IR:Item 987654321/4659
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(2) 論文名稱：短期低氧運動訓練對運動後肌肉肝醣合成的影響 總頁數：56 頁 院校所組別：國立臺灣體育學院體育研究所競技運動組 畢業及提要別：98 學年度第 2 學期碩士學位論文提要 研究生：陳燕瑩. 指導教授：程一雄副教授. 中文摘要 高地訓練為運動員提升競賽成績的訓練方法之一，包含「高住低訓」與「低 住高訓」訓練法。 「低住高訓」訓練法是一種模擬高原訓練的方法，其使用方式稱 為間歇性低氧訓練。以人體骨骼肌肉肝醣濃度直接驗證七天短期間歇性低氧運動 訓練對單一次後續運動肌肉肝醣耗損，及運動後碳水化合物補充能提升骨骼肌肉 肝醣回補率。七名健康男性受測者分別參加兩項試驗，採交叉試驗設計方式進行， 至少間隔七天，本研究為期八天，第一至七天為腳踏車運動，分為間歇性低氧環 境運動訓練（低氧試驗）與常氧環境運動訓練（常氧試驗） ，受測者於低氧試驗或 常氧試驗進行每天 60 分鐘、70％攝氧峰值腳踏車運動共七天，第八天於常氧環境 執行等量單一運動，實驗期間可以自由補充水分，運動後 0 小時接受肌肉穿刺及 採血，取得肌肉和血液樣本後，立即補充高碳水化合物（2 克/每公斤體重）飲食， 飲食補充後 4 小時內，每隔 30 分鐘接受血液採樣，第 4 小時進行肌肉穿刺。血液 採樣位置在上臂靜脈，取得受測者之血液樣本，進行葡萄糖、胰島素、皮質醇、 游離脂肪酸及甘油濃度分析；肌肉穿刺位置在大腿股外側肌，每次肌肉樣本取得 位置相距至少 2 公分；肌肉樣本去除肉眼可見之脂肪與血液後，立即置入液態氮 急速冷凍，於 48 小時內完成肌肉肝醣濃度分析。低氧試驗之血液葡萄糖濃度在運 動後 30、60、90、120、150 與 180 分鐘明顯低於常氧試驗 (P < .05)，葡萄糖反應 曲線下面積也顯著低於常氧試驗(P < .05)；低氧試驗之血液胰島素濃度在運動後 30、90、150 與 210 分鐘顯著低於常氧試驗(P < .05)，胰島素反應曲線下面積也明 顯低於常氧試驗(P < .05)；單一運動挑戰後皮質醇於兩項試驗之間並無顯著差異(P. I.
(3) > .05)；低氧試驗之血液游離脂肪酸濃度在運動前、運動後 30、180 與 210 分鐘顯 著低於常氧試驗(P < .05)，低氧試驗之血液甘油濃度在運動前、運動後 30 與 180 分鐘顯著低於常氧試驗(P < .05)，常氧試驗的肌肉肝醣濃度在單一運動挑戰後 0 小 時顯著低於運動前(P < .05)，而運動後 4 小時肌肉肝醣濃度顯著高於運動後 0 小時 (P < .05)；低氧試驗的肌肉肝醣濃度在單一運動後 0 小時並無顯著低於運動前(P > .05)，但運動後 4 小時肌肉肝醣濃度顯著高於運動後 0 小時(P < .05)，單一運動挑 戰後 0 至 4 小時之肌肉肝醣回補率，常氧試驗顯著高於低氧試驗(P < .05)。七天短 期間歇性低氧環境運動訓練，可減少單一次後續運動肌肉肝醣耗損，有助於延長 運動員的運動時間，或維持運動末期的強度。低氧環境運動訓練對單一運動後碳 水化合物補充並無顯著增加肌肉肝醣回補的效果。 關鍵字：低氧環境、皮質醇、肝醣. II.
(4) Chen, Yen-Ying (2010). Effects of Short-Term Intermittent Hypoxia Training on Muscle Glycogen Synthesis in Human Skeletal Muscle. Unpublished master thesis, National Taiwan College of Physical Education.. Abstract Altitude training include “live high - train low (LHTL)” and “live low - train high (LLTH)”. LLTH is a altitude training model , it’s use intermittent hypoxic training (IHT). To demonstrate whether seven days short term intermittent hypoxia training will increases the muscle glycogen synthesis after exercise. Seven healthy male subjects completed two trial, including seven days exercise training under hypoxia ( IHT trial ) or normal oxygen ( Control trial ) conditions, separated at least 7 days. Immediately after seven exercise training day, on the 8th day, seven male subjects completed a • 60-min cycling exercise at 70% VO2 peak, and were immediately ingested a high carbohydrate meal ( 2 g carbohydrate per body weight ). Muscle samples from deep vastus lateralis and blood samples were taken by needle biopsy before exercise, immediately after exercise and 4 h after exercise. The muscle samples were measured for muscle glycogen concentrations, the blood samples were measured for glucose, insulin, cortisol, NEFA, glycerol. Glucose, insulin, NEFA, glycerol was significantly lower in IHT trial compared to Control trial (P < .05). Cortisol was no significant differences in both trial. (P > .05). Immediately after exercise, muscle glycogen concentration was shown significant decrease in control trial compared to that before exercise (P < .05). During exercise recover, the increased trend in muscle glycogen was shown in both two trial. However, Control trial significantly increased the synthesis in muscle glycogen at 4h after exercise compared to immediately after exercise (P < .05). Seven days short term intermittent hypoxia training attenuates the depletion of muscle glycogen synthesis after a single bout of exercise. It implied that IHT trial increased endurance performance and maintained the higher exercise intensity during exercise than control trial. However, no significant glycogen synthesis recovery after post-exercise carbohydrate supplementation in IHT compared to control trial. Keywords：hypoxic conditions, cortisol, glycogen. III.
(5) 謝. 誌. 謝謝啟蒙教練：楊景聰老師，加入楊老師所帶領的彰化縣埤中舉重健力校隊 改變了我的一生，正因為有老師不辭辛勞的指導與鼓勵，才會有今日的我。 在研究所期間，最感謝的人就是我的指導教授：一雄老師，提供一個良好的 學習環境，並在老師身上習得許多知能與實務經驗，讓我從一個什麼都不懂，到 現在能執行實驗並協助指導學弟妹。 謝謝協同指導教授：邱彥成老師，邱 T 總是會在我需要協助時，默默的伸出 雙手，全力支援與鼓勵。 謝謝口試委員：巫錦霖老師，超感謝巫 T 一路以來，在行政、實驗及論文的 指導、協助與相挺。 謝謝口試委員：張振崗老師，提供了一個完善的實驗室與低氧艙，並在實驗 技術與論文方面，提供了許多思維，讓實驗與論文能更加完備。 謝謝體研所：陳裕鏞老師，在學術的指導與協助，讓我習得許多專業知能； 謝謝高明峰老師在行政工作、課業的協助與鼓勵。 謝謝實驗室的伙伴：映婕學姊，超貼心與細心的分享執行實驗之技術、要領 及注意事項。 謝謝實驗室扛壩子：阿良，台中、台北往返的日子雖然很辛苦，但因為有你， 讓實驗與搭車的時間變的愉悅，謝謝你無私的分享實驗技術、經驗，也提供了許 多論文的寫作思維，讓我能順利且如期完成實驗與論文。 謝謝北體郭家驊教授，北體生化實驗室是一個很好的實驗環境，老師與學長 姊的實驗技術真的很棒，也會主動關心實驗的進度，如遇到不懂的，也都很熱心 的協助我們解決問題，謝謝候老師、欣玫學姐、久妮、獻堂在實驗技術的分享。 謝謝這二年來所有的受試者：老鼠、文益、聲曜、小莫、主平、信同、俊德、 霖鉉、至敬、勁豪、子維、庭淯、孟楫、俊育、昭寬、俊億、芳生、荃鈺、松諺、 正賢、柏翔、光辰、立翔、仕展、礎全、楷貿、柏麟、俊彥、長育、欣翰，謝謝 你們願意捐獻肌肉，讓實驗能順利取得肌肉。. IV.
(6) 謝謝一路相陪，給予協助的夥伴們，是助我完成論文的另一份力量。 謝謝莊鑫裕老師，每當遇到瓶頸時，你總是選擇信任與鼓勵，並提供許多寶 貴的建議。 謝謝 BARA 同學，讓我在台中與台北往返時能有個棲身之處。 臺體的伙伴：芳姐、劉專委、韓姐、如娟姐、柏學、妙儀、阿姎、圓珠、小 方、辣妹、心佳、佩欣、意頻、正欣、筑涵、鈺雯、靜宜、雅綺、依珊，謝謝你 們隨時伸出援手，一路相挺。 運科的伙伴：漢斯、志暉、玫蕙、念亭、韋靜、家銘、鴻鈞，謝謝你們陪我 渡過做實驗、寫論文的日子。 運健的伙伴：怡雯 T、唐 T、俐蓉 T、旻寰、書寧、琪雅、韋均、佳川、小茜、 佩姍、兔兔、秀美、筱彤、蛋蛋、泡泡、阿德、宜聖，謝謝你們的支持與鼓勵。 埤中舉重健力隊的伙伴：加惠、承晏、佩君、文鴻、婉琦、雅舒、順仔、政 宗、榮榮、柏誌、炯德、豪仔、柏麟、言仔等，謝謝大家這些年來的相挺。 還有我的戰友，加惠、碧柔學、俊卿學長、昇浩學長、雅菁、志群等同學， 自國中當選手後，時常因集訓與比賽請了許多假，研究所反而是我學生生涯出席 率最高的，很懷念大家一起上課的日子，能和大家成為同學，真的很開心。. 在臺體的日子裡，有你們真的很讚!!. 謹將本研究，獻給我的媽媽，謝謝您一路以來的支持與鼓勵，同時也要獻給 我的弟弟【明宏】，雖然與你相處才 20 餘年，但這是我這輩子最美好的回憶。. 燕瑩. 謹誌. 中華民國 99 年 7 月. V.
