指導教授：程一雄 博士
協同指導：呂香珠 博士
補充八週綠茶萃取物對高強度運動期
間生理表現之影響
The Effects of Eight-week GTE Supplement on the Physiological Performance of High-intensity Exercise
研究生：陳霖鉉 撰
謝 誌
時光飛逝，回憶起大學二年級時，一次的因緣際會下，認識我的指導教授 程一雄老師，參與程老師的實驗，同時間也修讀呂香珠老師的運動生理學，開 啟了我對於運動生理學探索的求知心，踏上追尋理想的步伐，考取中教大體研 所。 就讀研究所期間，感謝我的指導教授程一雄老師及呂香珠老師，在專業領 域及論文寫作上，悉心指導，使學生獲益良多；感謝侯建文老師，在口試及論 文上，用心給予學生指導；感謝參與本篇論文的臺中教育大學體育系學生，你 們擔任受試者角色，十分辛苦，沒有你們的參與，本論文無法順利完成；感謝 實驗室的夥伴顥文、偉駿、信同、鎮陽，沒有你們鼎力相助實驗無法順利完成； 感謝許多曾幫助過我的長輩及朋友們，最重要的是；感謝我的家人以及雅婷， 在我追求理想道路上，給予我最高的支持及鼓勵。 句號，不代表結束，而是另一個開始，雖然暫時得在這裡畫下句號，但卻 是我人生道路上新的開始，踏上新的旅程，讓我帶著體育人不認輸的心態，面 對人生的挑戰吧！陳 霖 鉉
謹誌於 國立臺中教育大學體育系碩士班 中華民國一百零四年六月I
補充八週綠茶萃取物對高強度運動期間生理表現之影響
摘要
許多研究已證實綠茶萃取物 (Green tea extract, GTE) 能夠增加體內的脂肪 代謝，在綠茶萃取物結合運動的研究當中，多數皆探討將運動強度設定為中強度 運動補充綠茶萃取物會提高脂肪酸氧化有助於人體脂肪代謝。因此，本研究目的 為補充八週綠茶萃取物對人體進行單一次 70%-75%最大攝氧峰值 60 分鐘腳踏車 運動，觀察此運動期間，是否使能量利用偏向脂肪氧化。八名健康男性受試者 (年 齡平均 22.0 ± 1.06 歲) 補充八週綠茶萃取物 (500 毫克/天)，於補充期前後，受 試者分別進行 70%-75%V‧O2peak固定式腳踏車運動 60 分鐘，在運動期間每十分 鐘進行氣體收集、血液採取及計算運動期間能量消耗，氣體樣本分析項目包含： 呼吸交換率、碳水化合物氧化速率、脂肪氧化速率；血液樣本分析項目包含：血 糖、胰島素、游離脂肪酸、甘油。結論：本研究結果碳水化合物氧化速率及脂肪 氧化速率，在第 60 分鐘有顯著差異，血液生理反應未達顯著差異，在運動總能 量消耗上，GTE 組總能量消耗較多，達顯著差異，補充八週綠茶萃取物有助於 提升能量消耗。 關鍵詞:綠茶萃取物、運動強度、脂肪代謝
II
The Effects of Eight-week GTE Supplement on the Physiological Performance of High-intensity Exercise
Abstract
A lot of research proved that Green Tea Extract (GTE) could increase the fat metabolism of human body. Most of the researches which combined GTE with exercise mentioned that GTE would raise the fatty acid oxidation to promote the fate metabolism on moderate-intensity exercise. The purpose of this research were going to discuss whether the using of energy could cause fatty acid oxidation or not during the eight-week GTE supplement on 70% -75% V‧O2peak 60 minutes cycling exercise.
Eight healthy male subjects (22.0 ± 1.06 years old) supplied GTE for eight weeks (500 ml / a day) and had 70% -75% V‧O2 peak 60 minutes cycling exercise before and
after the period of supplement. During the time of exercising, the researcher collected the data of gas and the blood every ten minutes then calculated the energy expenditure. The items of analyzing gas included: respiratory exchange ratio, carbohydrate oxidation rate and fat oxidation rate. The items of analyzing blood included: blood glucose, insulin, free fatty acids and glycerol. The result of this research were the carbohydrate oxidation rate and the fat oxidation rate had significant differences on 60 minutes, on the other side, the physiological responses of blood had no significant differences. On the total energy expenditure, the group of GTE was more than the other group and had significant differences, so the eight-week supplement of GTE was contributive to raising the energy expenditure.
III
目 次
中文摘要 ... I 英文摘要 ... II 目 次 ...III 表 次 ... V 圖 次 ... VI 第壹章 緒論 ...1 第一節 研究背景 ...1 第二節 研究目的 ...4 第三節 研究假設 ...4 第四節 研究範圍與限制 ...4 第五節 名詞操作型定義 ...5 第貳章 文獻探討 ...6 第一節 綠茶萃取物 ...6 第二節 運動強度對身體能量代謝的影響 ...10 第三節 綠茶萃取物對耐力運動時脂質代謝之影響 ...14 第四節 本章結論………...16 第參章 研究方法與步驟 ...17 第一節 研究對象 ...17 第二節 實驗設計與流程 ...17 第三節 實驗方法 ...21 第四節 資料處理與統計分析 ...23 第肆章 研究結果 ...24 第一節 受試者基本資料 ...24IV 第二節 呼吸生理反應 ...25 第三節 血液生理反應 ...28 第四節 運動期間總能量消耗 ...34 第伍章 討論與結論 ...36 第一節 呼吸生理反應 ...36 第二節 血液生理反應 ...37 第三節 運動期間總能量消耗 ...38 第四節 結論 ...39 參考文獻 ...40 中文部分 ...40 英文部分 ...40 附錄一 受試者須知 ...45 附錄二 受試者同意書 ...46
V
表 次
表 3-1 測量受試者個別攝氧峰值之運動設計 ...20 表 4-1 受試者基本資料 ...24
VI
圖 次
