研究中，冷水浸泡組與控制組肌耐力變化率分別約為 53%及 96%，而在 Yamane 等 (2015) 的研究中，則分別約為 25%及 40%。綜合本研究及前述文獻結果，若長期於阻力訓練後進行冷水浸泡介入，可能對肌耐力表現之成長及血管適應性有負面效應。綜觀以上阻力訓練後進行冷水浸泡對於肌力及肌耐力表現之影響的相關文獻統整為下表 2-1，目前研究大部分探討單次訓練後冷水浸泡恢復之效應，針對長期阻力訓練後進行冷水浸泡的研究相對較少，在本節的探討當中，阻力訓練後冷水浸泡對肌力及肌耐力之影響，其結果是不大一致的，可能原因為研究之設計包含個體差異、冷水浸泡溫度與持續時間以及阻力訓練計畫方面之相異性，即便有相似的冷水浸泡處方和非常相似的訓練課表 (Yamane, 2006；Yamane, 2015)，但其結果還是缺乏一致，尚需更多的研究進一步釐清冷水浸泡對肌力及肌耐力之影響。. 9.

(17) 表 2-1 阻力訓練後進行冷水浸泡對肌力及肌耐力表現之影響作者. 受試者. 訓練內容. 實驗處理. Ohnishi 等. 16 名健康成年. 握力器運動，3 組×8 次 (70-. 時間：20 分鐘. 冷水浸泡組與控制. (2004). 男性. 80％1RM)，3 天/週，持續 6. 水溫：10±1℃. 組之最大肌力及肌. 週 Yamane 等 (2006). 實驗結果. 耐力無顯著差異，. 11 名健康成人. 握力器運動，3 組×8 次 (70-. 時間：20 分鐘. 冷水浸泡手與控制. (左右手互為. 80％1RM)，3 天/週，持續 4. 水溫：10±1℃. 手在前臂屈肌之最. 對照). 週. 大肌力無顯著差異；而在肌耐力表現，冷水浸泡手顯著低於控制手。. Frohlich 等. 17 名受過訓練. 腿部訓練，3 組×8-12 次 (75-. 時間：3 組 4 分鐘. 冷水浸泡腳與控制. (2014). 之體育系男學. 80％1RM)，2 天/週，持續 5. 水溫：12.0±1.5°C. 腳之最大肌力無顯. 生 (左右腳互. 週. 著差異。最大肌力. 為對照). 成長幅度冷水浸泡腳為 8.2%，控腳為 10.3%。. Roberts 等. 21 名健康男性. 下肢肌力訓練，3-6 組×8-12. 時間：10 分鐘. 冷水浸泡組的下肢. (2015). CWI 組：11 位. 次，2 天/週，持續 12 週. 水溫：10.1±0.3℃. 肌力表現顯著低於. 控制組：10 位. 控制組。. Yamane 等. 14 名健康男性. 腕屈肌運動，5 組×8 次重. 時間：20 分鐘. 冷水浸泡組的下肢. (2015). CWI 組：7 位. (70-80％1RM)，3 天/週，持. 水溫：10±1℃. 肌力表現顯著低於. 控制組：7 位. 續6週. 控制組；肌耐力表現則無顯著差異。. 10.

(18) 第三節高強度間歇訓練對肌力及肌耐力之影響有氧能力對許多運動選手或是業餘跑者之運動表現而言是不可或缺的體能要素，舉例來說，有氧能力的優劣與長時間耐力型的運動表現呈正相關，同時也影響停-走 (stopand-go) 運動類型 (例如足球) 之運動表現 (Sharkey ＆ Gaskill, 2006)。為了提升運動員之有氧能力，例如最大攝氧量 (VO2max，評估其有氧能力的指標性能力之一)，傳統訓練上教練及選手們會選擇長時間慢速度 (long slow distance, LSD) 之訓練來提升有氧能力，然而對於優秀的耐力運動員而言，長時間更高訓練量的低強度課程，似乎無法提升耐力性運動表現或相關的生理指標 (Laursen & Jenkins, 2002)。近年來許多研究指出，低訓練量的高強度間歇訓練 (high intensity interval training)，除了可以節省大量的時間之外，可以有效地提升未受訓練者的有氧能力 (Gibala, Little, Macdonald, & Hawley, 2012; Gibala & McGee, 2008)，也能提升有氧能力較佳之運動員的耐力運動表現，並且可減少過度訓練的風險 (Laursen, 2010)。於是隨著運動科學的蓬勃發展，訓練方式也逐漸地講求科學化訓練，高強度間歇訓練逐漸取代了傳統的耐力訓練，成為現代多數運動選手或是業餘跑者採用的訓練方式。Burgomaster 等 (2005) 研究中，16 位的受試者使用 Wingate test 進行兩個禮拜共 6 次的衝刺間歇訓練 (sprint interval training)，每次訓練時間大約不到 30 分鐘，結果顯示，受試者的肌肉氧化能力增加，而在相同強度的耐力運動下，運動持續時間可長達近兩倍。高強度間歇訓練操作可以節省大量的時間，訓練課表能引起高乳酸環境，並大量消耗肌肉內的 ATP，加速粒線體的生物合成作用，操作者在經過長期的訓練後，對心肺適能的成長有顯著的幫助，且其時間短效率高，也因此這種訓練方式在現今被廣泛的應用，已成為全世界最熱門訓練項目之一。相對於研究關注在高強度間歇訓練對於心肺適能的成長，僅有部分研究指出其可能對於肌力表現、肌肉橫斷面積和無氧適能有一定的助益 (Beyranvand, 2017; Estes et al., 2017; Herbert, Hayes, Sculthorpe, & Grace, 2017)。根據高強度間歇訓練所使用之強度，其介入方式大致上可以分為兩種：以接近最大攝氧量 (90%VO2max) 以上之強度進行衝刺，以及盡個人最大努力進行衝刺 (Gibala & Hawley, 2008)，由於其高強度的反覆衝刺之刺. 11.