(7) 目. 錄. 中文摘要 ........................................................................................................................... I 英文摘要 ........................................................................................................................ III 謝. 誌 ........................................................................................................................ IV. 目. 錄 ........................................................................................................................ VI. 表 目 錄 ..................................................................................................................... VIII 圖 目 錄 ........................................................................................................................ IX 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. 研究範圍與限制...................................................................................................4. 第五節. 名詞操作型定義...................................................................................................4. 第一章. 第二章. 文獻探討 .......................................................................................................... 7. 第一節. 運動表現與低氧...................................................................................................7. 第二節. 低氧與血液............................................................................................................7. 第三節. 運動與肌肉肝醣...................................................................................................8. 第四節. 肝醣與碳水化合物 ............................................................................................10. 第五節. 本章總結 ..............................................................................................................11. 第三章. 研究方法與步驟 ............................................................................................ 12. 第一節. 研究對象 ..............................................................................................................12. 第二節. 實驗設計與流程.................................................................................................12. 第三節. 實驗方法 ..............................................................................................................15. 第四節. 資料處理與統計分析........................................................................................21. VI.
(8) 結. 果 ........................................................................................................ 22. 第一節. 受測者基本資料.................................................................................................22. 第二節. 血液反應 ..............................................................................................................22. 第三節. 肌肉肝醣濃度反應 ............................................................................................29. 第四章. 討. 論 ........................................................................................................ 31. 第一節. 主要發現 ..............................................................................................................31. 第二節. 葡萄糖、胰島素、皮質醇、游離脂肪酸及甘油......................................31. 第三節. 肌肉肝醣 ..............................................................................................................33. 第五章. 第六章. 結. 論 ........................................................................................................ 36. 參考文獻 ........................................................................................................................ 37 附錄一. 人體試驗委員會審查意見表 ........................................................................ 47. 附錄二. 受測者同意書 ................................................................................................ 48. 附錄三. 營養成份表 .................................................................................................... 49. 附錄四. 血液葡萄糖檢測 ............................................................................................ 50. 附錄五. 血液胰島素檢測 ............................................................................................ 51. 附錄六. 血液皮質醇檢測 ............................................................................................ 52. 附錄七. 血液游離脂肪酸檢測 .................................................................................... 53. 附錄八. 血液甘油檢測 ................................................................................................ 54. 附錄九. 肌肉穿刺步驟 ................................................................................................ 55. 附錄十. 肌肉肝醣檢測 ................................................................................................ 56. VII.
(9) 表 目 錄 表 3-1. 受測者個別攝氧峰值之運動設計 .................................................................. 16. 表 4-1. 受測者基本資料 .............................................................................................. 22. VIII.
(10) 圖 目 錄 圖 2-1. 肌肉細胞內肝醣的合成路徑 .......................................................................... 10. 圖 3-1. 實驗流程圖 ...................................................................................................... 14. 圖 3-2. 肌肉穿刺流程圖 .............................................................................................. 20. 圖 4-1. 二項試驗處理後之血液葡萄糖濃度 .............................................................. 23. 圖 4-2. 二項試驗處理後之葡萄糖反應曲線下面積 .................................................. 23. 圖 4-3. 二項試驗處理後之血液胰島素濃度 .............................................................. 24. 圖 4-4. 二項試驗處理後之胰島素反應曲線下面積 .................................................. 25. 圖 4-5. 二項試驗處理後之血液皮質醇濃度 .............................................................. 26. 圖 4-6. 二項試驗處理後之血液游離脂肪酸濃度 ...................................................... 27. 圖 4-7. 二項試驗處理後之血液甘油濃度 .................................................................. 28. 圖 4-8. 二項試驗處理後之肌肉肝醣濃度 .................................................................. 29. 圖 4-9. 二項試驗處理後之肌肉肝醣回補率 .............................................................. 30. IX.
(11) 第一章 第一節. 緒論 問題背景. 自 1 9 6 8 年 墨 西 哥 奧 運 在 海 拔 2 , 2 4 0 公 尺 的 高 地 舉 辦 後， 許 多 運 動 項 目 表 現 都 受 到 該 環 境 因 素 影 響 (Jokl, Jokl, & Seaton, 1969)， 因 此 ， 運 動 科 學 研 究 人 員 、 教 練 及 運 動 員 開 始 探 討 高 地 環 境 對 運 動 表 現 的 影 響 與 成 效，國 外 著 名 且 有 具 體 訓 練 成 效 的 高 地 運 動 訓 練 中 心 包 含 美 國 Colorado Springs 高 地 訓 練 中 心 (海 拔 1,839 公 尺 )和 中 國 昆 明 高 地 訓 練 中 心 (海 拔 1 , 8 9 0 公 尺 ) 及 青 海 多 巴 高 地 訓 練 中 心 ( 海 拔 2 , 3 6 6 公 尺 ) 等。 高 地 訓 練 方 法 包 含 「 高 住 低 訓 (live high - train low, L H T L ) 」與「 低 住 高 訓 ( l i v e l o w - t r a i n h i g h , L L T H ) 」訓 練 法 ， 「 高 住 低 訓 」 訓 練 法 由 (Levine & Stray-Gundersen, 1992)首 先提出，能克服傳統高地訓練的許多不足之處，有逐漸取代 傳 統 高 地 訓 練 的 趨 勢， 「 低 住 高 訓 」訓 練 法 由 ( H o p p e l e r & V o g t , 2 0 0 1 ) 提 出 的 一 種 模 擬 高 原 訓 練 的 方 法，其 使 用 方 式 為 間 歇 性 低 氧 訓 練 ( i n t e r m i t t e n t h y p o x i c t r a i n i n g , I H T )， 其 依 據 短 時 間 暴 露 於 低 氧 環 境 時 ， 可 刺 激 體 內 紅 血 球 生 成 素 (erythropoietin, EPO)分 泌 的 原 理 而 發 展 出 來 的 訓 練 方 法。由 於 EPO 分 泌 的 增 加，有 助 於 紅 血 球 濃 度 的 增 加，最 終 便 可 能 • 提 高 VO2 max 與 耐 力 運 動 表 現 (Wilber, 2001)。 高地訓練運用於耐力運動員的成效其實是有正反兩面 的 評 價，其 主 要 的 原 因 是 因 為 很 多 優 秀 耐 力 運 動 員 於 高 地 訓 練期間，由於低壓低氧濃度、高山症的因素，導致無法維持 相 當 於 海 平 面 的 運 動 訓 練 強 度 (Levine & Stray-Gundersen, 1 9 9 7 )， 為 了 讓 運 動 員 在 海 平 面 也 能 有 「 高 地 」 的 低 氧 環 境 ， 許 多 替 代 策 略 也 相 繼 問 世，例 如 高 地 屋 與 模 擬 高 地 環 境 的 人 1.
(12) 造低氧訓練室。 運動訓練與強度及其持續時間是促進運動表現最重要 的因素，競技運動員面臨密集的國際與全國性競賽進行時， 其 運 動 恢 復 能 力 的 好 壞 即 決 定 再 次 競 賽 成 績 的 關 鍵 (Ivy, 2004)， 如 能 增 加 供 應 運 動 員 肌 肉 持 續 快 速 收 縮 之 能 源 儲 存 量，應可增強其耐力，而提高競賽時的競爭能力。 肝 臟 和 肌 肉 組 織 是 身 體 兩 個 吸 收 葡 萄 糖 的 主 要 器 官 (Razeghi, Young, Abbasi, & Taegtmeyer, 2001)， 研 究 發 現 餐 後 全 身. 85 ％ 的 血 糖 被 肌 肉 吸 收 (Fuchi, Rosdahl, Hickner,. Ungerstedt, & Henriksson, 1994)， 肝 臟 肝 醣 的 主 要 功 能 為 保 持血糖的恆定，當人體處在缺氧或低氧的情境下，骨骼肌肉 肝 醣 (muscle glycogen)即 為 氧 氣 不 足 時 主 要 使 用 的 能 源 來 源 (Ren, Gulve, Cartee, & Holloszy, 2006)， 先 前 研 究 顯 示 低 氧 剌激與高強度運動類似，均可造成組織氧氣相對缺乏，同樣 可 以 增 加 組 織 葡 萄 糖 的 使 用 率 (Winder, 2001)。 • 人 體 進 行 中 、 高 強 度 (65%至 85% VO2 max)運 動 ， 其 能 量 來自肌肉肝醣，肝醣供應不足為其衰竭發生的原因之一，以 能 量 系 統 而 言，肌 肉 肝 醣 儲 存 量 為 運 動 員 從 事 中 高 強 度 運 動 成績表現的重要因素，研究證據顯示，運動恢復能力主要與 肌肉損傷程度、肌肉肝醣回補能力、肌肉蛋白質再合成能力 有 關 (Ivy, 2004)， 在 耐 力 運 動 後 ， 肌 肉 肝 醣 的 消 耗 與 疲 勞 感 的 產 生 有 關 (Bergstrom,. Hermansen,. Hultman,. &. Saltin,. 1 9 6 7 )，激 烈 運 動 後 肝 醣 的 再 回 復 是 評 估 所 需 恢 復 期 間 長 短 的 重要因子。 肝 醣 對 競 技 運 動 而 言 是 最 主 要 的 能 量 來 源 (Romijn et al., 1993) ， 耐 力 運 動 強 度 與 肌 肉 對 肝 醣 能 源 依 賴 成 正 比 2.