圖 2-1 八種綠茶中兒茶素結構圖……….6 圖 2-2 EGCG 影響 COMT 所引起脂肪分解路徑圖………..9 圖 2-3 不同運動強度對身體能源使用的程度………10 圖 2-4 運動過程中碳水化合物及脂肪代謝交叉概念圖………12 圖 2-5 兒茶酚胺分解脂肪路徑圖………...13 圖 3-1 實驗設計與流程圖………18 圖 4-1 Pre 組與 Post 組運動期間一小時呼吸交換率………. 25 圖 4-2 Pre 組與 Post 組運動期間一小時碳水化合物氧化率………..26 圖 4-3 Pre 組與 Post 組運動期間一小時脂肪氧化速率……….27 圖 4-4 Pre 組與 Post 組運動期間血糖變化………..28 圖 4-5 Pre 組與 Post 組運動期間血糖曲線下面積………..29 圖 4-6 Pre 組與 Post 組運動期間胰島素濃度變化………..30 圖 4-7 Pre 組與 Post 組運動期間胰島素曲線下面積………..31 圖 4-8 Pre 組與 Post 組運動期間游離脂肪酸濃度變化………..32 圖 4-9 Pre 組與 Post 組運動期間甘油濃度變化………..….…..33 圖 4-10 Pre 組與 Post 組運動期間一小時內總能量消耗………34 圖 4-11 Pre 組與 Post 組運動期間一小時內每公斤體重所消耗的卡路里……...351
第壹章 緒論
第一節 研究背景
運動選手在從事運動競賽時，為了面對一連串激烈、緊湊的競賽，不僅需要 優異的運動技術與良好的心理素質，更重要的是，如何維持運動期間的體能或在 運動後恢復期迅速地恢復體能，以面對接下來的比賽，讓選手能維持最佳的體能 狀況，提升比賽時的競爭性，一直以來都是運動科學研究者關注的研究課題。 人體所使用的能量，無論是休息或運動，主要來源是碳水化合物及脂肪。 Boork 與 Mercier (1994) 提出了在運動過程當中碳水化合物和脂肪平衡利用「交 叉」的理論，人體自休息狀態轉為運動狀態時，身體的能量使用，會隨之改變。 隨著運動強度增強，碳水化合物的使用會逐漸增加，脂肪的使用則逐漸下降。在 1963 年已有研究提出葡萄糖-脂肪酸循環 (glucose-fatty acid cycle) 相互調控的 機轉，而該循環也一再的被證實。此機轉為當血液葡萄糖 (glucose) 濃度的升高 時，會刺激胰島素 (insulin) 的分泌，進而抑制脂肪組織釋放出游離脂肪酸 (free-fatty acid)；然而，當血液中游離脂肪酸濃度升高，則脂肪酸將成為骨骼肌 中主要的能量來源 (Randle,Garland, Hales, & Newsholme, 1963；Frayn, 2003)。不論是在運動前或運動後，運動生理學家除了建議運動選手藉由攝取飲食來 補充能量外，亦推薦選手增補具有促進脂肪代謝特性的營養增補劑，例如：咖啡 因 (caffeine)、羥基檸檬酸 (hydroxycitric acid, HCA)、共軛亞麻油酸 (conjugated linoleic acid, CLA)、肉鹼 (carnitine)、綠茶 (green tea) 等，來回補肌肉肝醣 (Jeukendrup, 2010)。
綠茶是民眾耳熟能詳的飲料，文獻指出，綠茶它含有豐富的茶多酚
(polyphenols)，其中的一項物質黃烷醇 (flavanos)，稱作兒茶素 (catechins)，為多 種綠茶萃取物之一，包含 epicatechin (EC) 、epicatechin gallate (ECG) 、
epigallocat-echin (EGC) 以及 epigallocatechin gallate (EGCG) 等 (Balentine,Wiseman,&Bouwens,1997；Sano et al., 2001)。
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相關研究證實，綠茶萃取物對人體具有改善心血管疾病、抗氧化、增加脂肪 代謝等多種功效。由於，兒茶素中的 EGCG 具有抑制兒茶酚-O-甲基轉移酶 (catechol-O-methyl-transferase, COMT) 活性的功能，讓正腎上腺素
(norepinephrine) 不受到 COMT 的影響，減少被分解，因而增加與腎上腺素受體 的結合，進而提高腺甘酸環化酶活化，導致環 AMP (Cyclic AMP) 濃度升高， 促使脂肪代謝和能量消耗增加 (Borchardt & Huber, 1975；Balentine , Wisemam, & Bouwens,1997；Sano et al., 2001；Boschmann & Thielecke, 2007)。
由於綠茶萃取物具有增加脂肪代謝的特性，多數研究者開始將綠茶萃取物搭 配運動來觀察是否能更加增進運動中人體脂質代謝。早期的動物實驗，Akira 等 (2005) 研究以餵食高脂的 C57BLI6J 肥胖小鼠做實驗，觀察 15 週飲食結合綠茶 萃取物加上定期規律運動對小鼠之影響，研究結果發現，補充 GTE 同時結合規 律運動，可以刺激骨骼肌脂肪酸氧化。另一系列的研究 Murase 等 (2005，2006) 研究 BALB / c 小鼠，攝取 10 週及 8 週的綠茶萃取物加上運動訓練，對身體脂肪 代謝的情況，兩項實驗結果可得知，綠茶萃取物可以增加運動時脂肪的使用。 在人體攝取綠茶萃取物加上運動訓練的實驗研究，Maki 等 (2009) 補充 12 週綠茶兒茶素加上運動來觀察對超重的成人能否提高脂肪利用效果 (劑量為 39 毫克咖啡因、625 毫克兒茶素或含咖啡因無兒茶素的飲料)，監控受試者的飲食 量以及每週 180 分鐘中等強度的運動，研究結果顯示，兒茶素搭配運動能消耗更 多脂肪。 Ichinose 等 (2011) 招募 12 名健康男性，攝取 10 週綠茶萃取物對耐力訓練 在脂質代謝的影響，每日增補 578.2 毫克兒茶素飲料或 0 毫克的安慰劑，搭配每 週三次，每次以 60% V‧O2 peak腳踏車運動 60 分鐘，研究結果顯示，規律攝取 GTE 加上中強度的運動，可增加運動時全身脂肪的使用。
另一項單次增補 GTE 對運動中脂質代謝的影響，Venables, Hulston, Cox 和 Jeukendrup (2008) 以 12 名健康男性為受試者，先增補 GTE (366mg EGCG) ，在 進行 30 分鐘的 60% V‧O2 peak腳踏車運動，研究結果發現 GTE 組的脂肪氧化速率
3 高於安慰劑組達 17％，另外，脂肪氧化的總能量消耗也顯著高於安慰劑組。 從上述中綠茶萃取物結合運動對脂肪代謝影響的研究，確實可提高脂肪代謝， 然而，這些研究的運動強度大多設計在 60% V‧O2 peak中等強度的運動訓練下。那 麼，補充綠茶萃取物是否會提高 70~75%高強度運動中的脂肪代謝，達到節省葡 萄糖的使用，以便保留較多的肝醣，使運動選手在運動期間延遲運動疲勞的產生， 如果可以將有助於節省肌肉肝醣，而延緩疲勞。因此，本研究擬探討，攝取八週 綠茶萃取物 (green tea extract) 來觀察在單次高強度運動期間，是否有助於改變 葡萄糖、脂肪酸的比例，使運動期間改變能量的使用，讓能量利用偏向脂肪氧化。
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第二節 研究目的
本研究目的在探討，攝取八週綠茶萃取物 (green tea extract) 增補劑後，對 人體進行單一次 70%-75%最大攝氧峰值 60 分鐘腳踏車運動，觀察以 70%-75%的運 動強度，在運動中是否會改變葡萄糖、脂肪酸利用的比例，使能量利用偏向脂肪 氧化，本研究以採集人體的呼吸生理反應 (呼吸交換率、碳水化合物氧化速率、 脂肪氧化速率) 、血液生理反應 (血糖、胰島素、游離脂肪酸、甘油) 及運動期 間能量消耗的使用來做為依據。
第三節 研究假設