(19) 激，也帶有肌肉之向心收縮與離心收縮，故也有可能在高強度間歇訓練當中之離心收縮階段，誘發運動後的肌肉細微損傷，並造成遲發性肌肉痠痛 (Wiewelhove et al., 2016)，故有可能在長期的高強度間歇訓練後除了增加心肺適能之外，也有肌力及肌耐力增加與肌肉肥大的可能性。從長期的高強度間歇性訓練對於肌力及肌肉肥大之影響，Thorstensson、Sjödin 與 Karlsson (1975) 的研究中發現到，4 名健康男性學生，一週 3 次，持續 8 週的高強度間歇訓練，觀察到腿部的最大等長收縮肌力有顯著提升；Estes 等 (2017) 研究顯示，12 名健康之大學生，持續 10 週，約 24 次在跑步機上進行 90~95 ％HRmax 的高強度間歇訓練，結果顯示實施高強度間歇訓練組的股外側肌之肌肉橫斷面積顯著提升達 10.6 ± 2.7 ％ (Estes et al., 2017)，證明了長期的高強度間歇訓練可能對肌力及肌肉肥大也會有正面的幫助。除了觀察一般人之外，也有研究觀察在高強度間歇訓練使用於運動員身上對於其肌力表現之影響，研究顯示 17 名菁英男性運動員 (運動項目包含鐵人三項、公路自行車及馬拉松選手)，執行了 6 週總共 9 次之高強度間歇訓練，訓練以 40%之 PPO (Peak Power output) 進行，結果顯示其峰值功率輸出有顯著的增加 (Herbert et al., 2017)。而在鐵人三項之運動員方面，García-Pinillos 等 (2017) 研究發現，每週 3 次持續 5 週跑步型態的高強度間歇訓練後，實驗組的垂直跳躍高度明顯比控制組進步 6~9％。但 Astorino 等 (2012) 研究中，同樣以高強度間歇訓練介入觀察對肌力表現之影響，卻沒有發現顯著的差異，其研究招募了 20 位健康之受試者，在 2 至 3 週內完成一共 6 次的高強度間歇訓練，其強度為全力以赴 30 秒的溫蓋特測試，結果顯示其下肢肌力與控制組相比無顯著差異，與上述研究比較之後發現，可能原因在於，3 週內僅有 6 次的高強度間歇訓練，無法對肌力之表現有太大之刺激。而在肌耐力表現方面，Aguiar 等 (2015) 的研究發現，8 位健康成年男性，進行 4 週共 12 次的高強度間歇訓練，訓練強度以 90~110 % 之峰值功率在腳踏車上進行，發現四週的訓練後，顯著增加膝伸展及屈曲之肌耐力表現。關於高強度間歇訓練對於肌力及肌耐力之影響的相關文獻整理於表 2-2，基於本節的探討可以得知長期的高強度間歇可能對於肌力與肌耐力有正面之成長。. 12.

(20) 表 2-2 長期高強度間歇訓練對肌力與肌耐力之影響作者 Thorstensson 等. 受試者. 訓練週數. 4 位健康男性學生. 每週 3 次的跑步機. 強度 5 秒全力衝刺. 衝刺訓練，持續 8. (1975). 結果腿部最大等長收縮肌力與前測有顯著差異。. 週 Astorin 等 (2012). Aguiar 等. 29 位健康之男女. 每週 2-3 次，一共完. HIIT 組：20 位. 成 6 次的腳踏車測. 控制組：9 位. 功儀訓練，共 3 週. 8 位健康成年男性. 每週 3 次，一共完. 90-110% 峰值功. 訓練後之肌耐力表現. 成 12 次的自行車訓. 率輸出. 顯著提升。. (2015). 30 秒全力衝刺. HIIT 組與控制組下肢肌力表現無顯著差異。. 練，持續四週 García-Pinillos 等. 13 位男性鐵人三項. 每週 3-4 次訓練，一. 100%-130%. HIIT 組之下肢肌力顯. (2017). 運動員. 共持續 5 週. VO2max30 秒全. 著大於控制組。. HIIT 組：7 位. 力衝刺. 控制組：6 位 Herbert 等. 17 位男性耐力型菁. 一共完成九次的腳. 40%峰值功率輸. 訓練前之肌肉峰值功. (2017). 英運動員. 踏車測功儀訓練，. 出 (此強度大於. 率輸出與訓練後相比. 共6週. VO2peak 值時的. 有顯著提升。. 功率輸出) 30 秒 Estes 等 (2017). 17 位健康之大學生. 24 次之跑步訓練在. 以 HRmax90-95. HIIT 組的肌肉橫斷面. HIIT 組：12 位. 10 週內完成. ％進行. 積增加了 10.6±2.7％而. 控制組：5 位. 控制組則沒有變化。. 13.

