不同速度的等速離心運動對膝屈肌群損傷及重複訓練效應的影響

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(1)國立臺灣師範大學運動與休閒學院運動競技學系碩士學位論文. 不同速度的等速離心運動對膝屈肌群損傷及重複訓練效應的影響. 研究生：陳峻逸指導教授：何仁育. 中華民國 104 年 7 月中華民國臺北市.

(2) 不同速度的等速離心運動對膝屈肌群損傷及重複訓練效應的影響 2015 年 7 月研究生：陳峻逸指導教授：何仁育摘要背景：在離心運動造成的肌肉損傷恢復後，能夠減緩下一次離心運動造成的肌肉損傷，此現象稱為重複訓練效應 (repeated bout effect)。過去探討不同離心運動速度影響重複訓練效應的研究，皆以相同反覆次數的離心收縮來進行觀察。然而，若以相同離心收縮時間的面向來探討，是否也有相似的重複訓練效應則需要研究進一步釐清。目的：(一) 探討在進行第一回合不同速度的等速離心運動對膝屈群肌群損傷的影響，以及 (二) 在第二回合皆進行快速度的等速離心運動後，檢驗不同離心運動速度產生重複訓練效應的程度。方法： 16 名無阻力訓練經驗之男性配對分組至快速 (210°/s) 及慢速 (30°/s) 離心組。第一回合測驗時，參與者依組別進行 6 組 (快速：35 下/組；慢速：5 下/組) 相同離心收縮時間之最大等速離心運動；兩週後所有參與者皆進行快速度之最大等速離心運動 (第二回合測驗)。在每一回合測驗前及測驗後 72 小時內檢測血清肌酸激酶活性 (CK)、最大等長肌力 (MVIC)、關節活動度 (ROM) 及酸痛指數 (SOR)，並以混合設計二因子變異數分析進行統計分析。結果：(一) 兩組的所有檢測指標，在第一回合離心運動後皆與基準值達顯著差異；其中，快速離心組 ROM 及 MVIC 在 48 小時及 72 小時顯著低於慢速離心組，但兩組間的 CK 與 SOR 在所有時間點皆無顯著差異。(二) 第二回合離心運動後與第一回合的快速離心組進行比較，兩組的 CK 活性與 MVIC 皆分別顯著低於及高於第一回合快速離心組，只有快速離心組的 SOR 顯著低於第一回合快速離心組；ROM 的下降幅度方面，快速離心組在 48、72 小時以及慢速離心組在 72 小時顯著低於第一回合快速離心組。結論：快速離心運動引起的肌肉損傷較慢速離心運動大，然而在相同離心收縮時間下，快速離心運動與慢速離心運動產生的重複訓練效應是相似的。關鍵詞：離心訓練、肌酸激酶、肌肉酸痛指數. i.

(3) Effects of Isokinetic Eccentric Exercise at Different Velocities on Muscle Damage and Repeated Bout Effects of Knee Flexors July, 2015 Student: Chen, Chun-Yi Advisor: Ho, Jen-Yu Abstract Background: A phenomenon by which a bout of eccentric exercise reduces muscle damage in a subsequent bout of eccentric exercise is referred to repeated bout effects (RBE). Studies which investigated effects of eccentric contraction velocity on RBE have used the same number of contractions. No study has yet used the same time under tension when performing different velocity of eccentric contraction. Purpose: This study aimed to determine the effects of different eccentric exercise velocities on muscle damage and repeated bout effects of knee flexors. Methods: Sixteen untrained men were assigned to fast group (FV) or slow group (SV). In the first bout, the FV performed 6set (35rep/set) of eccentric exercise at 210°/s, and the SV performed 6set (5rep/set) of eccentric exercise at 30°/s. Two weeks later, all the participants performed 6set (35rep/set) of eccentric exercise at 210°/s. Serum creatine kinase (CK), maximal voluntary isometric contraction (MVIC), range of motion (ROM) and muscle soreness (SOR) were measured before and after exercises. A mixed model two-way ANOVA was used to analyze the data. Results: (1) After the first bout, all muscle damage indicators were significantly different from baseline in both groups. ROM and MVIC were significantly lower in FV than in SV at 48 and 72 hrs. (2) After the second bout, CK was significantly lower and MVIC was significantly higher than first bout of FV in both groups. Only SOR of FV was significantly lower than first bout of FV. ROM was significantly lower than first bout of FV at 48 and 72 hr in FV and at 72 hr in SV. Conclusion: Fast eccentric exercise induced greater muscle damage; however, RBE was similar between fast and slow eccentric exercise when performing eccentric exercise at the same time under tension. Keywords: eccentric training, creatine kinase, muscle soreness. ii.