(13) ( B e r g s t r o m e t a l . , 1 9 6 7 )， 在 運 動 比 賽 開 始 前 肌 肉 肝 醣 的 儲 存 量與耐力呈線性關係，肝醣儲存量越高，則耐力越強，一旦 肝醣耗盡，肌肉就很難維持高強度運動，因此，從事高強度 或 耐 力 性 的 運 動 時，醣 類 儲 存 多 寡 直 接 影 響 成 績 表 現 ( R o m i j n et al., 1993)。 文 獻 指 出 海 拔 高 度 2,300 至 2,500 公 尺 (氧 15.3 %)較 不 易 引 起 高 山 症 且 有 顯 著 的 運 動 適 應 效 果 (Holewijn. &. M e e u w s e n , 1 9 9 6 )， 又 高 地 往 返 需 考 慮 交 通 路 程 、 經 濟 能 力 與 高山症現象發生，故本實驗模擬以間歇性低氧環境訓練室 2 , 3 0 0 至 2 , 5 0 0 公 尺 海 拔 高 度，以 人 體 實 驗 方 式 進 行 七 天 的 短 期運動訓練，從運動訓練後肌肉能量代謝的角度，探討低氧 運 動 訓 練 對 耐 力 運 動 員 的 助 益，比 較 運 動 訓 練 後 肝 醣 耗 損 程 度，及運動後補充高碳水化合物的肌肉肝醣回補成效，希能 讓 教 練 與 運 動 員 瞭 解 低 氧 訓 練 對 人 體 能 量 代 謝 的 影 響，促 進 其運動表現。. 第二節. 研究目的. 以人體骨骼肌肉肝醣濃度直接驗證七天短期間歇性低 氧 運 動 訓 練 經 單 一 次 運 動 挑 戰 之 肝 醣 耗 損 程 度，及 運 動 後 高 碳水化合物補充是否能提升骨骼肌肉肝醣回補率。. 第三節. 研究假設. 為 期 七 天 短 期 間 歇 性 低 氧 環 境（ 常 壓 低 氧 訓 練 室 模 擬 海 拔 2,300 至 2,500 公 尺 高 度 ）每 天 60 分 鐘 、 70％ 最 大 攝 氧 峰 值 腳 踏 車 運 動 訓 練，運 動 後 高 碳 水 化 合 物 補 充 能 提 升 骨 骼 肌 肉肝醣回補率。 3.
(14) 第四節. 研究範圍與限制. 一 、 為 期 七 天 間 歇 性 低 氧 環 境 與 常 氧 環 境 下 進 行 每 天 60 分 鐘 、 70％ 最 大 攝 氧 峰 值 腳 踏 車 運 動 訓 練 後 經 單 一 次 常 氧 環 境 運 動 訓 練 後 補 充 碳 水 化 合 物，觀 察 4 小 時 內 肌 肉 肝 醣 濃 度 之 變 化，若 依 此 研 究 推 估 長 期 規 律 性 運 動 的 補 充 後，肌肉肝醣濃度有無差異，須持保留態度與後續研究 驗證。 二、本 實 驗 使 用 模 擬 常 壓 低 氧 情 境 的 低 氧 艙 來 進 行 間 歇 性 低 氧 運 動 訓 練，因 此 本 實 驗 結 果 無 法 立 即 推 演 到 高 地 訓 練 之應用。. 第五節. 名詞操作型定義. 一、血糖 指血液中的葡萄糖。消化後的葡萄糖由小腸進入血液， 並運輸到人體的各個細胞，為細胞的主要能量來源。 二、胰島素 為 胰 臟 (pancreas)蘭 氏 小 島 的 β 細 胞 所 分 泌 ， 具 有 增 加 肝 臟 及 脂 肪 等 細 胞 對 於 血 漿 葡 萄 糖 之 利 用，而 達 到 降 血 糖之功能。 三、皮質醇 是 腎 上 腺 皮 質 所 分 泌 的，是 促 進 機 體 進 行 分 解 代 謝 的 重 要 激 素 ( 吳 慧 君 , 2 0 0 5 )， 當 體 內 承 受 到 壓 力 時 ， 血 中 皮 質 醇的濃度會明顯增加，因其在應付壓力中扮演重要角 色，故又稱為「壓力荷爾蒙」，也被視為是反映身體壓 力 狀 態 的 一 種 荷 爾 蒙，其 生 理 作 用 為 糖 質 新 生 與 抗 發 炎 及 免 疫 抑 制 作 用 (Aron & Tyrell, 1994)。 4.
(15) 四、運動訓練 本 實 驗 第 一 至 七 天，分 別 於 常 氧 環 境 與 間 歇 性 低 氧 環 境 進 行 每 天 60 分 鐘 、 70％ 攝 氧 峰 值 腳 踏 車 運 動 ， 第 八 天 於常氧環境執行等量運動。 五、攝氧峰值 • 本 研 究 採 用 之 VO2. peak. 非受測者的最大攝氧量，本研究. 係 利 用 固 定 式 腳 踏 車 測 量 受 測 者 之 個 別 攝 氧 量，在 測 試 過程中，受測者在腳踏車運動期間之攝氧量達到穩定 後 ， 且 腳 踏 車 功 率 每 2 分 鐘 增 加 30 瓦 特 的 情 況 下 ， 攝 氧 量 不 再 隨 著 增 加 或 增 加 的 值 小 於 2 m l · k g - 1 · m i n - 1， 且 呼吸交換率大於. 1.15， 即 判 定 為 受 測 者 的 最 大 攝 氧 峰. 值。 六、間歇性低氧訓練 前 蘇 聯 在 20 世 紀 興 起 的 一 種 模 擬 高 原 訓 練 的 方 法 ， 其 利用低氧儀在平原條件下模擬不同海拔高度的高原低 氧環境，對運動員進行間歇性的低氧刺激，以提高運動 員有氧代謝能力和抗缺氧能力的一種新的科學方法。 七、低氧艙 常壓低氧訓練儀是芬蘭運動科學家於. 1990 年 初 模 擬. 2,000 至 3,000 公 尺 高 地 環 境 所 發 展 出 來 的 儀 器 (Wilber, 2 0 0 1 )， 因 艙 內 的 空 氣 氧 含 量 需 控 制 為 1 5 . 3 %， 故 需 在 海 平 面 (760 mmHg)加 入 100%的 氮 氣 混 合 ， 此 時 的 氧 分 壓 約 為 1 1 6 m m H g， 讓 其 如 同 身 處 2 , 5 0 0 公 尺 的 高 地 環 境 ， 因 此 儀 器 係 利 用 氮 氣 進 行 控 制，故 芬 蘭 稱 之 為「 氮 氣 屋 (nitrogen house)」 。. 5.
(16) 八、肌肉肝醣儲存量 本 研 究 以 受 測 者 大 腿 股 外 側 肌 (vastus lateralis)中 每 公 克 濕 肌 肉 內 含 的 微 莫 耳 葡 萄 糖 (µmol / g wet tissue)作 為 測量依據。. 6.
(17) 第二章 第一節. 文獻探討. 運動表現與低氧. 競技運動員提升耐力表現主要依賴肌肉肝醣儲存量與 身 體 輸 送 氧 的 能 力，研 究 指 出 低 氧 環 境 下 進 行 耐 力 訓 練 可 明 顯 地 提 升 有 氧 運 動 能 力 (Dufour et al., 2006)， 文 獻 指 出 海 拔 高 度 2,300 至 2,500 公 尺 (約 15.3%氧 濃 度 )不 易 引 起 高 山 症 狀 ， 且 可 達 到 顯 著 的 運 動 適 應 效 果 (Holewijn & Meeuwsen, 1996)。 對 低 氧 訓 練 持 正 面 評 價 包 含 E P O 的 分 泌 增 加，能 有 利 於 • 紅 血 球 數 量 提 升 ， 可 增 進 VO2 max 與 耐 力 運 動 表 現 (Wilber, 2 0 0 1 )， 低 氧 運 動 訓 練 可 能 可 以 提 高 最 大 耗 氧 量 ， 而 改 善 海 平 面 運 動 成 績 (Bigard, Brunet, Guezennec, & Monod, 1991; Levine & Stray-Gundersen, 1992)， 及 連 續 14 天 ， 一 天 3 小 時 的 低 氧 艙 (氧 濃 度 12.3 %)運 動 訓 練 ， 其 3,000 公 尺 可 提 升 計 時 賽 表 現 (Katayama et al., 2004)。 高地缺氧環境也有一些不利於運動表現的反應，例如： 最 大 攝 氧 量 下 降 ( 林 正 常 , 1 9 9 8 )、 速 度 降 低 、 功 率 輸 出 減 少 、 血 液 氧 氣 含 量 減 少 (Levine & Stray-Gundersen, 2001)， 雖 然 低 氧 與 運 動 間 的 特 殊 生 理 交 互 作 用 機 制 尚 未 完 全 暸 解，但 低 氧 確 實 能 誘 發 多 種 生 理 適 應 ， 進 而 增 進 運 動 表 現 (Dufour et al., 2006; Zoll et al., 2006)。. 第二節. 低氧與血液. 常氧環境下，葡萄糖以肝醣形式儲存在肌肉，而肌肉的 肝 醣 濃 度 又 會 限 制 其 肝 醣 合 成，運 動 之 所 以 可 以 改 善 血 糖 恆 定，最明顯的理由就是運動可以大量的消耗肌肉肝醣，為下 7.