(21) 第四節本章總結一、運動後進行單次的冷水浸泡，可以刺激血管收縮、加速血流速率、增加代謝的速度並減緩神經傳導的速度，可以有效減緩遲發性肌肉痠痛所造成的痠痛感，然而阻力運動後單次進行冷水浸泡，雖然可以立即的舒緩疼痛感，但長期訓練後冷水浸泡介入，可能對肌力及肌耐力的增進有負面之影響。二、綜整過去文獻得知，長期於阻力訓練後以水溫 10~12 ℃、浸泡時間 10~20 分鐘的方式進行冷水浸泡，可能對肌力及肌耐力的成長有負面之影響。三、單次高強度間歇訓練，可能也會在運動後引起肌肉之細微損傷，導致遲發性肌肉痠痛，其可能原因為在高強度間歇訓練當中也有向心和離心之肌肉收縮，而長期的高強度間歇訓練，大致上都是觀察心肺適能的成長，但也有研究顯示對其肌力及肌耐力表現有正面之影響。. 14.

(22) 第參章. 研究方法. 本章研究方法分成以下五節來描述：第一節、研究受試者；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、資料處理與統計分析。. 第一節研究受試者本研究招募 10 名自願參加的健康男性為實驗受試者 (18-30 歲)，受試者必須符合下列規定：(一) 無規律阻力訓練及衝刺訓練之健康男性；(二) 無心血管疾病、氣喘、糖尿病或其大重大疾病病史；(三) 過去 6 個月內沒有任何上、下肢受傷記錄；(四) 無抽菸、酗酒之習慣。參與實驗之前為保障受試者權益，每位受試者皆已閱讀及填寫「受試者須知」 (附錄一) 「受試者健康問卷調查」、及「受試者同意書」 (附錄二、三)。另外，受試者在測驗期間需維持平常的運動習慣，測驗前 24 小時內避免攝取酒精、咖啡因及其他增補品，並且在整個實驗的執行過程中，不得參與其他運動訓練。每位受試者均瞭解本研究的目的、實驗流程以及可能發生的危險。. 第二節實驗時間與地點ㄧ、實驗時間：民國 108 年 5 月 1 日至民國 108 年 7 月 30 日二、實驗地點：國立臺灣師範大學公館校區運動生理學實驗室. 第三節實驗流程本研究中招募 10 位受試者，在正式實驗前一週先進行遞增負荷最大攝氧量之測驗以設定其正式實驗之運動強度，並在最大攝氧量測驗後 48 小時讓受試者熟悉間歇運動的流程並確認運動強度。在正式實驗前 48 小時，進行一次身體組成和下肢肌力及肌耐力測驗 (前測)，隨後每位受試者依照個人肌力測驗結果，肌力較大的腳設為慣用腳，另. 15.

(23) 側為非慣用腳，正式實驗時一半的受試者以慣用腳，另一半則以非慣用腳進行冷水浸泡。此研究設計的好處是可排除受試者在營養、遺傳、運動強度及體能水準等方面的個體差異干擾 (Yamane et al., 2006)，但可能無法排除冷水浸泡所帶來的安慰劑效應，此為本實驗之限制。前測結束後 48 小時，所有受試者接受每週兩次為期六週的高強度間歇訓練 (共 12 次)，每次訓練間隔至少 48 小時，強度依照個人之 90-95 %HRmax 之強度持續四分鐘，然後緊接著進行 70 %HRmax 之主動恢復 3 分鐘一共四組，訓練完成後五分鐘內冷水浸泡腳進行 10 分鐘 10 ℃的冷水浸泡，控制腳則不進行任何處理。第三週完成第六次的高強度間歇訓練後間隔 48 小時，進行身體組成和下肢肌力及肌耐力測驗 (中測)，中測的目的係為觀察在六週高強度間歇訓練搭配冷水浸泡介入期間，於中段的第三週時各依變項的變化趨勢，最後第六週十二次的高強度間歇訓練後 48 小時，再進行身體組成和下肢肌力及肌耐力測驗 (後測)，實驗流程圖如圖 3-1。. 16.

(24) 1. 招募受試者(N=10) 2. 測量身高、體重及填寫相關資料 3. 說明實驗目的、方法和流程並填寫受試者同意書. 正式訓練前一週進行遞增負荷最大攝氧量檢測. 進行高強度間歇訓練之熟悉期. 正式訓練前 48 小時檢測身體組成、肌力及肌耐力 (前測). 隨機分派接受兩種試驗處理. 冷水浸泡腳. 控制腳不做任何處理. 水溫 10 ℃ 10 分鐘. 進行第一至三週，每週 2 次共 6 次的高強度間歇跑. 第 6 次訓練後 48 小時檢測身體組成、肌力及肌耐力 (中測). 進行第四至六週，每週 2 次共 6 次的高強度間歇跑. 第 12 次訓練後 48 小時檢測身體組成、肌力及肌耐力 (後測). 資料處理與分析. 圖 3-1 實驗流程圖. 17.