(4) 謝. 誌. 兩年前，懵懂地來到臺師大運動科學碩士班，當時的我仍像個大學生，甚至無法適應研究所的生活；經過兩年研究所課程與實驗室的洗禮，強化了我獨立思考與邏輯推演的能力。回顧當時的自己，這兩年的成長使我感到喜悅與感激，喜悅的是自我能力的提升，感激的則是這一路走來幫助我的父母、師長及同學們。最要感謝父母對我的栽培，支持我做的任何決定與選擇的道路，讓我沒有顧慮地追求目標。感謝我的指導教授何仁育老師，在這兩年來不辭辛勞地教導，並提升我的思辨能力，未來在學術以外的領域也能受用。很幸運地當初在修習陳忠慶老師開設的課程，啟蒙了這篇論文的研究主題，並且很榮幸地邀請到陳忠慶老師與林明儒老師擔任我的口詴委員。感謝何老師團隊的學長建睎與昭憲，與我們一起努力；同屆的鈞凱與子霑，是與我發展出革命情感的夥伴；學弟峻永以及學妹俞宣在實驗上的幫忙，讓我們不用顧慮實驗人手的不足。與何老師團隊的研究夥伴們相處，讓我感到親切且有歸屬感。也要感謝又嫻學姐在畢業後仍然給予鼓勵，在我倦怠時為我打氣，使我能夠堅持到最後；生理實驗室的大學長厚諭以及生物力學實驗室的尹鑫學長，熱心地排解我對實驗方法疑難，使我的實驗更順利；也要感謝生理實驗室的煒杰學長、漱石學長、旗學、銀豐、博勛及凱程，給我實驗室生活與研究上的幫助。就讀研究所的這兩年，將會是我這輩子難忘的一個成長階段。. 陳峻逸. 謹誌. 民國 104 年 7 月. iii.

(5) 目. 次. 中文摘要..................................................................................................................................i 英文摘要.................................................................................................................................ii 謝誌........................................................................................................................................iii 目次........................................................................................................................................iv 表次........................................................................................................................................vi 圖次.......................................................................................................................................vii. 第壹章. 緒論....................................................................................................1. 第一節. 問題背景..........................................................................................................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. 研究的重要性..................................................................................................5. 第六節. 名詞操作型定義..............................................................................................5. 第貳章. 文獻探討............................................................................................7. 第一節. 離心運動速度對肌肉損傷影響之文獻探討..................................................7. 第二節. 離心運動與重複訓練效應之相關研究........................................................11. 第三節. 本章總結........................................................................................................15. iv.

(6) 第參章. 研究方法..........................................................................................16. 第一節. 研究參與者....................................................................................................16. 第二節. 實驗設計........................................................................................................16. 第三節. 實驗方法與步驟............................................................................................17. 第四節. 實驗控制........................................................................................................22. 第五節. 資料處理與統計分析....................................................................................23. 第肆章. 結果..................................................................................................24. 第一節. 參與者基本資料............................................................................................24. 第二節. 不同速度的等速離心運動後膝屈肌群損傷的反應....................................25. 第三節. 不同速度的等速離心運動後膝屈肌群重複訓練的效應............................29. 第伍章. 討論..................................................................................................33. 第一節. 不同速度的最大等速離心運動對膝屈肌群損傷的影響............................33. 第二節. 不同速度的最大等速離心運動對膝屈肌群重複訓練效應的影響............36. 第三節. 結論與建議....................................................................................................40. 引用文獻..........................................................................................................41. 附錄..................................................................................................................45 附錄一. 參與者同意書................................................................................................45. 附錄二. 健康情況與運動習慣調查表........................................................................48. 附錄三. 實驗紀錄表....................................................................................................51. v.