基於上述研究背景與目的，本研究假設：攝取八週綠茶萃取物 (green tea extract) 增補劑後，進行人體單一次 70%~75%最大攝氧峰值 60 分鐘腳踏車運動， 在呼吸生理反應會降低呼吸交換率，在血液生理反應會降低胰島素的濃度、增加 游離脂肪酸及甘油的濃度，以及增加運動期間能量消耗，使能量利用偏向脂肪氧 化。第四節 研究範圍與限制
一、研究範圍 (一)受試者：本研究招募的受試者對象為八名有運動習慣的健康男性，年齡 21-23 歲的大專生。 (二)增補劑：本研究所採用之增補劑為綠茶萃取物裡的一項成分物質 (-)- 表沒 食子兒茶素沒食子酸酯 (epigallocatechin gallate, EGCG)。(三)運動強度：本研究運動強度以 70%-75% V‧O2 peak強度 60 分鐘腳踏車運動為研 究範圍。
5 二、研究限制 本研究結果只適合推論到同年齡層、相同背景的族群、相同增補劑成分 及相同運動強度，對於不同年齡層、不同背景的族群、不相同增補劑成分及不相 同運動強度，推論上或許有限制。
第五節 名詞操作型定義
一、最大攝氧峰值 (peak oxygen intake, V‧O2 peak) ：攝氧量的測量過程中出現的最 大值，本次研究是以固定式腳踏車測量受試者個別攝氧量，在腳踏車功率每 2 分鐘增加 0.5kg 的情況下，當攝氧量不再隨著增加或增加的值小於 2mL/kg/min 時，並且呼吸交換率大於 1.15，作為此受試者的最大攝氧峰值。 二、高強度運動：本研究以 70%-75% V‧O2 peak的腳踏車阻力 (kg) 作為運動負荷。 三、綠茶萃取物 本研究所食用的增補劑膠囊為成分為 375 毫克 Polyphenols 與 125 毫克 (-)-表沒食子兒茶素沒食子酸酯 (epigallocatechin gallate, EGCG)。
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第貳章 文獻探討
第一節 綠茶萃取物
一、綠茶萃取物對人體功效相關研究
綠茶含有豐富的茶多酚 (polyphenols)，其中的一項物質黃烷醇 (flavanos)， 稱作兒茶素 (catechins)，為多種綠茶萃取物之一 ， Dalluge 與 Nelson (2000) 檢 測茶葉中的兒茶素，主要包含八種成分：(+)-兒茶素 (catechin, C)、(-)-表兒茶素 (epicatechin, EC)、(-)-沒食子兒茶素 (gallocatechin, GC)、(-)-表沒食子兒茶素 (epigallocatechin, EGC)、(-)-兒茶素沒食子酸酯 (catechingallate, CG)、(-)-沒食子 兒茶素沒食子酸酯 (gallocatechin gallate, GCG)、(-)- 表兒茶素沒食子酸酯 (epicatechin gallate, ECG) 與 (-)- 表沒食子兒茶素沒食子酸酯 (epigallocatechin gallate, EGCG) 如圖2-1。
圖 2-1 八種綠茶中兒茶素結構圖 (引用自 Dalluge & Nelson, 2000)
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文獻指出，綠茶萃取物對於人體的健康有許多功效，其中的EGCG是綠茶萃 取物含量最豐富的 (Yang, & Landau, 2000)，對人體的功效包含有助於預防心血 管疾病、增加人類血漿抗氧化能力 (Nakagawa et al., 1999)、降低體重及改善胰島 素敏感性等多項功效 (Boschmann et al., 2007；Venables, Hulston & Jeukendrup, 2008)。
例如，Hsu, Tsai, Kao, Hwang, Tseng與Chou (2008) 的研究，GTE對肥胖婦女
的影響，針對16至60歲之間的100名肥胖婦女，進行一項隨機雙盲的研究，分為
安慰劑組與GTE組，為期12週，每日三次，一次攝取400毫克的GTE膠囊 (491 mg catechins containing 302 mg EGCG)，研究結果發現GTE組有顯著降低低密度脂蛋
白膽固醇 (LDL-cholesterol) 和三酸甘油脂 (triglyceride,TG)，顯著增加高密度脂 蛋白膽固醇 (HDL-cholesterol)，脂聯素 (adiponectin) 和生長素 (ghrelin) 的濃
度。
二、綠茶萃取物對人體能量代謝相關研究
對於綠茶兒茶素中的 EGCG，是如何增加脂肪及能量消耗來提升基礎代謝率， 其生理機制在於，EGCG 能抑制兒茶酚-O-甲基轉移酶
(catechol-O-methyltransferase, COMT) 的活性，讓正腎上腺素 (norepinephrine) 的 分解減少，增加與腎上腺素受體結合，提升腺甘酸環化酶活化，藉此增加環 AMP (Cyclic AMP) 濃度，提高 TG 脂解作用，使脂肪和能量消耗增加，提升基礎代謝 率，如圖 2-2 為 EGCG 影響 COMT 所引起脂肪分解路徑圖 (Borchardt & Huber, 1975；Balentine, Wisemam, & Bouwens, 1997；Sano et al., 2001；Boschmann & Thielecke, 2007)。
Auvichayapat 等 (2008) 進行攝取 12 週的綠茶對肥胖減重的效果，60 名肥
胖者（身體質量指數，BMI>25kg/m2），在試驗期間，攝取 750 毫克綠茶膠囊， 研究結果顯示，第 8 和第 12 週中，體重下降有達顯著性差異（P<0.05），另外， 研究者還觀察到，攝取八週綠茶便能增加能量消耗，在休息時能量消耗多增加了
8 372kJ/day，從該實驗結果可得知，綠茶可以減輕肥胖者的體重並增加能量消耗 和脂肪氧化。 同樣地，Harada 等人 (2005) 研究攝取 12 週茶葉中的兒茶素對餐後能量消 耗和飲食中的脂肪氧化的報告，12 名健康男性，食用 350 毫升含有高劑量兒茶 素（592.9 毫克）或低劑量兒茶素（77.7 毫克）的測試飲料/天。研究結果顯示， 長期攝取兒茶素會提升餐後能量消耗及飲食中的脂肪氧化，高劑量組比低劑量組 的效果更佳。 然而，並非所有的研究都是支持綠茶能增加人體的能量消耗和脂肪氧化，一 項短期攝取綠茶萃取物對六名體重過重男性給予 300 毫克 EGCG 為期 2 天，針 對餐前及餐後的能量消耗（EE）和基質氧化進行評估，研究結果顯示，綠茶萃 取物組與安慰劑組在休息時的能量消耗沒有顯著差異 (Boschmann & Thielecke, 2007)。 另外，Gregersen等 (2009) 的一份研究，針對 15 名健康正常體重的男性受 試者，進行單次攝取綠茶萃取物對人體於靜態活動能量消耗及脂肪氧化的觀察， 採用隨機雙盲交叉的實驗設計，試驗共分五組，分別為安慰劑組、咖啡因組、咖啡 因加 EGCG 組、咖啡因加 EGC 組及咖啡因加兒茶素組，研究報告指出，綠茶萃取 物對於能量消耗及脂肪氧化沒有顯著性影響。 從上述的文獻當中可得知，綠茶萃取物對於人體的能量代謝有偏向於脂肪氧 化的效果，但也有研究表示綠茶萃取物對脂質代謝似乎無顯著效益，其原因可能 在於，攝取時間長短和參與實驗受試者的不同，所導致結果不同，而綠茶萃取物 在長時間的增補下，似乎比短期的效果來的較佳。
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圖 2-2 EGCG 影響 COMT 所引起脂肪分解路徑圖，COMT 會受到 EGCG 的 抑制使其活性降低，讓正腎上腺素 (norepinephrine) 減少分解，增加與腎上 腺素受體結合，使人體脂肪和能量消耗增加。
(引用自 Boschmann & Thielecke, 2007) 註：
1、COMT：兒茶酚-O-甲基轉移酶 5、PKA：蛋白激酶 A
2、NE：正腎上腺素 6、HSL：荷爾蒙敏感性脂解酶 3、β-AR：β-腎上腺素受體 7、PDF：磷酸二酯酶