(18) 次進食提供足夠的肝醣儲存空間，以改善血糖的控制，運動 訓練後可提昇動物及人體的葡萄糖耐受度與胰島素敏感度 (Chiu et al., 2004)。 研 究 發 現 運 動 強 度 達 75％ 最 大 攝 氧 量 跑 步 運 動 後，皮 質 醇 及 腎 上 腺 素 濃 度 皆 明 顯 增 加 (Nieman, 1997; Nieman et al., 1995)， 且 皮 質 醇 會 讓 葡 萄 糖 耐 受 度 及 胰 島 素 敏 感 度 下 降 (Hautanen & Adlercreutz, 1993)。 經 長 期 的 中 度 低 氧 適 應 後，骨 骼 肌 會 產 生 類 似 運 動 訓 練 的 生 理 適 應 現 象，例 如：微 血 管 密 度 增 加 ( D e v e c i , M a r s h a l l , & Egginton, 2001)、 改 善 血 糖 吸 收 能 力 (Chiu et al., 2004)。 研 究 指 出 急 性 暴 露 高 地 會 讓 葡 萄 糖、皮 質 醇 及 生 長 激 素 顯 著 提 升 及 胰 島 素 濃 度 下 降 (Sutton & Garmendia, 1977)， 而 低 氧 會 造 成 血 漿 中 促 腎 上 腺 皮 質 激 素 和 皮 質 醇 增 加，而 腎 上 腺 皮 質 激 素 會 刺 激 升 糖 激 素 來 增 加 糖 質 新 生 ， 進 而 提 高 血 糖 (Giussani et al., 1994)。. 第三節. 運動與肌肉肝醣. 醣 類 與 脂 肪 為 運 動 的 主 要 能 量 來 源，其 能 源 供 給 為 何 則 取 決 於 運 動 強 度 與 時 間 (Coyle, 1995)， 中 高 強 度 耐 力 型 運 動 主 要 的 能 量 來 源 為 肌 肉 肝 醣 (Romijn et al., 1993)， 當 運 動 強 • 度 低 於 45 至 50% VO2 max 時 ， 脂 肪 為 其 供 應 來 源 ， 運 動 強 度 • 高 達 90 至 95% VO2 max 時 ， 醣 類 的 供 給 達 總 能 量 的 95%以 上。當運動強度高，則其對肌肉肝醣的能量消耗也相對增 加 ， 隨 肌 肉 肝 醣 的 耗 盡 ， 其 疲 勞 感 也 隨 之 產 生 (Bergstrom et a l . , 1 9 6 7 )。 因 此 ， 激 烈 運 動 後 的 恢 復 期 最 重 要 的 就 是 讓 肌 肉 肝醣回復至正常的水平，而影響肌肉葡萄糖運送的因素，主 要 為 運 動 時 骨 骼 肌 收 縮 及 胰 島 素 的 刺 激 ( D o u e n e t a l . , 1 9 9 0 )。 8.
(19) 激 烈 運 動 後 ， 肝 醣 合 成 (glycogenesis)可 分 為 兩 個 階 段 ， 一為快速合成期，此時期不需要依賴胰島素，其次則為慢速 合成期，此時則需依賴胰島素的參與。健康成人在快速合成 期 時 ， 肝 醣 合 成 速 率 每 小 時 每 公 斤 肌 肉 約 為 12-30 微 莫 耳 ， 此 階 段 在 運 動 後 可 持 續 30 至 60 分 鐘 ， 因 肌 肉 收 縮 會 增 加 肌 肉 細 胞 膜 對 葡 萄 糖 的 通 透 性 ， 導 致 細 胞 內 的 葡 萄 糖 -6-磷 酸 ( G l u c o s e - 6 - P h o s p h a t e， G - 6 - P ) 濃 度 提 升 及 胰 島 素 的 敏 感 性 增 加 ， 故 此 時 不 需 依 賴 胰 島 素 ( Bergstrom et al ., 1967)； 而 慢 速 合 成 期 因 運 動 刺 激 會 增 加 肌 肉 細 胞 對 胰 島 素 的 敏 感 性，進 而 刺 激 細 胞 中 葡 萄 糖 轉 運 子 (Glucose transporter, GLUT)由 細 胞 內 轉 位 至 細 胞 膜 上，以 運 輸 血 液 中 的 葡 萄 糖 進 入 細 胞 中 進 行肝醣合成作用，故此時需依賴胰島素的作用；若無碳水化 合 物 補 充 ， 則 慢 速 合 成 期 的 肝 醣 合 成 速 率 只 有 快 速 期 的 10-30 % (Price et al., 1994)， 但 若 能 在 運 動 後 立 刻 補 充 碳 水 化 合 物 ， 則 慢 速 期 的 肝 醣 合 成 速 率 能 增 加 數 倍 (Ivy, 1991)。 餐 後 葡 萄 糖 往 肝 臟 或 骨 骼 肌 移 動，轉 變 成 肝 醣 的 過 程 稱 為 肝 醣 合 成 ， 肌 肉 肝 醣 合 成 需 先 將 血 液 中 GLUT 轉 運 到 細 胞 膜 上 ， 再 將 葡 萄 糖 帶 入 肌 肉 細 胞 ， 由 六 碳 醣 激 酶 ( H e x o k i n a s e， H K ) 催 化 成 葡 萄 糖 - 6 - 磷 酸 ， 再 轉 變 成 葡 萄 糖 - 1 磷 酸 ( g l u c o s e - 1 - p h o s p h a t e， G 1 P )， G 1 P 和 尿 苷 二 磷 酸 ( u r i d i n e diphosphate, UDP)在 肝 醣 素 (glycogenin)的 協 助 下，會 合 成 尿 苷 二 磷 酸 葡 萄 糖 (uridine diphosphoglucose; UDPG)， 此 時 肝 醣 合 成 酶 會 利 用 UDPG 合 成 肌 肉 肝 醣 (Jentjens & Jeukendrup, 2003)。. 9.
(20) 圖 2-1. 肌肉細胞內肝醣的合成路徑 (Shulman, 2000). 肌 肉 肝 醣 的 合 成 路 徑 如 圖 2-1， 葡 萄 糖 從 細 胞 膜 外 進 入 到 細 胞 膜 內 之 肝 醣 儲 存 過 程 包 含 三 個 主 要 步 驟，第 一 為 葡 萄 糖 由 葡 萄 糖 轉 運 子 （ glucose transporter 4, GLUT4） 運 輸 ， 第 二 為 葡 萄 糖 由 HK 磷 酸 化 為 G-6-P， 第 三 為 肝 醣 由 肝 醣 合 成 酶 (glycogen synthase, GS) 聚 合 ； 在 葡 萄 糖 運 輸 方 面 ， GLUT4 為 肌 肉 細 胞 膜 上 的 主 要 運 輸 通 道 (Bell et al., 1990)。 人 體 處 於 缺 氧 或 低 氧 的 情 境 下，骨 骼 肌 肉 肝 醣 為 氧 氣 不 足 時 主 要 的 能 量 來 源 (Ren et al., 2006)， 研 究 證 明 低 氧 剌 激 與 高 強度運動類似，均可造成組織氧氣相對缺乏，故皆可增加組 織 葡 萄 糖 的 使 用 率 (Winder, 2001)。. 第四節. 肝醣與碳水化合物. 運 動 員 運 動 強 度 與 能 量 代 謝 型 態 是 相 互 關 聯 的，低 強 度 運動時，身體主要能量來源大部分是脂肪，而中、高強度運 動 時 ， 身 體 主 要 能 量 來 源 是 碳 水 化 合 物 ( C o y l e , 1 9 9 5 )。 人 體 來自於碳水化合物的能源有三種，分別是血液中血糖、肝臟 10.
(21) 肝 醣 以 及 肌 肉 肝 醣，其 中 肌 肉 肝 醣 是 運 動 中 最 主 要 的 能 量 來 源。激 烈 耐 力 性 運 動 後 補 充 碳 水 化 合 物 的 主 要 目 的 為 補 充 肝 臟與肌肉肝醣。 在急性低氧環境下運動，會消耗更多的碳水化合物，並 可 能 會 增 加 肝 醣 消 耗 量 (Roberts, Weber, Hoppeler, Weibel, & Taylor, 1996)， 而 造 成 心 跳 率 增 加 及 運 動 表 現 下 降 。 和 常 壓 常氧相較之下，若想要維持較佳的運動表現，則需使用更多 的 碳 水 化 合 物 來 提 供 運 動 中 所 需 的 能 量，才 能 維 持 較 高 的 運 動 強 度 (Brooks et al., 1991)。. 第五節. 本章總結. 文 獻 指 出 低 氧 環 境 下 醣 類 是 首 要 的 能 量 來 源，在 消 耗 相 同的氧莫耳數時，醣類可提供較多的. ATP 給 身 體 活 動 使 用. ( H o c h a c h k a e t a l . , 1 9 9 1 )， 研 究 也 指 出 急 性 暴 露 在 高 地 期 間 ， 身體活動會引起葡萄糖、皮質醇及生長激素的顯著上升，及 胰 島 素 濃 度 的 下 降 (Sutton & Garmendia, 1977)， 間 歇 性 低 氧 能 夠 促 進 運 動 表 現 (Katayama et al., 2004)， 又 人 體 實 驗 證 明 ， 肌 肉 肝 醣 含 量 增 加 能 有 效 提 升 運 動 耐 力 表 現 (Tsintzas & Williams, 1998)， 故 本 研 究 擬 探 討 七 天 短 期 間 歇 性 低 氧 運 動 訓練，對單一運動挑戰肌肉肝醣的耗損程度，及運動後補充 高碳水化合物飲食是否能增加肌肉肝醣回補效率。. 11.