(25) 第四節實驗方法與步驟以下就本實驗方法及步驟分為一、實驗前準備；二、實驗處理；三、資料收集等三部分加以說明。. 一、實驗前準備 (一) 儀器名稱 1. Vmax29 氣體分析儀 (SensorMedics Corp., Yorba Linda, CA , USA) 2. Polar 無線心跳率記錄錶 (RS800, Polar Electro Inc, Finland) 3. 電動跑步機 (Cybex770T) 4. 碼表 (Seiko, Japan) 5. 機械式膝伸展 (Leg extension machine) 6. 身體組成電組分析儀 (Inbody 720) (Biospace, seoul, Korea) 7. 節拍器 8. 自製木棒 (二) 相關表格準備 1. 受試者須知及受試者同意書 2. 受試者健康問卷調查表 3. 下肢肌力及肌耐力表現紀錄表格 (三) 受試者準備向受試者確實說明研究目的與流程，並確認其健康情況與訓練程度符合本研究要求。請受試者填寫『健康情況與運動習慣調查表』，並在『受試者同意書』上簽名，表示其願意參與本實驗。並要求受試者遵守以下幾點： 1. 測驗前 24 小時內禁止攝取酒精、咖啡因之飲品 2. 測驗前一天必須有充足睡眠達 7 小時以上 3. 在測驗前 48 小時需避免劇烈運動及阻力訓練. 18.

(26) 4. 測驗前 24 小時依照正常習慣飲食 5. 測驗前 10 分鐘著運動服裝到達實驗室 6. 六週高強度間歇訓練期間禁止實施阻力訓練 (四) 最大攝氧量測驗 1. 心跳率監控每位受試者在接受最大攝氧量測驗前，需將 Polar 心跳發射器裝置於心率帶上，將心率帶固定於劍突左右第 5 肋骨處，檢查心率發射器是否正確的將心率顯示於手錶之螢幕上。 2. Vmax29 氣體分析儀以採集氣體之專用面罩罩住受試者之口鼻，並確定無任何漏氣問題，接著將呼出之氣體透過導管連接到 Vmax29 氣體分析儀氣進行分析。 3. 遞增負荷運動測驗本研究中遞增負荷測驗流程，是依據 Bernard 等 (2000) 的測驗方法進行，每一分鐘為一個階段，受試者在原地跑步機上以固定坡度漸增速度方式進行由速度 6km/h、坡度 0 %開始，每一分鐘增加速度 1km/h，以此漸增強度直到受試者衰竭，而衰竭之判定為受試者在遞增負荷測驗中若達到下列五項中的三項標準，即判定受試者已達衰竭 (McConnell & Clark, 1988)。 (1) 呼吸交換率大於 1.10 (2) 主觀的疲勞、衰竭和無法繼續運動測驗 (3) 心跳率達到預測值 (220-年齡) ±10 次/分 (4) 運動自覺量表大於 18 (圖 3-2) (5) 運動負荷增加，增加的攝氧量＜2.0ml/kg/min 受試者達到衰竭後，記錄遞增負荷測驗最後一階段的速度並對應其當下之個人最大心跳率，再用其最大心率之 90~95%回推其當時在遞增負荷測驗時之速度，當作接下來六週高強度間歇訓練之強度，為確認其強度是否達到. 19.

(27) 個人之 90~95 %HRmax，會在此測驗之後進行一次熟悉期，以確保強度是否到達。. 6 7. 非常非常輕鬆. 8 9. 非常輕鬆. 10 11. 輕鬆. 12 13. 有些吃力. 14 15. 吃力. 16 17. 非常吃力. 18 19. 非常非常吃力. 20. 圖 3-2 運動自覺努力量表. 20.

(28) 二、實驗處理 (一) 量測受試基本資料實驗受試者到達實驗室先測量身高體重，並詢問其最近一次的運動及身體狀況。 (二) 標準化熱身在跑步機上進行 5 分鐘速度 5km/h 之熱身，接著執行兩分鐘之休息後即進入高強度間歇訓練之正式實驗。 (三) 高強度間歇訓練本研究採用跑步機進行高強度間歇訓練，每週進行兩次為期六週的訓練，依照個人之 90-95 %HRmax 之強度持續跑步 4 分鐘，緊接著進行 3 分鐘 70 %HRmax 之主動恢復，重複進行 4 個循環 (Estes et al., 2017)。 (四) 冷水浸泡於每次高強度間歇訓練後 5 分鐘內，將冷水浸泡腳 (髂骨脊以下) 置入 10 ± 0.3 ℃的冷水桶子 10 分鐘，為了使冷水之水溫保持穩定，必需在冷水浸泡之前攪拌均勻，並檢視溫度計的溫度，以監控及維持水溫，另控制腳則不進行任何處理。. 圖 3-3 冷水浸泡處理示意圖 21.

(29) 三、資料收集 (一) 下肢肌力及肌耐力表現本研究所稱之下肢肌力表現，係指受試者膝伸展的最大肌力，並在每次肌力測量前皆執行相同的熱身程序：測試儀器: 機械式膝伸展 (圖 3-4) 測量地點: 臺灣師範大學公館校區體育館重量訓練室測驗方法: 1. 測試前進行適當的動態熱身，包含股四頭肌及腿後腱肌群之動態伸展。 2. 將受試者姿勢調整於適當的位置，膝窩緊貼於整個椅子的軟墊上。 3. 測試時先設定受試者膝關節的活動範圍 (90~5 度)，以自製木棒標訂 5 度的位置，判定受試者在測驗時是否達成完整的可動範圍，雙手置於兩側握把上。 4. 採用平衡次序進行每位受試者冷水浸泡腳與控制腳膝伸展之最大肌力。 5. 一開始以預估之 1RM 進行測驗，如測驗成功則增加 10-20%1RM 的重量，如失敗則降低 5-10%1RM 的重量，需在 3-5 次測得最大肌力 (Earle & Baechle, 2008)，實施過程中給予相同的指導與口語鼓勵。 6. 測得最大肌力之後，休息 5 分鐘後緊接著測驗肌耐力，將重量設定為 40 %1RM，受試者依照節拍器以向心及離心收縮各一秒的節奏進行，直到受試者力竭為止，記錄當下膝伸展所進行的反覆次數。受試者若符合以下標準之一即視為力竭，停止測驗，並記錄當下的反覆次數：1.受試者動作無法跟上節拍。2.受試者無法完成全可動範圍。3.受試者無法維持正確的姿勢進行。 7. 因考慮到高強度間歇訓練會伴隨有肌力進步的現象，40 %1RM 之負荷重量可能在中測後會調整，故本研究之肌耐力表現係以總運動量為代表，而總運動量=40 %1RM 的負荷重量×反覆次數。. 22.