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第二節 運動強度對身體能量代謝的影響
人體須依靠食物中的碳水化合物、脂肪及蛋白質這三類物質，來提供所需要 的能量，當人體在運動中，身體能量的代謝會隨著運動時的強度、運動持續的時 間而做改變，人體的組織細胞攝取血液中的葡萄糖、脂肪酸、肌肉肝醣及三酸甘 油脂，皆與運動強度有所關連，當運動強度增強時，人體內的葡萄糖及肌肉肝醣 消耗會大幅增加，相反的是，運動強度低時，脂肪酸的消耗會增加，如圖2-3 (Romijn et al., 1993) 。 圖 2-3 不同運動強度對身體能源使用的程度11 Romijn 等人 (1993) 先前的研究，針對最大攝氧量 25％、65％及 85%的運 動強度，運動時間分別為：120 分鐘、120 分鐘以及 30 分鐘，對不同運動強度在 運動過程中的代謝反應進行評估，研究結果發現，進行最大攝氧量 25％運動強 度，能量的提供以脂肪為最大宗，而在 65％的運動強度時碳水化合物與脂肪所 消耗的程度是相同的，在 85%高強度運動時，身體會依賴碳水化合物為能量來源， 原因在於，碳水化合物分解釋出的能量速度比脂肪快速，而且在無氧的條件下也 能提供能量。Boork 與 Mercier (1994) 發現到在運動中碳水化合物和脂質平衡 利用「交叉」的理論，如圖 2-4，人體自休息狀態轉為運動狀態時，身體的能量 使用，也隨之改變，當運動強度較低，脂肪所使用的比例大於碳水化合物，而運 動強度增加，碳水化合物使用的比例會增加，脂肪的使用的比例會逐漸下降，而 影響碳水化合物和脂肪的利用，很重要的一項因素是人體交感神經刺激所引起的 生理變化。因此，在運動強度高，持續時間短，身體的能量使用會偏向碳水化合 物的分解，而運動強度低，持續時間長，脂肪會為主要能量來源 (張正淇等，2009； 郭家驊等，2010)。 除了上述運動強度、運動持續時間及人體能量來源外，經由人體實驗可得知， 在運動過程中，體內的荷爾蒙與神經會交互刺激，藉此改變生理的狀況，人體中 的腎上腺髓質會分泌出兩種荷爾蒙，分別是正腎上腺素 (norepinephrine) 和腎上 腺素(epinephrine)，皆稱為兒茶酚胺 (catecholamines) ，然而，兒茶酚胺的釋放 會受到運動的強度所影響，在最大攝氧量 50%的運動強度中，血清中的正腎上腺 濃度被觀察出有明顯的增加，它們對身體所產生的共同影響分別有：增加血液中 葡萄糖與脂肪酸的濃度、促進肝醣的分解以及增加身體代謝率等 (張正淇等， 2009)。 在運動中，人體的腎上腺會分泌兒茶酚胺，而兒茶酚胺容易與脂肪細胞膜上 β-腎上腺素受體結合，提升脂解作用，然而兒茶酚胺和α2-腎上腺素受體結合， 會抑制脂解作用。這種結合的相互作用會調節蛋白（G蛋白），進而調節腺苷酸 環化酶酵素的活性。β-腎上腺素能刺激腺苷酸環化酶的活性，催化ATP轉換成
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cAMP，cAMP依賴到蛋白質激酶，然後磷酸化荷爾蒙敏感性脂解酶
(hormone-sensitive lipase) 。然而，兒茶酚胺透過α2-腎上腺素受體和β-腎上腺素 受體，引起脂肪分解的增加或減少，如圖2-5 (Galitzky et al., 1993; Horowitz, 2003 ; Londos et al. ,1995 ; Tansey et al., 2003) 。
Arner等人 (1990) 的研究發現，在休息時，血液中兒茶酚胺濃度相對較低， 在脂肪分解調節的速率減少，是通過α2-腎上腺素受體的抑制作用，然而，在運 動過程中會使兒茶酚胺的循環增加，因此提高β-腎上腺素受體與兒茶酚胺的結合， 將抑制α2-腎上腺素受體和兒茶酚胺結合，使全身的脂肪分解速率增加。 圖 2-4 運動過程中碳水化合物及脂肪代謝交叉概念圖，在運動強度增強時， 碳水化合物所使用的比例會逐漸提高，反之，脂肪所使用的比例會逐漸降 低。
(研究者整理自 Brooks & Mercier, 1994) 60 50 40 30 20 10 0 Rest 20 40 60 80 100 脂 肪 % 碳 水 化 合 物 % → 訓練 → ← 交感神經刺激 ← 運動強度 %
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圖 2-5 兒茶酚胺分解脂肪路徑圖 (研究者整理自 Horowitz, 2003) 兒 茶 酚 胺 細胞膜 β α2 Gs 腺甘酸環化酶 Gi ATP cAMP 蛋白質激酶 三酸甘油脂 荷爾蒙敏感性脂解酶 HSL-P 細胞膜 P 血液中脂肪酸及甘油 細胞質
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第三節 綠茶萃取物對耐力運動時脂質代謝之影響
在先前綠茶萃取物對人體能量代謝的研究當中，多數研究先以靜態活動來觀 察綠茶萃取物對人體脂質代謝的影響，但是，除了飲食、營養增補劑外，運動亦 是影響人體脂質代謝重要途徑之一， Jeukendrup 等 (1998) 指出，中強度至高強 度運動訓練普遍被認為可以改善骨骼肌肉脂肪氧化能力，增加全身脂肪利用，在 前兩節的文章當中也提到，在休息安靜的生理條件下，EGCG 能抑制 COMT 的 活性使正腎上腺素可以和腎上腺素受體結合，有利於分解脂肪；在運動期間的生 理條件下，人體的腎上腺亦會分泌腎上腺素來促進脂質的代謝，然而，綠茶萃取 物加上運動是否能增加人體脂質的代謝，在本節中以動物實驗研究及人體實驗研 究兩部分，分別述之。 一、 動物實驗研究 從動物實驗方面的研究，Akira 等 (2005) 探討 15 週飲食結合綠茶萃取物加 上定期規律運動對餵食高脂的 C57BLI6J 肥胖小鼠之影響，將 C57BLI6J 小鼠分 為低脂飲食無運動組 (LF)、高脂飲食無運動組 (HF) 、高脂飲食加 GTE 無運動 組 (GTE-HF) 、高脂飲食規律運動組 (EX-HF) 及高脂飲食加 GTE 規律運動組 (GTEEX-HF) 等五組，在 15 週後，由高脂肪飲食所引起的體重增加，不論 GTE-HF 組或 EX-HF 組都會減少 (GTE-HF 組 47％；EX-HF 組 24％)，但是當 GTE 和規 律運動兩者結合時結果可以減少高達 89%。GTE 的補充，無論是在運動組或沒 有運動組皆會增加肝臟脂肪酸氧化，另外，更進一步的觀察到，GTE 的補充結 合規律運動，可以刺激骨骼肌脂肪酸氧化。 Murase 等 (2005) 研究 BALB / c 小鼠攝取 10 週綠茶萃取物配合游泳運動， 觀察能量代謝、脂肪氧化及延長運動耗竭時間，其研究結果發現增補 GTE 的小 鼠在運動後血液乳酸濃度顯著減少，並增加游離脂肪酸在血液中的濃度，而增補 GTE 小鼠的肌肉中脂肪酸轉移酶/CD36 的濃度及 β 氧化的活性都比控制組來的 高，而且，在運動耗竭的時間上，增補 GTE 小鼠與控制組小鼠相比，亦有延長15 運動衰竭時間，從上述幾項結果來看，增補 GTE 亦有可能增加運動時的脂質使 用來作為能量來源。 Murase等 (2006) 的另一項研究也證實藉由增補綠茶萃取物，可以使老鼠在 耐力運動時增加脂肪代謝，提高耐力運動表現，將老鼠 (BALB/c) 分為四組：1、 不運動組 2、運動組 3、運動+0.2% GTE組 4、運動+0.5% GTE組，觀察增補八 週綠茶萃取物的兩組老鼠高濃度組 (0.5%) 及低濃度組 (0.2 %) 在運動方面的 表現，利用跑步機來評估運動耗竭時間、血液生化指標、骨骼肌肝醣含量、β氧 化作用活性和丙二醯輔酶A (malonyl-CoA) 的含量，以間接熱量測量法測量耗氧 量和呼吸交換率 (RER)。研究結果得知，兩組有增補綠茶萃取物老鼠，跑步至 衰竭的時間顯著比未增補的控制組久，在運動中呼吸交換率 (RER) 顯著低於控 制組、肌肉β氧化作用活性高於運動控制組，malonyl-CoA的含量低於運動控制組， 研究者認為GTE能藉由降低malonyl-CoA的含量，刺激骨骼肌肉脂肪酸的氧化， 增加脂質代謝，提升耐力運動表現。 二、人體實驗研究 在人體實驗方面，Ichinose 等 (2011) 觀察人體增補 10 週綠茶萃取物在耐力 訓練對脂質代謝的影響，12 名健康男性的受試者為分 GTE 和 PLA 兩組進行實驗， 兩組分別進行一週 3 次，一次 60 分鐘 60% V‧O2 peak腳踏車運動，另外每天增補含有 578.2 毫克兒茶素飲料或 0 毫克的安慰劑，研究結果顯示，規律攝取 GTE 加上中強 度的運動，可增加全身脂肪的使用。 Maki 等 (2009) 設計補充 12 週綠茶兒茶素加上運動來探討對於超重的成人是 否能提高利用脂肪的效果，受試者（107 位完成者）隨機分配給予含有 39 毫克的 咖啡因與 625 毫克的兒茶素或只有咖啡因，沒有兒茶素的飲料，規定受試者攝取 固定的飲食量和從事每週 180 分鐘中等強度的運動，研究結果表示，經由運動加 上兒茶素能消耗脂肪和提高血清中三酸甘油脂。