(7) 表. 次. 表 2-1. 離心運動速度影響肌肉損傷程度之文獻整理......................................................10. 表 2-2. 離心運動速度影響重複訓練效應之文獻整理......................................................14. 表 3-1. 各依變項資料收集時間點......................................................................................20. 表 4-1. 參與者基本資料......................................................................................................24. 表 4-2. 兩回合離心運動前、運動後 48 小時及 72 小時的 CK 變化..............................25. vi.

(8) 圖圖 3-1. 次. 實驗設計圖..............................................................................................................17. 圖 3-2 Biodex 等速肌力測量儀..........................................................................................18 圖 3-3. 以俯臥姿勢進行等速離心運動..............................................................................19. 圖 3-4. 離心運動之關節活動範圍......................................................................................20. 圖 3-5 VAS 主觀性自覺量表..............................................................................................22 圖 4-1. 兩回合離心運動前、運動後立即、24 小時、48 小時及 72 小時的 MVIC 變化. 26. 圖 4-2. 兩回合離心運動前、運動後立即、24 小時、48 小時及 72 小時的 ROM 變化.. 27. 圖 4-3. 兩回合離心運動前、運動後 24 小時、48 小時及 72 小時的 SOR 變化..................28. vii.

(9) 第壹章. 第一節. 緒論. 問題背景. 肌肉收縮方式包含靜態的等長收縮以及動態的離心與向心收縮；基於不同的肌肉收縮形式，阻力訓練可依收縮型式區分為等長訓練、離心訓練、向心訓練，以及同時包含離心與向心收縮的動態訓練。目前已有研究發現，進行阻力運動時的肌肉收縮方式是影響肌肉適應的因素 (Vikne et al., 2006)；更有文獻指出，肌肉進行離心收縮較向心收縮能產生更大的力量，且根據阻力訓練的特殊性原則，離心收縮與向心收縮給予肌肉的刺激會有所不同，因此產生的適應也會不同 (McCafferty & Horvath, 1977; Hortobagyi et al., 1996)。Vikne 等 (2006) 發現，以 4 到 8 次最大反覆 (4-8 RM) 的強度進行訓練，離心訓練在促進肌肉肥大以及肌力提升的幅度上顯著大於向心訓練；其原因可能是因為肌肉進行離心收縮時比向心收縮產生較大的肌肉損傷 (Shepstone, Tang, Dallaire, Schuenke, Staron, & Phillips, 2005)，肌肉損傷引起的發炎反應會刺激衛星細胞 (satellite cell) 的活性，因而促進蛋白質合成與肌肉生長 (Bondesen, Mills, Kegley, & Pavlath, 2004; Schoenfeld, 2012)。因此，離心訓練比向心訓練在肌肉肥大的適應上有更好的效益，也是進行阻力訓練時，常被應用到的訓練方式。儘管離心訓練在促進肌肉適應的程度上優於向心訓練，但在進行離心收縮的同時，由於肌肉產生的力量較大，但徵召的肌纖維較少，因此造成肌纖維受拉扯而損傷的程度比向心收縮還來得大 (Moritani, Muramatsu, & Muro, 1988)；McHugh, Connolly, Eston, 與 Gleim (1999) 也在其研究中指出，離心收縮比向心收縮更容易引起肌肉損傷。損傷的肌肉由活肌取樣後，可以顯微鏡觀察到肌節上 Z-線被破壞的情形 (Shepstone et al., 2005)，而肌肉損傷也會伴隨一些症狀，例如肌力衰退、肌肉腫脹、肌肉酸痛、關節活動度下降以及血液中肌酸激酶、乳酸脫氫酶以及肌紅素濃度升高等 (Moritani et al., 1988; McHugh et al, 1999; Chen & Hsieh, 2000)。因此，肌肉損傷可從上述這些症狀等間接指標來評估其程度。. 1.