(22) 第三章. 研究方法與步驟. 第一節. 研究對象. 自 願 參 與 實 驗 之 18 至 22 歲 男 性 受 測 者 共 計 七 名 ， 分 別 進 行 兩 項 試 驗 設 計 ， 包 含 七 天 常 氧 環 境 運 動 訓 練 (每 天 60 分 鐘 )與 七 天 間 歇 性 低 氧 環 境 運 動 訓 練 (每 天 60 分 鐘 )， 參 加 這 次試驗之受測者有運動習慣，且無心血管疾病，在正式試驗 執 行 前 先 進 行 其 最 大 攝 氧 峰 值 檢 測，若 於 前 趨 試 驗 中 有 任 何 不適，則隨時停止前趨試驗，不再接受正式實驗。本研究通 過國立臺灣體育學院人體試驗委員會審查同意進行臨床試 驗 (如 附 錄 一 )， 受 測 者 經 參 與 實 驗 計 畫 說 明 會 並 簽 署 同 意 書 (如 附 錄 二 )後 ， 即 可 開 始 參 與 實 驗 。. 第二節. 實驗設計與流程. 本研究為期八天，在正式試驗前三天，每位受測者均需 接 受 常 氧 環 境 與 間 歇 性 低 氧 環 境 之 攝 氧 峰 值 檢 測 (Kuipers, V e r s t a p p e n , K e i z e r , G e u r t e n , & V a n K r a n e n b u r g , 1 9 8 5 )， 自 開 始檢測攝氧峰值後就需維持正常作息，避免激烈運動、飲食 不正常、飲用咖啡、酒及抽煙，直到實驗結束當天。 正 式 試 驗 之 第 一 至 七 天 為 腳 踏 車 運 動，包 含 常 氧 環 境 運 動 訓 練 (常 氧 試 驗 ， Control trial)與 間 歇 性 低 氧 環 境 運 動 訓 練 (低 氧 試 驗 ， IHT trial)， 採 交 叉 試 驗 設 計 方 式 進 行 ， 二 個 試 驗 間 至 少 相 隔 七 天，受 測 者 於 常 氧 試 驗 或 低 氧 試 驗 ( 氧 氣 濃 度 約 為 1 5 . 3 %， 相 當 於 海 拔 高 度 2 , 3 0 0 至 2 , 5 0 0 公 尺 ) 下 進 行 每 • 天 6 0 分 鐘、常 氧 或 低 氧 的 7 0 ％ V O 2 p e a k 腳 踏 車 運 動 共 七 天， 於 第 八 天 上 午 8 時 至 實 驗 室 報 到 ， 前 一 晚 需 禁 食 12 小 時 ， 在 運 動 前 先 接 受 肌 肉 穿 刺 及 空 腹 採 血，以 取 得 運 動 前 肌 肉 及 12.
(23) 血 液 樣 本 ， 經 5 分 鐘 暖 身 後 ， 於 常 氧 環 境 執 行 單 一 次 60 分 • 鐘 、 常 氧 的 70 % VO2 peak 腳 踏 車 運 動 ， 實 驗 期 間 可 以 自 由 補 充水分，運動後 0 小時接受肌肉穿刺及抽血，取得肌肉和血 液 樣 本 後 立 即 補 充 高 碳 水 化 合 物 (2 克 /每 公 斤 體 重 )飲 食 ， 飲 食 補 充 後 4 小 時 內 每 隔 30 分 鐘 接 受 血 液 採 樣 ， 運 動 後 4 小 時進行肌肉穿刺。 血液採樣位置在上臂靜脈，取得受測者之血液樣本後， 進行葡萄糖、胰島素和皮質醇濃度分析；肌肉穿刺位置在大 腿股外側肌肉，每次肌肉樣本取得位置需至少相距 2 公分， 肌 肉 樣 本 去 除 肉 眼 可 見 之 脂 肪 與 血 液 後，立 即 置 入 液 態 氮 急 速 冷 凍 ， 於 48 小 時 內 完 成 肌 肉 肝 醣 濃 度 分 析 ， 實 驗 流 程 圖 如 圖 3-1。. 13.
(24) • 受 測 者 常 氧 與 低 氧 之 VO2. p e a k. 檢 測. 前 測 • 確 定 受 測 者 常 氧 與 低 氧 之 70% VO2. 第 1~7 天. 第 8 天. • 常 氧 70% VO2 peak 常 氧環境 腳 踏 車 運 動 60 分 鐘 維 持固定飲 食並記錄. p e a k. • 低 氧 70% VO2 peak 低 氧環境 腳 踏 車 運 動 60 分 鐘 維 持固定飲 食並記錄. 1 . 實 驗 前 一 晚 禁 食 1 2 小 時，隔 天 早 上 8 點 至 實 驗 室 2.受 測 者 空 腹 狀 態 接 受 抽 血 、 第 1 次 肌 肉 穿 刺. • 常 氧 70% VO2. p e a k. 常 氧 環 境 腳 踏 車 運 動 60 分 鐘. 運 動後 0 小 時立即進 行第 2 次 肌肉穿 刺 抽血. 給 予每公斤 體重 2 公 克的碳水 化合物飲 食. 1.飲 食 補 充 後 4 小 時 內 每 30 分 鐘 接 受 採 血 (第 30、 60、 90、 120、 150、 180、 210、 240 分 ). 2.飲 食 補 充 後 第 4 小 時 進 行 第 3 次 肌 肉 穿 刺. 圖 3-1. 實驗流程圖. 14.
(25) 第三節. 實驗方法. 一、攝氧峰值檢測 受 測 者 分 別 於 常 氧 環 境 與 低 氧 環 境 執 行 腳 踏 車 運 動 (Monark, 894E, Vansbro, Sweden)， 於 檢 測 前 先 安 靜 休 息 5分 鐘，測其身高與體重後戴上集氣式面罩及可攜式氣體分析儀 Meta. Max. 3B(Cortex. Biophysik,. Nonnenstrasse,. Leipzig,. G e r m a n y )， 在 分 析 軟 體 輸 入 個 別 之 年 齡 、 身 高 、 體 重 後 開 始 施 測，受 測 者 需 維 持 每 分 鐘 60轉 的 腳 踏 車 轉 速，運 動 0至 4分 鐘 之 腳 踏 車 功 率 為 30瓦 特 (Watt)， 而 後 每 2分 鐘 腳 踏 車 功 率 增 加 30 Watt(如 表 3-1)， 直 至 受 測 者 攝 氧 量 達 到 穩 定 ， 且 在 腳 踏 車 功 率 增 加 的 情 況 下 ， 相 對 攝 氧 峰 值 增 加 小 於 2 m l · k g - 1 · m i n - 1， 且 其 呼 吸 交 換 率 (Respiratory. exchange. ratio,. RER) 大 於. 1.15(Williams, Powers, & Stuart, 1986)， 此 時 為 受 測 者 的 最 大 攝 氧 峰 值 ， 單 位 為 m l · k g - 1 · m i n - 1， 將 所 得 之 攝 氧 峰 值 出 現 時 間 對 應 腳 踏 車 功 率， 再 乘 以 70%即 為 受 測 者 在 正 式 實 驗 時 進 行 60 分 鐘 的 運 動 強 度 (Kuipers et al., 1985)。. 15.
(26) 表 3-1 階段. 受測者個別攝氧峰值之運動設計. 持續時間. 負. 荷. 轉. 速. 阻 力. (min). (kp). (rpm). (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. 二、碳水化合物飲食 正式試驗前三天，受測者避免激烈運動，維持正常作 息，並要求避免飲用咖啡、酒及抽煙，在實驗過程中需維持 固 定 飲 食 用 量 並 記 錄 ， 前 一 晚 禁 食 12 小 時 。 在 正 式 試 驗 當 • 天，執 行 單 一 次 70％ VO2 peak 強 度 腳 踏 車 運 動，運 動 持 續 的 60 分 鐘 期 間 ， 受 測 者 允 許 自 由 飲 水 ， 完 成 運 動 後 ， 每 位 受 測 者 給 予 每 公 斤 體 重 2 克 的 高 碳 水 化 合 物 飲 食，內 容 物 包 含 玉 米 片 、 低 脂 鮮 奶 、 白 土 司 、 草 莓 果 醬 、 葡 萄 糖 水 、 水 (Wu, Nicholas, Williams, Took, & Hardy, 2003)， 營 養 成 份 表 如 附 錄三。. 16.
(27) 三、間歇性低氧環境 本研究之間歇性低氧運動訓練環境位於國立臺灣體育 學 院 田 徑 場 體 能 訓 練 室 之 常 壓 低 氧 艙 (Colorado Altitude T r a i n i n g , L o u i s v i l l e , U S A )， 空 間 約 長 5 公 尺 、 寬 4 公 尺 、 高 2 . 5 公 尺，其 可 模 擬 相 當 於 海 拔 2 , 3 0 0 至 2 , 5 0 0 公 尺 高 度 的 低 氧 環 境 (約 15.3%氧 濃 度 )。 在 低 氧 試 驗 前 4 小 時 ， 先 開 啟 科 羅 拉 多 高 地 訓 練 數 位 控 制 儀 (CAT Digital Controller)， 控 制 儀 透 過 加 入 100 %氮 氣 混 合 的 方 式 ， 將 低 氧 艙 的 氧 氣 濃 度 控 制 為 15.3%， 此 時 氧 分 壓 約 為 116 mmHg， 相 當 於 2,300 至 2,500 公 尺 的 低 氧 環 境 ， 當 氧 氣 濃 度 穩 定 且 達 到 試 驗 要 求 的 低氧環境，受測者即可進入低氧艙執行低氧試驗。. 四、血液樣本蒐集與分析 依 血 液 採 樣 時 間 點，於 每 次 抽 血 前 均 由 合 格 護 士 先 以 酒 精 棉 球 消 毒 ， 以 注 射 針 頭 (Becton. Dickinson. and. Company,. Franklin Lakes, NJ, USA) 於 受 測 者 上 臂 靜 脈 取 得 其 血 液 樣 本，採血後用酒精棉壓迫止血防止出血，必要時貼上紗布保 護 ， 採 血 後 置 入 含 有 EDTA 的 真 空 管 內 ， 並 用 3,000 rpm 離 心 10 分 鐘 取 上 清 液 ， 儲 存 於 -20℃ 冰 箱 ， 分 別 進 行 葡 萄 糖 、 胰 島 素、皮質醇、游離脂肪酸及甘油濃度分析。. (一 )葡 萄 糖 分 析 執 行 葡 萄 糖 氧 化 酶 檢 測 方 法 ， 使 用. RANDOX. (Laboratories Ltd., Ardmore, United Kingdom)生 產 的 臨 床 生 化試劑，放入. SmartSpec Plus spectrophotometer (Bio-Rad. L a b o r a t o r i e s , H e r c u l e s , C A , U S A ) 進 行 濃 度 測 量，讀 取 O D 4 5 0 17.