另外，有研究觀察單次攝取 GTE 對脂質代謝的影響，Venables, Hulston, Cox 和 Jeukendrup (2008)以 12 名健康男性為受試者，在進行 30 分鐘的最大耗氧量的
16 60％自行車運動前，先增補 GTE (366mg EGCG，不包含咖啡因) ，研究發現 平均脂肪氧化速率，攝取 GTE 組高於攝取安慰劑達 17％，脂肪氧化的總能量消 耗的貢獻也顯著較高，另外也發現到，GTE 和安慰劑組胰島素曲線下面積減少， 並伴隨著增加 13％胰島素的敏感性。 但是 Hill 等人 (2007) 的研究，綠茶萃取物加上運動，對於身體組成及體重 似乎沒有效果，該項研究招募三十八名超重的停經後婦女，進行中等強度的步行 45 分鐘，並給予 150 毫克 EGCG 膠囊或安慰劑（乳糖），每天兩次，連續 12 週， 研究結果發現，兩組的腰圍、總脂肪量、腹部脂肪量，兩組無差異，但是在葡萄 糖耐受度有顯著差異。
第四節 本章總結
回顧前三節的文獻可得知，隨著運動強度增強，碳水化合物所提供能源的比 例增加，脂肪則減少。當肌肝醣耗盡，則產生疲勞，因而影響運動表現。綠茶萃 取物具有促進脂肪分解的特性，若是能在運動過程中，使血液游離脂肪酸濃度提 升，脂肪使用的比例提高，達到節省葡萄糖的使用而保留較多肝醣，進而延遲運 動疲勞的產生。在綠茶萃取物結合運動的研究當中，大多數皆探討將運動強度設 定為中強度運動；攝取增補劑的時間，有長期的研究也有單次的研究，先前的文 獻指出，長期增補 GTE 配合規律運動，皆顯示有助於人體脂肪代謝，但是，對 於長期服用在人體單次高強度運動過程中是否能增加脂質消耗，這是需要進一步 釐清的，因此本篇研究採取八週攝取綠茶萃取物，來觀察人體在單次高強度運動 過程中的生理反應。17
第參章 研究方法與步驟
第一節 研究對象
受試對象為八名有運動習慣且無患有心血管疾病史的健康男性，年齡 21-23 歲，並且告知實驗相關步驟及注意事項。在正式實驗前，先測試受試者之最大攝 氧峰值，並趨試驗合格之受試者繼續接受正式實驗，本研究已經通過國立臺灣體 育運動大學人體試驗委員會審查同意，每位受試者參與實驗之前，要告知受試者 實驗目的與流程（附錄一），受試者必須同意後簽署參與實驗同意書後（附錄二） 方可進行實驗。第二節 實驗設計與流程
一、試驗處理 本研究採前後實驗設計，八名受試者共參與 2 個試驗，分為補充八週綠茶萃 取物前 (pre-supplement) 在運動中的呼吸生理反應與血液生理反應的表現；補充 八週綠茶萃取物後 (post-supplement) 在運動中呼吸生理反應與血液生理反應的 表現。實驗前一週測量受試者個別攝氧峰值 (V‧O2 peak) 測定，之後確定受試者個 別 70% V‧O2 peak的腳踏車負荷 ，實驗當天到達實驗時受試者接受空腹採血，採血後自行 5 分鐘熱身後開始進行 70%-75% V‧O2 peak腳踏車運動 60 分鐘，運動期間允許自由喝水。在此 60 分鐘內 於每 10 分鐘採集受試者氧體、血液，並分別進行樣本分析，如圖 3-1 實驗設計 與流程圖。實驗前禁止菸酒及咖啡的攝取，前一晚 8 點開始禁食至實驗當天早上 8 點。18 二、 實驗流程：實驗設計與流程如下圖 3-1。 圖 3-1 實驗設計與流程圖 ：運動中進行血液樣本採集。 ：運動中進行氣體樣本採集。 一週前測量 V ‧ O2 peak 實 驗 當 天 0 10 20 30 40 50 60 Time (min) Pre-supplement 60 分鐘 70-75% V‧O2 peak腳踏 車運動 一週前測量 V ‧ O2 peak 實 驗 當 天 0 10 20 30 40 50 60 Time (min) Post-supplement 60 分鐘 70-75% V‧O2 peak腳踏 車運動 補充八週綠茶萃 取物 血液採集點 氣體採集點
19 三、綠茶萃取物的來源與劑量：
本研究使用的增補劑綠茶萃取物 (green tea extract, GTE)，每顆為 500 毫 克，其成分為 375 毫克 Polyphenols 與 125 毫克 EGCG，由 Nutra Manufacturing (Greenville, South Carolina, USA)以充填粉末膠囊製備，每天給予受試者增補 1 顆，共 500 毫克。 四、飲食控制 告知受試者在實驗期間，避免菸酒、咖啡及茶葉等，含有咖啡因、茶多 酚成份之飲料攝取，注意每天的飲食，在食物攝取上需均衡，避免暴飲暴食， 維持正常生活型態，避免過度勞累。 五、攝氧量峰值 (V‧O2 peak) 測量與運動強度設定：
受試者執行腳踏車運動 (Monark 834E, Vansbro, Sweden) 於腳踏車測力器， 並戴上集氧式面罩與可攜式氣體分析儀 MetaMax3B (Cortex Biophysik,
Nonnenstrasse, Leipzig, Germany)。運動開始 0~4 分鐘，受試者維持每分鐘 60 轉 (rpm)、阻力 0.5 kg，之後每 2 分鐘腳踏車功率增加 0.5 kg （表 3-1），直到受試 者攝氧量達穩定。受試者在腳踏車功率（運動強度）增加的情況下，攝氧量不再 隨著增加或增加的值小於 2 ml/kg/min；並且呼吸交換率 (Respiratory exchange ratio, RER) 大於 1.15 (Williams, Powers, & Stuart, 1986)，此時為受試者最大攝氧 峰值，單位 ml/kg/min。
將所得之攝氧峰值的出現時間對應腳踏車阻力(kg)，再乘以 70%-75%即為受 試者在正式實驗中進行 60 分鐘的運動強度 (Kuipers, Verstappen, Keizer, Geurten, & Kranenburg, 1985）。
20 表 3-1 測量受試者個別攝氧峰值之運動設計 階段 持 續 時 間 (min) 負 荷 (kp) 轉 速 (rpm) 阻 力 (watt) (kg) 1 0~4 0.5 60 30 0.5 2 4~6 1.0 60 60 1.0 3 6~8 1.5 60 90 1.5 4 8~10 2.0 60 120 2.0 5 10~12 2.5 60 150 2.5 6 12~14 3.0 60 180 3.0 7 14~16 3.5 60 210 3.5 8 16~18 4.0 60 240 4.0 9 18~20 5.0 60 300 5.0
21
第三節 實驗方法
一、氣體樣本收集與分析：