(10) 我們已知離心運動引起的肌肉損傷較向心運動大，目前也有許多研究進一步探討何種型式的離心運動會引起更大的肌肉損傷。Chen, Nosaka, 與 Sacco (2006) 研究指出，以肘屈肌群進行最大強度 (以 100% maximal voluntary isometric contraction, MVIC) 的離心運動在肌酸激酶 (creatine kinase, CK) 活性、最大等長肌力 (MVIC) 衰退、關節活動度下降，以及酸痛指數等肌肉損傷程度的指標上，皆高於次最大強度 (80%, 60%, 40% MVIC) 之離心運動。除了強度外，離心運動的收縮速度也是影響肌肉損傷的重要因素；Shepstone 等 (2005) 研究發現，以 30 次反覆為實驗介入，進行快速 (210°/s) 離心運動後，造成肘屈肌群肌肉損傷的程度比進行慢速 (20°/s) 離心運動後來得明顯。然而，另有研究以 36 次反覆做為介入，顯示慢速離心運動 (30°/s) 後的肘屈肌群損傷程度較快速離心運動 (180°/s) 後明顯 (Paddon-Jones, Keech, Lonergan, & Abernethy, 2005)。Paddon-Jones 等 (2005) 研究發現，在相同的反覆次數下慢速離心運動的肌肉總收縮時間較長，可能是造成較大肌肉損傷的因素。因此，Chapman, Newton, Sacco, 與 Nosaka (2006) 將快速與慢速離心運動的離心收縮時間設定為一致，實驗結果顯示快速離心運動 (210°/s, 210 次) 後的肘屈肌群損傷較慢速離心運動 (30°/s, 30 次) 明顯。 Chapman, Newton, McGuigan, 與 Nosaka (2008) 更進一步發現，以肘屈肌群進行低反覆次數 (30 次) 的離心運動時，快速與慢速離心運動後的肌肉損傷無顯著差異；但進行高反覆次數 (210 次) 的離心運動時，快速離心運動的肌肉損傷程度則顯著高於慢速離心運動。因此，若要釐清離心運動速度對於肌肉損傷的影響，需分別從反覆次數與肌肉收縮時間這兩個面向來探討會比較客觀。此外，過去有研究比較膝伸肌群在相同離心收縮時間下，離心運動速度對肌肉損傷的差異；結果顯示快速離心運動所造成的肌肉損傷較慢速離心運動明顯 (林明儒、藍孙斌、吳昶潤、吳慧君、林正常，2013)，該研究結果與 Chapman 等 (2006) 的肘屈肌群研究結果相似。然而，對屬於其拮抗肌群的膝屈肌群，是否有相似的肌肉損傷反應，值得進一步探討。雖然我們已經知道離心訓練的效益較向心訓練佳，也更容易引發肌肉損傷，但研究也發現，當肌肉損傷恢復後，再進行一回合與當初造成肌肉損傷相同的離心運動後，肌肉損傷程度會明顯比上一回合來得小 (Nosaka, 2011)，這種現象稱為重複訓練效應. 2.