(28) nm 吸 光 值 ， 將 所 得 數 據 畫 出 標 準 曲 線 ， 計 算 迴 歸 公 式 ， 換 算出各樣本之葡萄糖濃度，檢測步驟如附錄四。 (Glucose area under curve,. 葡 萄 糖 反 應 曲 線 下 面 積 GAUC)以 運 動 前. 60 分 鐘 血 糖 值 作 為 基 準 值 ， 將 運 動 前. 60. 分 、 運 動 後 0、 30、 60、 90、 120、 150、 180、 210、 240 分 鐘所得血糖數值與時間以梯形法計算方式計算總和而得。. (二 )胰 島 素 分 析 執 行 酵 素 免 疫 分 析 法 (enzyme-link immunosorbent assay, ELISA)， 使 用 Human Insulin. ELISA kit (Linco Research,. M O , U S A )， 將 血 清 樣 本 加 入 含 有 一 級 抗 體 之 9 6 孔 盤 ， 洗 去 未結合的物質，再加入另一個與酵素結合，並且對一級抗體 有 專 一 性 之 二 級 抗 體 ( 或 稱 酵 素 連 結 抗 體 ， enzyme-labeled a n t i b o d y )， 二 級 抗 體 與 一 級 抗 體 產 生 專 一 性 結 合 並 藉 此 將 酵 素 也 帶 到 有 胰 島 素 存 在 的 位 置 ， 然 後 加 入 酵 素 的 受 質 3,3’5,5’- tetramethylbenzidine， 經 過 一 段 時 間 的 作 用 ， 酵 素 會 催 化 受 質 反 應 而 呈 現 顏 色 或 產 生 螢 光 ， 讀 取 OD450 nm 吸 光值，再利用標準溶液和其吸光值將所得數據畫出標準曲 線，計算迴歸公式，換算出各樣本之胰島素濃度，檢測步驟 如附錄五。 胰 島 素 反 應 曲 線 下 面 積 (Insulin area under curve, IAUC) 以 運 動 前 60 分 鐘 胰 島 素 值 作 為 基 準 值 ， 將 運 動 前 60 分 、 運 動 後 0、 30、 60、 90、 120、 150、 180、 210、 240 分 鐘 所 得 胰島素數值與時間以梯形法計算方式計算總和而得。. 18.
(29) (三 )皮 質 醇 分 析 以 電 化 學 發 光 免 疫 分 析 法 (Electrochemiluminescence i m m u n o a s s a y， E C L I A )， 使 用 E l e c s y s C o r t i s o l 試 劑 ( C a t . N o . 11875116； Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Germany)， 放 入 Roche Elecsys 2010 免 疫 分 析 儀 器 (Roche)分 析 皮 質 醇 濃 度，檢測步驟如附錄六。. (四 )游 離 脂 肪 酸 分 析 以 商 業 試 劑 進 行 操 作 以 及 反 應 (Wako NEFA, Germany)， 並 以 全 自 動 生 化 分 析 儀 (Hitachi 7020, Ibaraki, Japan)檢 測 游 離 脂肪酸的濃度，檢測步驟請參閱附錄七。. (五 )甘 油 分 析 以 商 業 試 劑 進 行 操 作 以 及 反 應 (Randox,. Co.. Antrim,. U n i t e d K i n g d o m )， 並 以 全 自 動 生 化 分 析 儀 檢 測 甘 油 的 濃 度 ， 檢 測步驟請參閱附錄八。. 五、肌肉樣本蒐集 本 實 驗 通 過 國 立 臺 灣 體 育 學 院 人 體 試 驗 委 員 會 審 查，同 意 進 行 臨 床 試 驗，肌 肉 穿 刺 由 彰 化 基 督 教 醫 院 之 合 格 醫 師 執 行 ， 受 測 者 在 運 動 後 坐 在 長 椅 上 ， 先 在 大 腿 股 外 側 肌 (vastus lateralis)注 入 1-2 ml 2％. l i g n o c a i n 麻 醉 劑 進 行 局 部 麻 醉，鋪. 蓋 已 滅 菌 之 洞 巾 後 ， 再 以 14 號 肌 肉 穿 刺 針 (TEMNO, McGaw Park, IL, USA)取 得 肌 肉 大 腿 股 外 側 肌 肉 (Bergstrom, 1962)， 去除肉眼可見之脂肪與血液後，立即置入液態氮急速冷凍， 肌 肉 穿 刺 步 驟 如 圖 3-2 與 附 錄 九 。 19.
(30) 圖 3-2. 肌肉穿刺流程圖. 六、肌肉肝醣濃度分析 肌 肉 肝 醣 濃 度 分 析 使 用 酵 素 分 解 法 (Passonneau. &. L a u d e r d a l e , 1 9 7 4 )，先 使 用 1 N 之 氫 氧 化 鉀 ( K O H ) 溶 解 肌 肉 樣 本 ， 再 以 0.3 M 醋 酸 鈉 (sodium acetate)調 節 酸 鹼 值 後 ， 以 澱 粉 糖 基 酶 (amyloglucosidase, boehringer Mannheim)將 肝 醣 分 解 成 葡 萄 糖 ， 再 使 用 過 氧 化 呈 色 組 合 方 式 (Trinder Glucose Kit, Sigma)， 使 用 分 光 光 譜 儀 (Beckman DU-600) OD505 吸 光 值 測 得 葡 萄 糖 濃 度 ( g l u c o s y l u n i t ) 後，將 所 得 數 據 畫 出 標 準 曲 線，換算出各樣本之肌肉肝醣濃度，檢測步驟如附錄十。. 20.
(31) 第四節. 資料處理與統計分析. 實 驗 所 得 資 料 以 SPSS for Windows 12.0 版 電 腦 統 計 套 裝軟體進行分析： 一 、 以 相 依 樣 本 二 因 子 變 異 數 分 析 (two way ANOVA)， 比 較 各試驗不同時間點之運動前與運動後 0 小時及 4 小時的 肌肉肝醣濃度差異。 二 、 以 相 依 樣 本 二 因 子 變 異 數 分 析 (two way ANOVA)， 比 較 葡萄糖、胰島素、皮質醇、游離脂肪酸及甘油之各試驗 不同時間點之差異。 三、以相依樣本 T 檢定，比較兩個試驗之葡萄糖、胰島素及 皮質醇之各反應曲線下面積差異。 四、所有數據均以平均值. ± 標 準 誤 (mean ± SE)表 示 。. 五 、 本 研 究 統 計 顯 著 水 準 α 訂 為 .05， P < .05 表 示 達 統 計 上 的顯著差異。. 21.
(32) 第四章 第一節. 結果. 受測者基本資料. 七 名 男 性 受 測 者 平 均 年 齡 為 2 0 . 2 9 ± 1 . 1 1 歲，身 高 為 1 7 3 . 9 4 ± 5.31公 分 ， 體 重 為 72.74 ± 6.93公 斤 ， 身 體 質 量 指 數 為 24.12 ± 3.13 ， 常 氧 環 境 最 大 攝 氧 峰 值 為 每 分 鐘 每 公 斤 體 重. 46.61 ±. 1.94毫 升 ， 低 氧 環 境 最 大 攝 氧 峰 值 為 每 分 鐘 每 公 斤 體 重. 41.97. ± 1.92毫 升 (如 表 4-1)。. 表 4-1 項. 受測者基本資料 mean ± SE. 目. 年 齡 (age). 20.29 ± 0.42. 身 高 (cm). 173.94 ± 2.01. 體 重 (kg). 72.74 ± 2.62. 身 體 質 量 指 數 (kg / m2). 24.12 ± 1.18. 常 氧 環 境 最 大 攝 氧 峰 值 (ml / kg/ min). 46.61 ± 2.24. 低 氧 環 境 最 大 攝 氧 峰 值 (ml / kg/ min). 41.97 ± 2.24. mean ± SE， n = 7。. 第二節. 葡萄糖、胰島素、皮質醇、游離脂肪酸、甘油. 一、葡萄糖 以 相 依 樣 本 二 因 子 變 異 數 分 析，比 較 常 氧 或 低 氧 環 境 運 動 訓 練 七 天 後，經 單 一 次 等 量 運 動 挑 戰 後 葡 萄 糖 在 兩 項 試 驗 之 各 時 間 點 差 異 ， 低 氧 試 驗 之 葡 萄 糖 濃 度 在 運 動 後 3 0、 6 0 、 90、 120、 150 與 180 分 鐘 明 顯 低 於 常 氧 試 驗 ( P < .05 ) (圖 4-1)， 以 GAUC 來 代 表 葡 萄 糖 吸 收 能 力 ， 低 氧 試 驗 之 GAUC 顯 著 低 於 常 氧 試 驗 ( P < .05 ) (圖 4-2)。. 22.
(33) 140. Control trial IHT trial. *. Plasma glucose ( mg/dL ). 130. * *. 120. * 110. * *. 100. 90. 80. 70 -60. 0. 30. 60. 90. 120. 150. 180. 210. 240. Time ( min ). 圖 4-1. 二項試驗處理後之血液葡萄糖濃度. 二 項 試 驗 處 理 後 之 血 液 葡 萄 糖 濃 度 。 Control trial 為 常 氧 試 驗，IHT trial 為 低 氧 試 驗，”＊ ”與 Control trial 有 顯 著 差 異 ， P < .05， mean ± SE， n = 7。. Glucose AUC (mg / dL x min). 3500 Control trial IHT trial 3000. 2500. *. 2000. 1500. 1000. 圖 4-2. 二項試驗處理後之葡萄糖反應曲線下面積. 二 項 試 驗 處 理 後 之 葡 萄 糖 反 應 曲 線 下 面 積 。 Control trial 為 常 氧 試 驗 ， IHT trial 為 低 氧 試 驗 ， ”＊ ”與 Control trial 有 顯 著 差 異 ， P < .05， mean ± SE， n = 7。. 23.