(30) 圖 3-4 機械式膝伸展. (二) 身體組成使用身體組成電阻分析儀器測量，受試者統一於早上 7 點到 9 點之間空腹排尿後進行測量，每次測量清除身上衣物及飾品，僅剩下內搭褲。. 圖 3-5 身體組成電阻分析儀 23.

(31) 第五節資料處理與統計分析本研究所得之各項資料，以 SPSS (Statistical Package for Social Science) Windows 23.0 版統計套裝軟體處理，顯著水準設定為 α=.05。主要的統計分析方法如下：一、以描述性統計 (平均值±標準差) 呈現實驗所收集到之數據。二、本研究以二因子重複量數變異數分析法 (Two-way ANOVA with repeated measures) 考驗有無冷水浸泡介入對不同時間點進行 (前測、中測、後測) 之 (肌肉量、肌力、反覆次數及總運動量) 比較，若交互作用達顯著差異時，再進一步進行單純主要效果考驗，事後比較以 Tukey 檢定法進行事後比較。. 24.

(32) 第肆章. 結果. 本研究將蒐集之資料經統計處理後，所得結果分為 (1) 受試者基本資料；(2) 肌力表現；(3) 肌耐力表現；及 (4) 身體組成等四個部分進行敘述. 第ㄧ節受試者基本資料共 10 位健康體育系之男性參與本研究，其基本資料如表 4-1 。. 表 4-1 受試者基本資料 N=10 年齡 (yr). 23.2 ± 2.7. 身高 (cm). 174.0 ± 5.1. 最大攝氧量 (ml/kg/min). 48.9 ± 5.3. 實測最大心率 (bpm). 192.1 ± 4.4. 高強度間歇平均心率百分比 (%). 92.0 ± 1.0. 主動恢復平均心率百分比 (%). 69.4 ± 0.8. 高強度間歇期平均心率 (bpm). 176.6 ± 5.2. 恢復期平均心率 (bpm). 133.4 ± 3.8. 25.

(33) 第二節肌力表現本研究冷水浸泡腳與控制腳在六週高強度間歇訓練前測 (PRE)、三週訓練後中測 (MID) 及六週訓練後後測 (POST) 之肌力變化情形如圖 4-1。經二因子重複量數變異數分析後，發現處理與時間因子之交互作用達顯著 (F=8.2, p < .05)。在處理因子方面，冷水浸泡腳在中測 (53.5 ± 10.2 kg) 及後測 (54.3 ± 10.1kg) 均顯著低於控制腳 (中測：55.7 ± 9.5kg、後測：56.8 ± 9.4kg；p < .05)，而在時間因子方面，僅控制腳在中測 (55.7 ± 9.5kg) 及後測 (56.8 ± 9.4kg) 之肌力表現顯著高於前測 (53.7 ± 9.6kg，p < .05)；而冷水浸泡腳在各時間點上則未達顯著差異 (p > .05)。. 圖 4-1 肌力表現在不同處理和不同時間點之變化註： *表示處理之間有顯著差異 (p < .05) ；#表示與前測 (PRE) 相比有顯著差異 (p < .05)。CWI：冷水浸泡腳；CON：控制腳；PRE：前測；MID：中測；POST：後測。. 26.

(34) 第三節肌耐力表現一、反覆次數本研究冷水浸泡腳與控制腳在六週高強度間歇訓練前測 (PRE)、三週訓練後中測 (MID) 及六週訓練後後測 (POST) 之反覆次數變化情形如圖 4-2。經二因子重複量數變異數分析後，發現處理與時間因子的交互作用達顯著水準 (F=15.3, p < .05)。在處理因子方面，冷水浸泡腳在中測 (27.2 ± 5.6 rep) 及後測 (28.7 ± 6.5 rep) 之反覆次數均顯著小於控制腳 (中測：30.3 ± 5.2 rep、後測：33.1 ± 5.4 rep，p < .05)；而在時間因子方面，不論是冷水浸泡腳或控制腳在中測 (冷水浸泡腳：27.2 ± 5.6 rep；控制腳：30.3 ± 5.2 rep) 及後測 (冷水浸泡腳：28.7 ± 6.5rep；控制腳：33.1 ± 5.4rep) 之反覆次數均顯著高於前測 (冷水浸泡腳：25.2 ± 4.8rep；控制腳：25.4 ± 3.7rep，p < .05)，但僅控制腳之後測顯著高於中測 (p < .05)。. 圖 4-2 反覆次數在不同處理和不同時間點之變化. 27.