(11) (repeated bout effect)。除此之外，愈大程度的肌肉損傷恢復後，對於減緩隨後離心運動所造成的肌肉損傷 (Nosaka & Newton, 2002) 愈有其效益。Chen, Nosaka, 與 Sacco (2007) 的研究發現，愈高強度的離心運動會引起愈大的肌肉損傷，但對於兩周後的最大離心運動肌肉損傷指標幅度的減緩情形也會愈明顯。在離心運動速度方面，Chapman, Newton, McGuigan,與 Nosaka (2011) 研究指出，初回合以肘屈肌群進行慢速度離心運動 (30°/s, 210 次)，兩週後再進行快速離心運動 (210°/s, 210 次)，其肘屈肌群損傷程度顯著低於直接進行快速離心運動的組別。另有研究進一步發現，無論初回合進行快速 (180°/s, 48 次) 或慢速離心運動 (30°/s, 48 次)，皆能減緩次回合快速或慢速離心運動造成的肌肉損傷程度 (Barss et al., 2014)。因此，如何操弄離心運動的形式使肌肉產生重複訓練效應，是相關學者、教練與選手所需探討的課題。如同先前所提到，欲釐清離心運動速度對於肌肉損傷的影響，需分別從反覆次數與肌肉收縮時間這兩個面向來探討；然而，目前在離心運動速度影響重複訓練效應的研究中，皆是以相同反覆次數做為實驗介入，尚無從相同離心收縮時間來進行探討，因此有待進一步的研究。我們可以藉由以上的文獻得知，快速離心運動會比慢速離心運動造成較大的肌肉損傷，但需考慮到反覆次數與肌肉收縮時間。而具備較佳的重複訓練效應，能有效幫助肌肉減緩高強度的訓練或競賽後所帶來的損傷與酸痛，且維持下一回合的訓練強度，所以操弄離心運動速度來探討對重複訓練效應的影響是必要的。然而，目前探討離心運動影響重複訓練效應的研究，皆介入相同的反覆次數，尚未有文獻從相同離心收縮時間來觀察。此外，過去文獻在離心速度對於重複訓練效應上的研究，多數都聚焦在上肢肌群，因此下肢肌群需要更多的研究來探討。. 3.

(12) 第二節. 研究目的. 本研究目的如下：一、探討不同速度的等速離心運動對於下肢膝屈肌群損傷的影響。二、探討初回合不同速度的等速離心運動，對於隨後第二回合快速離心運動產生重複訓練效應程度之大小。. 第三節. 研究假設. 本研究假設如下：一、快速度之離心運動對於膝屈肌群的損傷程度大於慢速度之離心運動。二、第一回合進行快速與慢速的離心運動，對於兩週後進行的第二回合快速離心運動皆會產生重複訓練效應，但快速離心運動所引發的重複訓練效應程度，會顯著大於慢速離心運動。. 第四節. 研究範圍與限制. 一、本研究將快速與慢速離心運動的肌肉收縮時間設定為一致，造成快速離心運動的肌肉收縮次數遠高於實際離心訓練情境，這是實驗設計所無法避免的限制。儘管如此，本研究仍期望能依實驗的結果，將高反覆次數的實驗介入推估至較低反覆次數的離心訓練情境。二、一般現實中的離心訓練與運動情境中，關節活動的速度並非固定不變，但基於研究，離心收縮速度需明確地定義，因此實驗參與者需經由等速肌力測量儀來進行離心運動的介入；而不藉由儀器的幫助下，欲控制離心收縮的速度有其困難度，因此若將實驗結果應用到實際離心訓練中，對於收縮速度的掌控可能不如儀器來得準確。. 4.