(34) 二、胰島素 以 相 依 樣 本 二 因 子 變 異 數 分 析，比 較 常 氧 或 低 氧 環 境 運 動 訓 練 七 天 後，單 一 次 等 量 運 動 挑 戰 後 胰 島 素 在 兩 項 試 驗 之 各 時 間 點 差 異 ， 低 氧 試 驗 之 胰 島 素 濃 度 在 運 動 後 3 0、 9 0、 1 5 0 與 210 分 鐘 顯 著 低 於 常 氧 試 驗 ( P < .05 ) (圖 4-3)， 以 IAUC 來 代 表 胰 島 素 敏 感 度 ， 低 氧 試 驗 之 IAUC 顯 著 低 於 常 氧 試 驗 ( P < .05 ) (圖 4-4)。. 70. Control trial IHT trial. *. Serum insulin (uU/mL). 60. 50. 40. * 30. * 20. 10. 0 -60. 0. 30. 60. 90. 120. 150. 180. 210. 240. Time ( min ). 圖 4-3. 二項試驗處理後之血液胰島素濃度. 二 項 試 驗 處 理 後 之 血 液 胰 島 素 濃 度 。 Control trial 為 常 氧 試 驗 ， IHT trial為 低 氧 試 驗 ， ”＊ ”與 Control trial有 顯 著 差 異 ， P < .05， mean ± SE， n = 7。. 24.
(35) 3000. Insulin AUC (mg / dL x min). Control trial IHT trial. 2500. 2000. * 1500. 1000. 圖 4-4. 二項試驗處理後之胰島素反應曲線下面積. 二 項 試 驗 處 理 後 之 胰 島 素 反 應 曲 線 下 面 積 。 Control trial為 常 氧 試 驗 ， IHT trial為 低 氧 試 驗 ， ”＊ ”與 Control trial有 顯 著 差 異 ， P < .05， mean ± SE， n = 7。. 25.
(36) 三、皮質醇 以 相 依 樣 本 二 因 子 變 異 數 分 析，比 較 常 氧 或 低 氧 環 境 運 動 訓 練 七 天 後，經 單 一 次 等 量 運 動 挑 戰 後 皮 質 醇 在 兩 項 試 驗 之 各 時 間 點 差 異，單 一 運 動 挑 戰 後 於 兩 項 試 驗 之 間 並 無 顯 著 性 差 異 ( P > .05 ) (圖 4-5)。 600. Control trial IHT trial. Plasma Cortisol (uU/mL). 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 -60. 0. 30. 60. 90. 120. 150. 180. 210. 240. Time ( min ). 圖 4-5. 二項試驗處理後之血液皮質醇濃度. 二 項 試 驗 處 理 後 之 血 液 皮 質 醇 濃 度 。 Control trial 為 常 氧 試 驗 ， IHT trial 為 低 氧 試 驗 ， mean ± SE， n = 7。. 26.
(37) 四、游離脂肪酸 以 相 依 樣 本 二 因 子 變 異 數 分 析，比 較 常 氧 或 低 氧 環 境 運 動 訓 練 七 天 後，經 單 一 次 等 量 運 動 挑 戰 後 游 離 脂 肪 酸 在 兩 項 試驗之各時間點差異，低氧試驗之游離脂肪酸濃度在運動 前、運 動 後 0、3 0、1 8 0 與 2 1 0 分 鐘 顯 著 低 於 常 氧 試 驗 ( P < . 0 5 ) (圖 4-6)。 2.0. Control trial IHT trial. NEFA ( mmol/L ). 1.5. *. 1.0. * 0.5. *. * *. 0.0 -60. 0. 30. 60. 90. 120. 150. 180. 210. 240. Time ( min ). 圖 4-6. 二項試驗處理後之血液游離脂肪酸濃度. 二 項 試 驗 處 理 後 之 血 液 游 離 脂 肪 酸 濃 度 。 Control trial為 常 氧 試 驗 ， IHT trial為 低 氧 試 驗 ， ”＊ ”與 Control trial有 顯 著 差 異 ， P < .05， mean ± SE， n = 7。. 27.
(38) 五、甘油 以 相 依 樣 本 二 因 子 變 異 數 分 析，比 較 常 氧 或 低 氧 環 境 運 動 訓 練 七 天 後，經 單 一 次 等 量 運 動 挑 戰 後 甘 油 在 兩 項 試 驗 之 各 時 間 點 差 異 ， 低 氧 試 驗 之 甘 油 濃 度 在 運 動 前 、 運 動 後 0、 30 與 180 分 鐘 顯 著 低 於 常 氧 試 驗 ( P < .05 ) 400. Control trial IHT trial. *. 350. (圖 4-7)。. Glycerol ( µmol/L ). 300 250 200 150 100. *. *. *. 50 0 -60. 0. 30. 60. 90. 120. 150. 180. 210. 240. Time ( min ). 圖 4-7. 二項試驗處理後之血液甘油濃度. 二 項 試 驗 處 理 後 之 血 液 甘 油 濃 度 。 Control trial為 常 氧 試 驗 ， IHT trial 為 低 氧 試 驗 ， ” ＊ ” 與 Control trial 有 顯 著 差 異 ， P < .05， mean ± SE， n = 7。. 28.
(39) 第三節. 肌肉肝醣濃度反應. 以 相 依 樣 本 二 因 子 變 異 數 分 析，比 較 常 氧 或 低 氧 環 境 運 動訓練七天後，經單一次運動挑戰，肌肉肝醣濃度在單一運 動前與運動後 0 小時、4 小時的差異。常氧試驗的肌肉肝醣 濃 度 在 單 一 運 動 挑 戰 後 0 小 時 明 顯 低 於 運 動 前 ( P < .05 ) (圖 4-7)， 而 且 運 動 後 4 小 時 肌 肉 肝 醣 濃 度 明 顯 高 於 運 動 後 0 小 時 ( P < .05 ) (圖 4-7)； 低 氧 試 驗 的 肌 肉 肝 醣 濃 度 在 單 一 運 動 挑 戰 後 0 小 時 與 運 動 前 並 無 顯 著 差 異 ( P > .05 ) (圖 4-7)， 但 運 動 後 4 小 時 肌 肉 肝 醣 濃 度 明 顯 高 於 運 動 後 0 小 時 ( P < .05 ) ( 圖 4 - 8 )。 單 一 運 動 挑 戰 後 0 至 4 小 時 的 肌 肉 肝 醣 回 補 率 ， 常 氧 試 驗 顯 著 高 於 低 氧 試 驗 ( P > .05 ) (圖 4-9)。 Control trial IHT trial. 80. Muscle glycogen (µmol/g). 75. . 70. . 65 60 55. *. 50 45 40 Pre. 0h. Pre. 4h. 0h. 4h. Time (h). 圖 4-8. 二項試驗處理後之肌肉肝醣濃度. 二 項 試 驗 處 理 後 之 肌 肉 肝 醣 濃 度 。 Control trial為 常 氧 試 驗 ， IHT trial為 低 氧 試 驗 ， ”＊ ”與 Pre有 顯 著 差 異 ， P < .05， ”†”與 0h有 顯 著 差 異 ， P < .05， mean ± SE， n = 7。. 29.
(40) Control trial IHT trial. 6. 肌肉肝醣回補率 ( %/h ). 5. 4. 3. 2. * 1. 0. 圖 4-9. 二項試驗處理後之肌肉肝醣回補率. 二 項 試 驗 處 理 後 之 肌 肉 肝 醣 回 補 率 。 Control trial為 常 氧 試 驗 ， IHT trial為 低 氧 試 驗 ， ”＊ ”與 Control trial有 顯 著 差 異 ， P < .05， mean ± SE， n = 7。. 30.
(41) 第五章 第一節. 討論 主要發現. 本研究以人體骨骼肌肉肝醣濃度直接驗證七天短期間 歇性低氧運動訓練經單一次後續運動肌肉肝醣耗損程度及 運 動 後 碳 水 化 合 物 補 充 是 否 能 提 升 骨 骼 肌 肉 肝 醣 回 補 率。結 果 發 現，七 天 短 期 間 歇 性 低 氧 環 境 運 動 訓 練 經 單 一 次 後 續 運 動 肌 肉 肝 醣 耗 損 較 少，但 運 動 後 補 充 高 碳 水 化 合 物 飲 食 則 無 顯著增加肌肉肝醣回補率。. 第二節. 葡萄糖、胰島素、皮質醇、游離脂肪酸及甘油. 常氧環境下，葡萄糖會以肝醣形式儲存在肌肉，人體攝 取 碳 水 化 合 物 後 經 腸 道 分 解 後 會 進 入 血 液 變 成 血 糖，因 運 動 會大量消耗肌肉肝醣，所以運動可以改善血糖恆定，研究指 出 運 動 後 碳 水 化 合 物 補 充 會 提 升 血 糖 與 胰 島 素 濃 度，進 而 增 加 胰 島 素 敏 感 性 ， 刺 激 體 內 對 葡 萄 糖 的 利 用 (Cheng et al., 2005)。 先 前 研 究 顯 示，低 氧 的 生 理 效 應 包 含 增 加 骨 骼 肌 肉 組 織 微 血 管 密 度 (Deveci et al., 2001)， 改 善 骨 骼 肌 運 送 氧 的 能 力 (Hoppeler & Vogt, 2001)， 故 推 估 短 期 低 氧 試 驗 在 運 動 恢 復 期，血液葡萄糖運送能力高於常氧試驗。 研究顯示長期低氧環境下會顯著增加人體對葡萄糖的 利用力，且低氧刺激與肌肉收縮均會造成類似胰島素的反 應 ， 誘 發 GLUT4 蛋 白 活 化 並 且 轉 位 到 細 胞 膜 上 形 成 通 道 ， 並 調 控 血 液 葡 萄 糖 進 入 到 細 胞 內 ( B i r n b a u m , 2 0 0 1 )，研 究 指 出 長期運動訓練能顯著增加肌肉 31. GLUT4 蛋 白 基 因 與 蛋 白 表.