(35) 註：*表示處理之間有顯著差異 (p < .05) ；#表示與前測 (PRE) 相比有顯著差異 (p < .05)；§表示與中測 (MID) 相比有顯著差異 (p < .05)。CWI：冷水浸泡腳；CON：控制腳；PRE：前測；MID：中測； POST：後測。. 二、總運動量本研究冷水浸泡腳與控制腳在六週高強度間歇訓練前測 (PRE)、三週訓練後中測 (MID) 及六週訓練後後測 (POST) 之總運動量變化情形如圖 4-3。經二因子重複量數變異數分析後，發現處理與時間因子的交互作用達顯著水準 (F=26.1, p < .05)。在處理因子方面，冷水浸泡腳在中測 (591.3 ± 184.1kg) 及後測 (629.7 ± 129.3 kg) 之總運動量均顯著小於控制腳 (中測：680.1 ± 173.2 kg、後測：755.0 ± 182.1 kg；p < .05)，而在時間因子方面，冷水浸泡腳及控制腳在中測 (冷水浸泡腳：591.3 ± 184.1 kg；控制腳：680.1 ± 173.2 kg) 及後測 (冷水浸泡腳：629.7 ± 129.3 kg；控制腳：755.0 ± 182.1 kg) 之總運動量均顯著高於前測 (冷水浸泡腳：544.6 ± 173.8 kg；控制腳：551.2 ± 140.9 kg，p < .05)，但僅控制腳之後測顯著高於中測 (p < .05)。. 圖 4-3 總運動量在不同處理和不同時間點之變化. 28.

(36) 註：*表示處理之間有顯著差異 (p < .05) ；#表示與前測 (PRE) 相比有顯著差異 (p < .05)；§表示與中測 (MID) 相比有顯著差異 (p < .05)。CWI：冷水浸泡腳；CON：控制腳；PRE：前測；MID：中測； POST：後測。. 第四節身體組成本研究冷水浸泡腳與控制腳在六週高強度間歇訓練前測 (PRE)、三週訓練後中測 (MID) 及六週訓練後後測 (POST) 之身體組成變化情形如表 4-2 。六週高強度間歇訓練之體重、體脂肪率、全身肌肉量在前測、中測及後測等三個時間，經單因子重複量數變異數分析後，並未達顯著差異 (p > .05)。另外，控制腳及冷水浸泡腳之肌肉量在前測、中測及後測等三個時間，經二因子重複量數變異數分析後，發現處理因子與時間因子的交互作用皆未達顯著水準 (p > .05)，且時間因子及處理因子的主要效果考驗，亦皆無顯著差異 (p > .05)。. 表 4-2 六週高強度間歇訓練後身體組成之變化前測. 中測. 後測. 體重 (kg). 67.4±10.4. 67.1±10.6. 67.4±10.6. 體脂肪率 (%). 12.9±4.2. 12.6±4.9. 12.3±4.6. 全身肌肉量 (kg). 33.3±3.7. 33.2±3.6. 33.5±3.6. 控制腳之肌肉量 (kg). 9.0±1.0. 9.0±1.0. 9.0±1.0. 冷水浸泡腳之肌肉量 (kg). 9.0±1.0. 9.0±1.0. 9.0±0.9. 29.

(37) 第伍章. 討論. 本章依第肆章結果進行討論，分成：一、六週高強度間歇訓練後冷水浸泡介入對肌力表現之影響；二、六週高強度間歇訓練後冷水浸泡介入對肌耐力表現之影響；三、六週高強度間歇訓練後冷水浸泡介入對身體組成之影響；四、結論與建議。本研究就研究者所知，應是首篇探討高強度間歇訓練後冷水浸泡介入對下肢肌力及肌耐力表現之影響的研究，主要發現為冷水浸泡腳在三週後 (中測) 及六週後 (後測) 之肌力、反覆次數及總運動量均顯著低於控制腳，顯示高強度間歇訓練後進行冷水浸泡，反而會不利於肌力及肌耐力表現的進步。. 第一節、六週高強度間歇訓練後冷水浸泡介入對肌力表現之影響過去觀察冷水浸泡介入對肌力表現影響的研究，大多是以阻力訓練作為介入的方式，其中 Yamane、Ohnishi 與 Matsumoto (2015) 的研究中發現冷水浸泡組與控制組在六週阻力訓練後的肌力變化率分別增加 3 %和 17 %，冷水浸泡組比控制組約減少 14 %； Roberts 等 (2015) 採用更長時間的十二週阻力訓練搭配冷水浸泡介入，亦發現訓練後冷水浸泡組之肌力表現僅增加 11 %，顯著低於控制組的 33 %，兩組差距達 22 %；至於 Yamane 等 (2006) 及 Fröhlich 等 (2014) 所分別進行的四週及五週阻力訓練搭配冷水浸泡介入之研究，雖其肌力表現結果在處理間未達顯著差異，但冷水浸泡之肢段訓練後的肌力變化率仍有低於控制肢段之趨勢。Yamane 等 (2006) 的研究中冷水浸泡手與控制手肌力變化率分別約為 10 %和 16 %，冷水浸泡手比控制手約減少 6 %，而 Fröhlich 等 (2014) 的研究結果，冷水浸泡腳與控制腳則分別約進步 8 %和 10 %，冷水浸泡腳比控制腳約減少 2 %。本研究不同於上述以阻力訓練介入的方式，採用高強度間歇訓練進行實驗，結果發現冷水浸泡腳和控制腳在經過六週高強度間歇訓練後的肌力變化率分別為 2.4 %和 5.8 %，冷水浸泡腳比控制腳約減少 3.4 %，跟過往阻力訓練之文獻相比，本研究肌力表現成長的幅度相對略低，可能原因在於阻力訓練促進肌力表現成長的效果大於. 30.