(13) 第五節. 研究的重要性. 初步進行離心訓練後，肌肉損傷造成的肌肉功能衰退與延遲性肌肉酸痛是無可避免的，所以過大的肌肉損傷會影響預先排定好訓練進度。因此，如何使肌肉產生重複訓練效應，以應付逐漸提升的離心訓練強度，是參與訓練的選手與教練以及相關研究學者需考慮到的課題。期望能將本研究獲得的結果應用到實際的訓練課程中，提供選手與教練在離心訓練時較佳的訓練處方建議，以及做為未來相關研究的參考，以利保護肌肉免於過度的損傷，並讓適度的肌肉損傷使肌肉產生重複訓練效應，面對隨後高強度的離心訓練課程。. 第六節. 名詞操作型定義. 一、離心運動速度離心運動速度定義為膝關節活動範圍 (range of motion) 之起點到終點的角速度，過去許多文獻在操弄離心運動速度上，皆以 30°/s 之角速度定義為慢速離心運動，並以 210°/s 之角速度定義為快速離心運動。針對分別以 30°/s 與 210°/s 之角速度定義為快速與慢速離心運動，Chapman 等 (2006) 在文獻中解釋，30°/s 之角速度為一般在阻力訓練課程中，關節活動的角速度；210°/s 之角速度則為大多數真實的運動情境中，關節活動之角速度。二、肌肉損傷指標 (muscle damage) 肌肉損傷的情形可由直接指標與間接指標而獲得，直接指標包含直接觀察超音波 (ultrasound)、肌肉取樣 (muscle biopsies)，以及核磁共振造影 (MRI) 中，肌節內的 Z線排列錯亂與肌原纖維因受到破壞而紋路模糊，藉以評估肌肉損傷之程度 (Shepstone et al., 2005)。而在造成肌肉損傷的情形後，會伴隨一些症狀的出現，這些症狀包含短期內 (大約 10 天) 關節活動範圍的減少、肌肉力量的衰退、肌肉產生腫脹與觸痛；另外在血液的生化反應中，肌酸激酶的活性以及肌紅素 (myoglobin, Mb) 的濃度在離心運動後的 3-6 天達到峰值也會隨著肌肉損傷而顯著上升，並在 5-7 天後逐漸減緩 (陳忠. 5.

(14) 慶，2005)。上述症狀為評估肌肉損傷的間接性指標，而本研究在經費成本與實驗場地上有所限制，因此本研究將藉由 VAS 主觀性自覺量表詢問肌肉酸痛程度、採血檢驗肌酸激酶活性，以及利用等速肌力測量儀測量最大等長肌力與關節活動範圍這四種間接指標來評估肌肉損傷之程度。四、重複訓練效應在離心運動造成的肌肉損傷恢復後所產生的重複訓練效應，能夠顯著地減緩隨後進行相同離心運動造成的肌肉損傷；因此本研究參考過去文獻檢驗重複訓練效應的方法，在兩個回合的離心運動前後皆收集肌肉損傷指標做檢測，藉由比較在第一回合進行不同速度的離心運動後，於第二回合進行快速離心運動所產生肌肉損傷的差異，做為評估不同離心收縮速度產生重複訓練效應程度的標準。. 6.

(15) 第貳章. 文獻探討. 本章文獻探討分成以下三節：第一節、離心運動速度對肌肉損傷影響之文獻探討；第二節、離心運動與重複訓練效應之相關研究；第三節、本章總結。. 第一節. 離心運動速度對肌肉損傷影響之文獻探討. 肌肉在進行離心收縮時較向心收縮能產生更大的力量，因此離心運動雖然已被證實有較好的訓練效果，但同時也更容易引發肌肉損傷。對於離心運動引起肌肉損傷的原因，多數學者普遍支持的理論為機械性壓力理論，此理論主張在進行離心運動時，收縮的肌肉因外力而被迫拉長；此外，肌肉進行離心收縮所產生的力量顯著大於向心收縮所產生的力量，但所徵召的運動單位卻比向心收縮時少，造成每條肌纖維平均受到外力的拉扯較大，因而損傷的比率也較大 (陳忠慶，2005)。以顯微鏡觀察從損傷的肌肉上取樣的活肌，可發現肌節上被破壞的 Z- 線 (Shepstone et al., 2005)。此外，肌肉損傷通常伴隨一些症狀，在肌肉功能方面，肌肉損傷造成肌力衰退、肌肉腫脹、關節活動度下降，並且產生明顯的延遲性肌肉酸痛；在血液方面，肌肉損傷會使血液中肌酸激酶、乳酸脫氫酶以及肌紅素濃度顯著提升。延遲性肌肉酸痛一般在肌肉損傷後的第 2-3 天最強烈，而血液中肌酸激酶、乳酸脫氫酶以及肌紅素則在肌肉損傷後第 3-4 天達到高峰 (Moritani et al., 1988; McHugh et al., 1999; Chen & Hsieh, 2000)。因此，肌肉損傷也可從肌力、肌肉腫脹、關節活動度、延遲性肌肉酸痛感、血液中肌酸激酶、乳酸脫氫酶以及肌紅素等間接指標評估其程度。 Shepstone 等 (2005) 以 9 位有休閒身體活動習慣且無阻力訓練之年輕男性為實驗參與者，在等速測力儀上以肘屈肌群進行兩種不同速度的離心運動，其中一隻手臂進行快速 (210°/s) 離心運動，另一隻手臂則進行慢速 (20°/s) 離心運動，兩種速度的離心運動介入方式皆為共 3 組，且每組 10 次反覆，組間休息 3 分鐘。該研究以肌肉取樣觀察肌節 Z-線排列做為評估肌肉損傷的直接指標，而結果顯示在快速度離心運動後，肌節 Z-線被破壞的程度較慢速離心運動後大。. 7.