(一)受試者運動中 1 小時內分別透過氣體分析儀(Vmax Series 29C , Sensor Medics , California , USA.) 收集每 10 分鐘的氣體，並分析氧（V‧O2）和二氧化碳 （V‧CO2）濃度。 (二)利用化學計量公式計算碳水化合物與脂肪氧化速率 (Frayn, 1983)，公式如 下： 1、碳水化合物氧化速率（克/分鐘）= 4.585 ×V‧CO2 － 3.226 × V ‧ O2 2、脂肪氧化速率（克/分鐘）= 1.695 × V‧O2 － 1.701 × V ‧ CO2 二、血液樣本採集與分析： 採上臂靜脈血液後收集到含有抗凝血劑（EDTA）的採血管內，將收集後的 血液樣本離心（3000 rpm/10 mins），取血液樣本上清液的部分，放置-20℃冰箱。 血液檢測項目包含血糖、胰島素、游離脂肪酸以及甘油，分析方法如下所述： (一)血糖分析方法： 執行葡萄糖氧化酶方法，使用RANDOX試劑（Laboratories Ltd., Ardmore, United Kingdom），置入SmartSpec Plus spectrophotometer（Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA）進行濃度測量。以自動生化分析儀（Hitachi 7020, Ibaraki, Japan） 分析，吸光值波長340 nm，副波長450 nm，化學反應原理如下：
Glucose + ATP G-6-P + ADP
G-6-P + NADP+ 6-Phosphoglucoin acid + NADPH+H+ (二)胰島素分析方法測量工具：
血 漿 中 胰 島 素 濃 度 採 用 商 業 試 劑 組 （ Roche Diagnostics, Mannheim,Germany），使用 Streptavidin 微粒子與 Anti-insulin AB-biotin、 Anti-insulin AB-Ru（bpy）32+，產生化學冷光，使用電子化學發光免疫分析 儀（Roche Elecsys 1010/2010, Roche Diagnostics, Mannheim, Germany ；
G-6-PDH G-6-PD
22
MODULAR ANALYTICS E170, Roche Diagnostics, Mannheim, Germany）分 析。 (三)游離脂肪酸分析方法： 血漿中游離脂肪酸的濃度以商業試劑進行操作以及反應(WAKO NEFA,Germany)，並以全自動分析儀(Hitachi7020, HitachiSciencesystems, Ltd, Lbaranki, Japan)檢測。 (四) 甘油分析方法
血漿中的甘油濃度，以商業試劑（Randox, Co. Antrim, United Kingdom） 進行操作與反應，並以全自動生化分析儀（Hitachi 7020, Hitachi Science systems, Ltd, Lbaranki, Japan）檢測。
23
第四節 資料處理與統計分析
實驗所得資料以 SPSS for WINDOWS 19.0 版統計套裝軟體進行分析： 一、以相依樣本單因子變異數分析 (one-way ANOVA)，比較 2 組受試者在運動 1 小時內每 10 分鐘的呼吸交換率、碳水化合物氧化速率、脂肪氧化速率 及每 10 分鐘血液生化值（血糖、胰島素、游離脂肪酸、甘油）之差異。 二、以相依樣本 t 檢定 (Paired-Sample T test)，比較 2 組受試者在增補前與增補 後血糖與胰島素曲線下面積之差異。 三、 以相依樣本 t 檢定 (Paired-Sample T test)，比較 2 組受試者在增補前與增補 後運動期間總能量消耗之差異。 四、所有結果以平均值 ± 標準誤 (mean ± SE) 表示，α=.05 達顯著水準。24
第肆章 研究結果
本研究資料經由統計軟體處理後，將分為受試者基本資料、呼吸生理反應、 血液生化值反應及運動期間總能量消耗等四部分，分別呈現述之。第一節 受試者基本資料
本研究受試對象為八名有常規運動且無患有心血管疾病史的健康男性，平均 年齡為 22.0 ± 1.06 歲、身高 172.7 ± 1.08 公分、體重 74.26 ± 2.58 公斤、身體質 量指數 (BMI) 24.25 ± 0.76 kg / m2 、VO 2max 43.23 ± 2.41 ml/kg/min (如表 4-1)。 表 4-1 受試者基本資料 項 目 平均數 ± 標準誤 年齡 (yrs) 22.0 ± 1.06 身高 (cm) 172.7 ± 1.08 體重 (kg) 74.26 ± 2.58 BMI (kg / m2) 24.25 ± 0.76 VO2max (ml/kg/min) 43.23 ± 2.41 註：數值以平均值 ± 標準誤表示(n=8)25
第二節 呼吸生理反應
一、 呼吸交換率 (Respiratory Exchange Ratio, RER)
Pre 組與 Post 組分別於運動中一小時內，每 10 分鐘收集氣體樣本進行分析， 以單因子變異係數分析比較兩組呼吸交換率之差異，結果如圖 4-1 表示。從圖中 可觀察到，兩組經由 70%-75% V‧O2 peak腳踏車運動期間的呼吸交換率隨著時間的 增加而逐漸下降， Post 組圖中顯示皆比 Pre 組來的低，但皆未達顯著差異 (p<.05)。 圖 4-1 Pre 組與 Post 組運動期間一小時呼吸交換率 註：Pre 組為補充八週綠茶萃取物前；Post 組補充八週綠茶萃取物後。數值以平 均值 ± 標準誤表示 (n=6)。 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1.00 10 20 30 40 50 60
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26
二、碳水化合物氧化速率 (Carbohydrate Oxidation Rate)
Pre 組與 Post 組分別於運動中一小時內，每 10 分鐘收集氣體樣本進行分析， 以單因子變異係數分析比較兩組碳水化合物氧化速率之差異，結果如圖 4-2 表示。 從圖中可觀察到，Post 組的碳水化合物氧化速率皆比 Pre 組來的低，在 60 分鐘 的時間點上，兩組有達顯著差異 (p<.05)。 圖 4-2 Pre 組與 Post 組運動期間一小時碳水化合物氧化速率 註：Pre 組為補充八週綠茶萃取物前；Post 組補充八週綠茶萃取物後。數值以平 均值 ± 標準誤表示 (n=6)。“ * ”表示與 Pre 組比較有顯著差異，p>.05， 數值以平均值 ± 標準誤表示 (n=6)。 2.20 2.30 2.40 2.50 2.60 2.70 2.80 2.90 3.00 10 20 30 40 50 60 car b oh yd rat e oxid at ion r at e (g/m in ) Time (min) pre post
*
27 三、脂肪氧化速率 (Fat Oxidation Rate)
Pre 組與 Post 組分別於運動中一小時內，每 10 分鐘收集氣體樣本進行分析， 以單因子變異係數分析比較兩組脂肪氧化速率之差異，結果如圖 4-3 表示。從圖 中可觀察到，Post 組的脂肪氧化速率皆高於 Pre 組，在 60 分鐘的時間點上，兩 組有達顯著差異 (p<.05)。 圖 4-3 Pre 組與 Post 組運動期間一小時脂肪氧化速率 註：Pre 組為補充八週綠茶萃取物前；Post 組補充八週綠茶萃取物後。數值以平 均值 ± 標準誤表示 (n=6)。“ * ”表示與 Pre 組比較有顯著差異，p>.05， 數值以平均值 ± 標準誤表示 (n=6)。 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 10 20 30 40 50 60 F at O x idati on rat e (g/ m in) Time (min) pre post
*
28
第三節 血液生理反應