(38) 本研究的高強度間歇訓練。而在肌力表現被抑制的可能原因，可能與運動後冷水浸泡介入會抑制 mTOR 下游標靶 p70S6K 及衛星細胞的數量 (Roberts et al .,2015)，因而減緩肌肉蛋白的合成，導致本研究在六週的高強度間歇訓練之冷水浸泡腳的肌力表現有被抑制的情形有關。綜合本研究與前述文獻結果來看，雖然本研究肌力表現成長的幅度相對較低，但長期於高強度間歇訓練後進行冷水浸泡，與阻力訓練搭配冷水浸泡介入同樣會使肌力表現之進步有被抑制的可能。. 第二節、六週高強度間歇訓練後冷水浸泡介入對肌耐力表現之影響在肌耐力表現方面，過去的文獻同樣大多是以阻力訓練後搭配冷水浸泡觀察肌耐力表現之影響，Yamane 等 (2006) 的研究中，採用與本研究相同的組內設計，以排除個體差異的影響，比較同一受試者冷水浸泡手與控制手在四週阻力訓練後的差異，結果發現冷水浸泡手與控制手的四週肌耐力變化率分別約為 7 %和 45 %，冷水浸泡手比控制手的肌耐力約少 38 %；此外，Ohnishi 等 (2004) 及 Yamane 等 (2015) 同樣以六週阻力訓練搭配冷水浸泡介入的研究結果亦皆指出，冷水浸泡組之肌耐力變化率有低於控制組之趨勢，其中，Ohnishi 等的研究發現冷水浸泡組比控制組約減少 43 %；而 Yamane 等 (2015) 的研究觀察到冷水浸泡組比控制組約減少 15 %。本研究雖不同於上述阻力訓練之方式，而是採用高強度間歇訓練進行實驗，但在本研究中的冷水浸泡腳與控制腳六週肌耐力變化率分別為 17 %和 38 %，冷水浸泡腳比控制腳的肌耐力表現約少 21 %，符合過去阻力訓練相關研究 15~43 %差距的範圍，顯示長期於高強度間歇訓練後進行冷水浸泡介入，可能如阻力訓練搭配冷水浸泡一樣，對肌耐力表現的進步有負面效應。Ohnishi 等 (2004) 研究中提出，肌肉細胞的代謝能力及工作肌肉血液注入量將會決定肌耐力表現。而在 Yamane 等 (2006) 研究中也發現四週阻力訓練後冷水浸泡介入，控制組的肱動脈直徑顯著大於冷水浸泡組，所以長期阻力訓練後冷水浸泡介入可能會抑制血管的適應性，據此推測在本研究高強度間歇訓練後冷水浸泡介入可能對血管適應性也會有抑制的情形，導致冷水浸泡腳在在六週訓練後的肌耐力表現顯著低於控制腳。. 31.

(39) 過去文獻指出高強度間歇訓練可提升肌力跟肌耐力表現 (Aguiar et al., 2015；GarcíaPinillos et al., 2017)，但在本研究中六週的高強度訓練後冷水浸泡介入發現，肌力表現在冷水浸泡腳並沒有達顯著的提升，僅有控制腳顯著進步；但在肌耐力表現則是在控制腳與冷水浸泡腳皆有顯著提升，但提升的幅度仍是控制腳大於冷水浸泡腳，從此研究結果來看，可發現高強度間歇訓練後對肌耐力表現成長的刺激可能大於肌力表現，同時冷水浸泡對肌力的抑制效果似又大於肌耐力。. 第三節、六週高強度間歇訓練後冷水浸泡介入對身體組成之影響本研究在大腿肌肉量的結果顯示，冷水浸泡腳與控制腳之肌肉量不論在時間因子之間或處理因子均未達顯著差異，與 Yamane 等 (2006) 之四週阻力訓練搭配冷水浸泡介入的結果相符。過去文獻指出，須經過大於 15 次的無氧適能訓練 (一週約 2-3 次，至少六週以上)，肌肉橫斷面積才會開始有明顯變化 (Staron et al., 1994)，而本研究與 Yamane 等(2006) 的訓練週數與次數分別為六週每週 2 次 (共 12 次) 與四週每週 3 次 (共 12 次)，未達 Staron 等 (1994) 所提的 15 次，這可能是本研究與 Yamane 等 (2006) 的研究之所以無法觀察到肌肉量變化的原因之一；此外，Estes 等 (2017) 所進行的十週高強度間歇訓練研究中，觀察到每週 2-3 次的訓練可顯著提升肌肉橫斷面積，但由於本研究僅進行六週之高強度間歇訓練，因此除了前述訓練次數的原因之外，高強度間歇訓練週數不足也可能是本研究無法觀察到肌肉量變化的可能原因之一。在本研究中，冷水浸泡腳之肌力表現顯著低於控制腳，但是肌肉量卻無顯著差異，故造成本研究中肌力表現差異的原因或許並非肌肉量之變化，而是在冷水浸泡介入的過程中，可能抑制了其它會促進肌力表現的因素。過去文獻指出，三週或五週的高強度間歇訓練會使肌力表現增加，其主要原因來自神經適應的提升 (García-Pinillos et al., 2017; Kinnunen, Harri, & Jarmo, 2019)，由此可推測，在本研究中，中測 (三週後) 及後測 (六週後) 控制腳之肌力表現均顯著高於冷水浸泡腳的原因可能也是來自於神經適應；而 Wakabayashi、Wijayanto 與 Tochihara (2017) 之研究發現，單次冷水浸泡介入後會立即地降低肌電訊號，減少膝伸展動作時的神經活化及運動單位徵召，而此立即性抑制肌電. 32.