(42) 現 ， 進 而 增 加 肝 醣 儲 存 量 (Ivy, 1999)。 研 究 也 顯 示 運 動 訓 練 可 增 加 胰 島 素 敏 感 度. (Campbell,. Mandarino,. &. Gerich,. 1988) ， 加 速 胰 島 素 清 除 血 糖 的 效 率 (Englert, Wells, Long, Hickey, & Melby, 2006)， 而 本 研 究 也 顯 示 出 類 似 的 結 果 。 當身體承受壓力時，血中皮質醇的濃度會明顯增加，運 動 強 度 與 時 間 是 影 響 皮 質 醇 分 泌 的 重 要 因 素 (Robson, Blannin, Walsh, Castell, & Gleeson, 1999)， 長 時 間 或 激 烈 運 動 後 會 顯 著 提 高 血 液 皮 質 醇 的 濃 度 (Kopelman, 2000)， 低 氧 也 會 造 成 皮 質 醇 濃 度 增 加 (Giussani et al., 1994)， 經 單 一 運 動訓練後，皮質醇於常氧試驗下有較高趨勢，可能是因運動 訓練初期，血液中皮質醇濃度明顯增加，且肌肉大量收縮， 使 肌 肉 對 氧 的 需 求 增 加，但 是 身 體 對 於 氧 的 供 應 並 不 是 源 源 不絕的，因此推估此時能量來源主要來自於肝醣，因而改變 原 本 體 內 能 量 供 給 平 衡 狀 態 (Tremblay, Copeland, & Van Helder, 2004)。 先前研究指出，經運動訓練後會大量消耗三酸甘油脂 (triacylglyceride, TG) (Kiens & Richter, 1998)且 會 分 解 成 游 離 脂 肪 酸 與 甘 油 (Mulla, Simonsen, & Bulow, 2000)。 從 能 量 觀 點 來 看，低 氧 試 驗 在 運 動 後 0 小 時 較 常 氧 試 驗 保留較多的肌肉肝醣，顯示出其對能量的需求較少，導致游 離 脂 肪 酸 與 甘 油 在 運 動 後 0 小 時 有 較 低 的 趨 勢；而 常 氧 試 驗 則 因 體 內 對 能 量 來 源 的 需 求 較 高，故 消 耗 較 多 的 游 離 脂 肪 酸 與甘油，所以在 0 小時的游離脂肪酸顯著高於低氧試驗。. 32.
(43) 第三節. 肌肉肝醣. 高 強 度 耐 力 運 動 過 程 中，醣 類 為 肌 肉 收 縮 主 要 的 能 量 來 源 供 A T P 合 成，醣 類 在 身 體 中 可 被 肌 肉 利 用 主 要 來 自 肝 醣 與 葡萄糖，文獻指出低氧環境下醣類是首要的能量來源，在消 耗 相 同 的 氧 莫 耳 數 時，醣 類 可 提 供 較 多 的 A T P 給 身 體 活 動 使 用 (Hochachka et al, 1991 )， 當 人 體 處 在 缺 氧 或 低 氧 的 情 境 下 ， 骨 骼 肌 肉 肝 醣 (Muscle Glycogen)即 為 主 要 能 源 來 源 (Ren e t a l . , 2 0 0 6 )， 且 肌 肉 肝 糖 對 耐 力 運 動 而 言 是 最 主 要 的 能 量 來 源 (Romijn et al., 1993)。 在 常 氧 運 動 中，肌 肉 能 量 來 源 主 要 是 靠 血 液 之 葡 萄 糖 與 脂肪酸所產生；在無氧運動中，肝醣是氧氣不足時細胞產生 ATP 的 主 要 能 量 來 源 ； 高 地 訓 練 提 升 耐 力 運 動 表 現 最 主 要 的 原因是透過低氧環境增加身體紅血球數目、血紅素濃度，增 加 血 液 輸 氧 能 力，而 低 氧 會 使 身 體 產 生 適 應 的 情 形 ( M i c h i e l s , 2 0 0 4 )， 包 含 增 加 無 氧 代 謝 產 生 能 量 ， 及 減 少 能 量 的 消 耗 來 適 應低氧環境。 競技運動員耐力運動的提昇主要依賴肌肉肝醣的儲存 量 與 身 體 輸 送 氧 的 能 力，密 集 的 訓 練 與 競 賽 會 導 致 肝 醣 大 量 消 耗，若 於 運 動 恢 復 期 攝 取 足 夠 的 碳 水 化 合 物 能 夠 有 效 增 加 肝 醣 再 合 成 速 率，除 此 之 外 食 物 的 種 類 和 攝 取 的 時 機 也 是 影 響 肝 醣 合 成 與 利 用 的 重 要 因 素，訓 練 後 肌 肉 肝 醣 再 合 成 的 速 率 受 到 飲 食 中 碳 水 化 合 物 所 佔 比 例、類 型 以 及 碳 水 化 合 物 升 糖 指 數 (glycemic. index,. GI). 高 低 差 異 的 影 響 (張 振 嘉 ,. 1997)， 高 GI 碳 水 化 合 物 對 於 運 動 後 促 進 葡 萄 糖 及 胰 島 素 的 反 應 ， 這 樣 的 作 用 有 助 於 增 加 骨 骼 肌 肌 肉 肝 醣 合 成 效 果 (Burke, Collier, & Hargreaves, 1998)。 33.
(44) 耐 力 運 動 強 度 與 肌 肉 對 肝 醣 能 源 依 賴 成 正 比 (Bergstrom et al., 1967)， 運 動 前 肌 肉 肝 醣 的 儲 存 量 與 耐 力 呈 線 性 關 係 ， 肝醣儲存量越高，則耐力越強，一旦肝醣耗盡，肌肉就很難 維持高強度運動，醣類對於競技運動而言，特別是從事高強 度 或 耐 力 性 的 運 動 時 ， 醣 類 儲 存 多 寡 直 接 影 響 成 績 表 現 (Romijn et al., 1993)。 肌 肉 肝 醣 並 非 是 取 之 不 盡 、 用 之 不 竭 的 能 源 (Bergstrom e t a l . , 1 9 6 7 )， 運 動 訓 練 與 強 度 及 其 持 續 時 間 是 促 進 運 動 表 現 最 重 要 的 因 素，競 技 運 動 員 面 臨 密 集 的 國 際 與 全 國 性 競 賽 進 行時，其運動恢復能力的好壞即決定再次競賽成績的關鍵 (Ivy, 2004)， 如 能 增 加 供 應 運 動 員 肌 肉 持 續 快 速 收 縮 之 能 源 儲存量，應可增強其耐力而提高競賽時的競爭能力， 運動至力竭的時間與運動前的肌肉肝醣儲存量成正比 (Ivy, 1991)， 故 運 動 前 肌 肉 肝 醣 含 量 會 影 響 隨 後 耐 力 訓 練 和 比賽的運動表現，相較常氧試驗下，於第八天單一運動挑戰 後 肌 肉 肝 醣 耗 損 程 度 減 少，雖 然 肌 肉 肝 醣 再 合 成 能 力 沒 有 增 加，但是從運動期間能量維持的角度來看，低氧試驗效果於 後 續 運 動 過 程 中 耗 損 較 少 的 肌 肉 肝 醣，有 利 於 延 長 運 動 時 間 或運動末期高強度運動的維持。 文 獻 指 出 影 響 運 動 後 肌 肉 肝 醣 合 成 影 響 因 素 很 多，碳 水 化 合 物 攝 取 時 間 、 型 態 會 影 響 肝 醣 合 成 (Ivy, 1999)， 運 動 期 間肌肉肝醣耗損的程度是肌肉肝醣再合成的重要影響因素 (Zachwieja, Costill, Pascoe, Robergs, & Fink, 1991)。 人 體 實 驗也發現耐力運動後肌肉肝醣保留量與恢復期肝醣再合成 呈 負 相 關，研 究 顯 示 肝 醣 消 耗 量 亦 是 影 響 恢 復 期 再 合 成 的 因 素之一，運動後肝醣含量越少，其恢復期再合成能力越高 34.
(45) (McCoy, Proietto, & Hargreaves, 1996)。 運 動 後 肌 肉 肝 醣 消 耗 程 度 直 接 影 響 運 動 後 葡 萄 糖 利 用，當運動後肌肉肝醣濃度越低，骨骼肌肉葡萄糖利用越旺 盛，當葡萄糖和胰島素濃度降低時，對於運動後補充碳水化 合物後，較高的肝醣合成速率，有利於肌肉肝醣合成，且常 氧試驗因運動期間葡萄糖利用較多，耗損較多的肝醣，故其 在恢復期也有較佳的肌肉肝醣回補率。. 35.
(46) 第六章. 結論. 七天短期間歇性低氧環境運動訓練經單一次後續運動 肌 肉 肝 醣 耗 損 較 少，但 運 動 後 補 充 高 碳 水 化 合 物 飲 食 則 無 顯 著 增 加 肌 肉 肝 醣 回 補 率。運 動 員 因 運 動 訓 練 與 低 氧 環 境 的 生 理適應後，於第八天執行等量運動時，相較第一天的低氧環 境運動，其肌肉肝醣消耗較少，雖然本研究結果之低氧試驗 肌 肉 肝 醣 再 合 成 能 力 沒 有 增 加，但 是 就 運 動 期 間 肝 醣 維 持 的 觀點來看，低氧試驗運動過程中消耗較少的肌肉肝醣，有助 於延長運動員的運動時間或運動末期高強度運動的維持。. 36.
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