一、 血糖 (Plasma Glucose) Pre 組與 Post 組分別於運動中一小時內，每 10 分鐘採集血液樣本進行分析， 以單因子變異係數分析比較兩組血糖之差異，結果如圖 4-4 表示。Post 組與 Pre 組在 70%-75% V‧O2 peak腳踏車運動期間的血糖反應，經由統計分析後未達顯著差 異 (p<.05)。 圖 4-4 Pre 組與 Post 組運動期間血糖變化 註：Pre 組為補充八週綠茶萃取物前；Post 組補充八週綠茶萃取物後。數值以平 均值 ± 標準誤表示 (n=8)。 70 75 80 85 90 95 100 B 10 20 30 40 50 60 P lasm a glu cose ( m g/d l) Time (min) pre post29
二、 血糖曲線下面積 (glucose area under the curve, GAUC)
圖 4-5 為 Pre 組與 Post 組之血糖曲線下面積，以運動前空腹血糖值為基準線， 計算 Pre 組與 Post 組在基準線上的血糖曲線面積，低於基準線以下不列入計算 (Wolever, 2004)。計算結果 Pre 組為 5238.75±240.76 mg/dl x min；Post 組
5352.5±171.15 mg/dl x min。以相依樣本 t 檢定比較兩組在運動中 1 小時內血糖曲 線下面積之差異，結果未達顯著差異 (p>.05)。 圖 4-5 Pre 組與 Post 組運動期間血糖曲線下面積 註：Pre 組為補充八週綠茶萃取物前；Post 組補充八週綠茶萃取物後。數值以平 均值 ± 標準誤表示 (n=8)。 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 G lu cose AU C (m g/d l x m in ) pre post
30 三、胰島素反應 (Plasma Insulin) Pre 組與 Post 組分別於運動中一小時內，每 10 分鐘採集血液樣本，以單因 子變異係數分析比較兩組胰島素之差異，結果如圖 4-6 表示。Post 組與 Pre 組在 70%-75% V‧O2 peak腳踏車運動期間的胰島素反應，經由統計分析後未達顯著差異 (p<.05)。 圖 4-6 Pre 組與 Post 組運動期間胰島素濃度變化 註：Pre 組為補充八週綠茶萃取物前；Post 組補充八週綠茶萃取物後。數值以平 均值 ± 標準誤表示 (n=8)。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 B 10 20 30 40 50 60 P lasm a in su li n ( μ U/ m l) Time (min) pre post
31 四、胰島素曲線下面積
圖 4-7 為 Pre 組與 Post 組之胰島素曲線下面積，以運動前空腹血糖值為基準 線，計算 Pre 組與 Post 組在基準線上的血糖曲線面積，低於基準線以下不列入計 算 (Wolever, 2004)。計算結果 Pre 組為 246.86 ± 57.30 mg/dl x min；Post 組 243.52 ± 29.06mg/dl x min。以相依樣本 t 檢定比較兩組在運動中 1 小時內胰島素曲線下 面積之差異，結果未達顯著差異 (p>.05)。 圖 4-7 Pre 組與 Post 組運動期間胰島素曲線下面積 註：Pre 組為補充八週綠茶萃取物前；Post 組補充八週綠茶萃取物後。數值以平 均值 ± 標準誤表示 (n=8)。 0 100 200 300 in su li n AU C ( μ U/m l x m in ) pre post
32 五、游離脂肪酸 Pre 組與 Post 組分別於運動中一小時內，每 10 分鐘採集血液樣本進行分析， 以單因子變異係數分析比較兩組游離脂肪酸之差異，結果如圖 4-8 表示。Post 組 與 Pre 組在 70%-75% V‧O2 peak腳踏車運動期間的游離脂肪酸反應，經由統計分析 後未達顯著差異 (p<.05)。 圖 4-8 Pre 組與 Post 組運動期間游離脂肪酸濃度變化 註：Pre 組為補充八週綠茶萃取物前；Post 組補充八週綠茶萃取物後。數值以平 均值 ± 標準誤表示 (n=8)。 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 B 10 20 30 40 50 60 P lasm a NEF A ( m m ol/ l) Time (min) pre post
33 六、甘油 Pre 組與 Post 組分別於運動中一小時內，每 10 分鐘採集血液樣本進行分析， 以單因子變異係數分析比較兩組甘油之差異，結果如圖 4-9 表示。Post 組與 Pre 組在 70%-75% V‧O2 peak腳踏車運動期間的甘油反應，經由統計分析後未達顯著差 異 (p<.05)。 圖 4-9 Pre 組與 Post 組運動期間甘油濃度變化 註：Pre 組為補充八週綠茶萃取物前；Post 組補充八週綠茶萃取物後。數值以平 均值 ± 標準誤表示 (n=8)。 0 50 100 150 200 250 300 350 B 10 20 30 40 50 60 P lasm a glyce rol (μ m ol/ l) Time (min) pre post
34
第四節 運動期間總能量消耗
一、運動中一小時內總能量消耗
圖 4-10 為 Pre 組與 Post 組運動期間總能量消耗，利用可攜式氣體分析 儀 MetaMax3B (Cortex Biophysik, Nonnenstrasse, Leipzig, Germany)，計算 Pre-supplement 組與 Post-supplement 組，在運動期間 1 小時內的總能量消耗。 計算結果 Pre 組為 579.56 ± 56.27 kcal/1 hr；Post 組 668.15 ± 42.14 kcal/1 hr。 以相依樣本 t 檢定比較兩組在運動中 1 小時內總能量消耗之差異，結果達顯 著差異 (p>.05)。 圖 4-10 Pre 組與 Post 組運動期間一小時總能量消耗 註：Pre 組為補充八週綠茶萃取物前；Post 組補充八週綠茶萃取物後。“ * ”表 示與 Pre 組比較有顯著差異，p>.05，數值以平均值 ± 標準誤表示 (n=6)。 0 100 200 300 400 500 600 700 800
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35 二、 運動期間每公斤體重所消耗的卡路里
圖 4-11 為 Pre 組與 Post 組運動中一小時內每公斤體重所消耗的卡路里，計
算結果 Pre 組為 8.01 ± 0.70 kcal/1 hr/kg；Post 組 9.20 ± 0.48 kcal/1 hr/kg。以相依 樣本 t 檢定比較兩組在運動中 1 小時內每公斤體重所消耗的卡路里之差異，結果 達顯著差異 (p>.05)。 圖 4-11 Pre 組與 Post 組運動期間一小時每公斤體重所消耗的卡路里 註：Pre 組為補充八週綠茶萃取物前；Post 組補充八週綠茶萃取物後。“ * ”表 示與 Pre 組比較有顯著差異，p>.05，數值以平均值 ± 標準誤表示 (n=6)。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
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36
第伍章 討論與結論