(40) 訊號的效果可能產生累積，長期下來對肌力表現可能產生負面效應，建議未來進行相關之研究時，可加入肌電訊號數據的收集，以進一步釐清可能的原因。而在全身體脂肪率的部分，本研究在前測、中測及後測三個時間點之全身體脂肪率均無顯著差異，但仍可觀察到六週的訓練後，體脂肪率從前測 12.9±4.2 %到後測 12.3±4.2 %，有下降的趨勢。過去 Panissa 等 (2016) 以 26 名受試者，經過六週每週 3 次 (共 18 次) 的高強度間歇訓練後，發現可顯著降低體脂肪率約 2-3 % (Panissa et al., 2016)，然而本研究之高強度間歇訓練為六週每週 2 次 (共 12 次)，可能在於訓練的次數不足，導致體脂肪率在時間點上並無顯著差異，同時在本研究當中，並未監控受試者進行六週訓練期間的飲食控制，可能也是體脂肪率未產生顯著變化的可能原因。本研究有幾項主要的研究限制，首先，本研究採用 Inbody720 以生物電阻測量方式進行身體組成量測，相較於體箱計或雙能量 X 光吸光式測定儀 (dual energy x-ray absorptiometry, DXA) 等方式，其準確度相對較低，且結果可能受到測量對象特性等因素影響 (Nickerson, Mclester , Mclester, & Kliszczewicz, 2020)，然而由於實驗設備上的限制，本研究無法使用前述精確性相對較高的儀器進行量測。但透過限定受試者族群及採用標準化測驗流程等方式，應能於一定程度內降低對量測結果的影響並提高量測數據的穩定性。此外，由於本研究採用個體內單腳間對照比較的設計以排除個體間差異的干擾，而血液生化指標會受到全身性影響，因此本研究無法加入相關的血液生化指標進行分析及討論，此亦為研究限制之一。. 第四節、結論與建議綜合以上結果與討論，本研究之結論為對健康體育系男性而言，連續六週高強度間歇訓練後冷水浸泡介入，會抑制肌力及肌耐力表現之進步；因此，若是為了增加肌力及肌耐力表現，可能不宜長期在高強度間歇訓練後以冷水浸泡作為促進恢復的方式。另外，本研究建議未來可進一步針對長期高強度間歇運動後冷水浸泡對肌肉合成分子 mTOR 及衛星細胞數量相關分子進行更深入之探討，而受試者則可以納入優秀運動員及一般民眾，觀察不同體能水準的受試者運動後冷水浸泡介入，是否也跟一般健康體育系大學生. 33.

(41) 有相同的結果；同時也建議在肌力表現部分可加入肌電訊號，以協助確認訓練初期冷水浸泡對肌力表現的可能影響機制。. 34.

(42) 參考文獻. Aguiar, P., Magalhães, S., Rocha-Vieira, E., Magalhães, F., & Amorim, F. (2015). 4 weeks of High Intensity Interval Training Improves Muscle Endurance: 2917 Board# 232 May 29, 330 PM-500 PM. Medicine & Science in Sports & Exercise, 47(5S), 798-799. doi: 10.1249/01.mss.0000478919.42372.8d Astorino, T. A., Allen, R. P., Roberson, D. W., & Jurancich, M. (2012). Effect of high-intensity interval training on cardiovascular function, VO2max, and muscular force. The Journal of Strength amd Conditioning Research, 26(1), 138-145. Armstrong, R. B. (1984). Mechanisms of exercise-induced delayed onset muscular soreness: a brief review. Medicine and Science in Sports and Exercise, 16(6), 529-538. Baar, K., & Esser, K. (1999). Phosphorylation of p70S6kcorrelates with increased skeletal muscle mass following resistance exercise. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 276(1), C120-C127. Bellamy, L. M., Joanisse, S., Grubb, A., Mitchell, C. J., McKay, B. R., Phillips, S. M., ... &. Parise, G. (2014). The acute satellite cell response and skeletal muscle hypertrophy following resistance training. PloS one, 9(10), e109739. Bernard, O., Ouattara, S., Maddio, F., Jimenez, C., Charpenet, A., Melin, B., & Bittel, J. (2000). Determination of the velocity associated with VO2max. Medicine and Science in Sports and Exercise, 32(2), 464. Beyranvand, F. (2017). Sprint interval training improves aerobic and anaerobic power in trained female futsal players. International Journal of Kinesiology and Sports Science, 5(2), 4347. Bleakley, C., McDonough, S., Gardner, E., Baxter, D. G., Hopkins, T. J., Davison, G. W., & Costa, M. T. (2012). Cold-water immersion (cryotherapy) for preventing and treating muscle soreness after exercise. Sao Paulo Medical Journal, 130(5), 348-348. Broatch, J. R., Petersen, A., & Bishop, D. J. (2018). The influence of post-exercise coldwater immersion on adaptive responses to exercise: a review of the literature. Sports Medicine, 48(6), 1369-1387. doi: 10.1007 / s40279-018-0910-8 35.

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