本研究探討補充八週綠茶萃取物後在 70%-75%最大攝氧峰值 60 分鐘腳踏車 運動期間，是否使能量利用偏向脂肪氧化，本章分為三個部分討論：(一)呼吸生 理反應、(二)血液生化反應、(三)運動期間能量消耗。 第一節 呼吸生理反應 本研究在補充八週綠茶萃取物的受試者於呼吸生理指標上，有降低 RER 與 提高脂肪氧化速率的趨勢，碳水化合物氧化速率及脂肪氧化速率，在第 60 分鐘 有發現顯著差異。 兩組試驗的呼吸交換率的指標上，各個時間點上皆高於 0.96，可能原因在於 本研究所採用的運動強度為高強度運動，對於身體的能量使用上，偏向碳水化合 物，Post-supplement 組的 RER、碳水化合物氧化速率較低於 Pre-supplement 組， 在脂肪氧化速率上較高於 Pre-supplement 組，亦有可能是受到 GTE 的影響，使 Post-supplement 組減少碳水化合物的使用。在 Bergman, & Brooks (1999) 研究中，針對有運動訓練的受試者及未經過運 動訓練的受試者，在攝取飲食或空腹下，分別進行 22、40、59 及 75％V‧O2 peak 的運動強度，利用呼吸交換率來觀察人體內的能量使用，研究發現在 75％V‧O2 peak 的運動強度，進行 30 分鐘的運動訓練，運動受試者 RER 接近 1.0，研究顯示， 在上述不同生理狀態下，RER 皆未達顯著差異，本研究在 RER 的結果與 Bergman 和 Brooks (1999) 相符。
許多研究皆證實，在運動中，運動強度增高，人體內對於碳水化合物的需求 亦會增加，RER 的值相對也會提高，當 RER 值大於 0.9 時，體內的碳水化合物 使用的比例會比較多。(Romijn et al., 1993；Brooks & Mercier, 1994)。
37 第二節 血液生化反應 本研究血液生化反應觀測項目有血糖、胰島素、游離脂肪酸及甘油四項， Pre-supplement 組與 Post-supplement 組的七個採血點 (B、10、20、30、40、50、 60) 皆無顯著差異，血糖曲線下面積與胰島素曲線下面積兩項，兩組皆未達顯著 差異。 在胰島素反應上，隨著運動時間的增加，兩組試驗的胰島素反應由高濃度逐 漸下降，游離脂肪酸及甘油則是由低濃度逐漸升高，依據葡萄糖-脂肪酸循環 (glucose-fatty acid cycle) 相互調控的機轉，當血液葡萄糖濃度降低時，胰島素的 分泌減少，脂肪組織會釋放出游離脂肪酸 (Randle,Garland, Hales, & Newsholme, 1963；Frayn, 2003)，本研究血液生化反應上與該理論相符。
本研究與先前相關的研究進行探討，發現 Venables, Hulston, Cox 和
Jeukendrup (2008) 研究單次增補 GTE 後，進行 30 分鐘的 60％V‧O2 peak自行車 運動訓練，研究發現 PLA 組或 GTE 組，兩組在不同時間點的血糖、胰島素、游 離脂肪酸和甘油的影響，兩個試驗的血糖濃度隨時間增加或減少、胰島素濃度隨 時間增加而下降以及游離脂肪酸濃度升高此三項，皆未達顯著差異與本研究結果 相符，只有在甘油部分，GTE 組甘油濃度高於 PLA 組。 另外，在長時間補充綠茶萃取物，不盡然和我們研究結果一致，Ichinose 等人 (2011) 針對人體進行 10 週綠茶萃取物的補充，將 12 名健康男性的受試者為分 GTE 和 PLA 兩組，分別進行一週 3 次，每次 60 分鐘 60% V‧O2 peak腳踏車運動，每天增 補含有 578.2 毫克兒茶素飲料或安慰劑，研究顯示，兩組受試者於訓練後，在運動 後恢復期甘油與游離脂肪的濃度有些微減少，除此之外，該研究也利用 RER 來做 為評估脂肪代謝的指標，結果顯示，在運動後 GTE 組的 RER 比 PLA 組的 RER 顯 著較低，因此，他們認為規律攝取 GTE 加上中強度的運動，可增加全身脂肪的使 用。
38 本研究在血液生化表現上，與先前研究的實驗結果有些許不同，亦有可能是 實驗設計的不同，引起結果的不同，本實驗設計的運動強度為 70-75 %V‧O2 peak， 與先前人體攝取 GTE 相關研究中的運動強度 60% V‧O2 peak有所不同，而導致實驗 結果上的差異，另外與 Ichinose 等人不同的地方在於，本研究所觀察時間的在運 動期間的血液生理反應變化，而他們所觀察的時間是在運動訓練後的恢復期。 第三節 運動期間能量消耗 本研究發現補充八週綠茶萃取物後，會增加運動期間 1 小時內的總能量消 耗，Post-supplement 組 (668.15 ± 42.14 kcal/1 hr) 與 Pre-supplement 組 (579.56 ± 56.27 kcal/1hr) 相比，結果達顯著差異 (p>.05) 。於此運動強度下，每小時消耗 668.15 ± 42.14 kcal 與Ainsworth 等人 (2000) 所做的研究來證實，本研究在運動 期間總能量消耗及運動中一小時內每公斤體重所消耗的卡路里上，應屬合理的範 圍，該研究探討不同的身體活動會消耗多少熱量的代謝當量，研究指出，在從事 腳踏車運動，時速 22.4~25.4 公里下，代謝當量 (metabolic equivalent，MET) 為 10.0 Mets，故本研究在 60 分鐘從事腳踏車運動期間，固定轉速為 60 rpm ，時速 約為 25 公里，對照該篇研究的代謝當量，應約為 10.0 Mets，計算結果以本研究 受試者平均體重為 74 公斤 ⅹ 1 (小時) ⅹ 10.0 (大卡 / 公斤 / 小時)，在此運動 期間約可消耗 740 大卡，本研究結果兩組的總能量消耗分別為 668.15 ± 42.14 kcal/1 hr、 579.56 ± 56.27 kcal/1 hr，而每公斤體重所消耗的卡路里上約在 9 Mets， 於此，在總能量消耗上屬合理範圍。
在先前的研究中，Harada 等人 (2005) 研究12 名健康男性，攝取 12 週茶
葉中的兒茶素，是否影響餐後能量消耗和脂肪氧化，研究結果發現，長期攝取兒
茶素會提升餐後能量消耗及脂肪氧化。
在 Venables, Hulston, Cox 和 Jeukendrup (2008) 的研究中先增補 GTE 再進行 運動訓練 ，發現在平均脂肪氧化速率上，攝取 GTE 組高於攝取安慰劑達 17％， 脂肪氧化的總能量消耗的貢獻也顯著較高，本次研究在運動期間能量消耗上，
39 Post-supplement 組比 Pre-supplement 組要消耗的多，結果與上述的研究相符。 第四節 結論 經由補充八週綠茶萃取物後，進行單一次 70-75% V‧O2 peak腳踏車運動，碳 水化合物氧化速率及脂肪氧化速率，在第 60 分鐘有顯著差異，血液生理反應未 達顯著差異，在能量消耗上，攝取綠茶萃取物有助於提升 70-75% V‧O2 peak運動強 度的能量消耗。
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附錄一 受試者須知
一、本研究目的： 探討補充八週的綠茶萃取物，對單次高強度運動期間生理表現之影響 ，在人體測量方面，包括身高、體重、身體質量指數、最大攝氧峰值、呼吸交換 率及運動期間總能量消耗；血液生化值的部分為血糖、胰島素、游離脂肪酸、甘 油。 二、受試者必須參加下列兩項實驗設計: (一) 進行單一次 70%-75%V‧O2 peak之運動強度 60 分鐘固定式腳踏車運動。 (二) 持續補充八週綠茶萃取物後，進行單一次 70%-75%V‧O2 peak之運動強度 60 分鐘固定式腳踏車運動。 三、可能產生的風險 (一)抽血均使用滯留式無菌針頭與針筒，從受試者手肘尺骨或手掌骨靜脈埋針， 並於採血的時間點抽取10 ml血液進行分析，絕不重複使用，以杜絕感染問 題。 (二)由具備合格之護士擔任採血人員，若發生局部瘀血時，立刻冰敷處理即可。 四、其他配合事項 (一)實施最大攝氧峰值測驗時，請著輕便運動服(上衣、短褲)至實驗室報到，測 驗前避免從事激烈的運動訓練或體育活動。 (二)實驗期間受試者請避免菸酒、咖啡及茶葉等，含有咖啡因、茶多酚成份之飲 料攝取，務必維持平日正常的飲食習慣，不得刻意節食或暴飲暴食。 (三)實驗日期前一晚需禁食十二小時（空腹狀態）。 (四)受試者請於約定的時間內，至實驗室報到領取增補劑或進行實驗。46