(16) Paddon-Jones, Keech, Lonergan, 與Abernethy (2005) 將15位受詴者 (8位男性與7名女性) 分成快速離心組 (n=8, 180°/s) 與慢速離心組 (n=7, 30°/s)；將兩組受詴者的非慣用手之肘屈肌群，依組別介入單組36次反覆的最大離心運動。而實驗結果發現，快速離心組與慢速離運動組都有造成明顯的肌肉損傷，且兩組間在肌酸激酶活性的峰值與肌肉酸痛指數上無顯著差異；然而，慢速離心組在上臂腫脹程度較高，且肌肉功能 (向心收縮肌力) 的恢復時間也比快速離心組長。造成此實驗結果的原因可能是這兩組皆介入相同的反覆次數，因此整體肌肉收縮時間不一，兩組間才會有相似的肌肉損傷程度。上述文獻皆以相同的反覆次數做為實驗介入，後續的研究則開始探討在相同的肌肉收縮時間下，離心運動速度對肌肉損傷的影響。Chapman 等 (2006) 將 12 位未受訓練之年輕男性為參與者，以單手臂進行 30 次反覆的肘屈曲 (elbow flexion) 慢速度 (30°/s) 最大離心運動，兩周後以另一隻手臂進行 210 次反覆的肘屈曲快速度 (210°/s) 最大離心運動，探討何者對於肘屈肌群損傷的影響較大；其中 Chapman 等人對於兩次實驗處理的反覆次數不同提出解釋，快速與慢速離心收縮在每次反覆所持續的時間不同，而需將總收縮時間統一，因而造成收縮次數與離心運動速度成反比。研究結果發現，在實驗介入後的隨後幾天內，快速離心運動後的肌酸激酶活性持續升高並在第四天達到峰值，慢速離心運動則無顯著上升的反應；此外，實驗介入後一周內，快速離心運動的等長肌力衰退幅度、上臂腫脹與酸痛程度，都明顯大於慢速離心運動。因此從這些間接指標可知，即使在相同離心收縮時間下，快速離心運動仍然較慢速離心運動造成更大的肌肉損傷。林明儒等 (2013) 以12位未受運動訓練之年輕男性為受詴者，分別將左腿或右腿的膝伸肌群介入6組快速度 (210°/s) 或慢速度 (30°/s) 的最大離心運動，並在兩周後於另一隻腿進行另一速度之離心運動；為統一肌肉的整體收縮時間，快速度離心運動設定為每組35次反覆，慢速度離心運動則設定為每組5次反覆。實驗結果發現，進行快速度離心運動後，所有的肌肉損傷指標 (肌酸肌酶活性上升、肌肉腫脹與酸痛指數上升、關節活動角度與最大等長肌力的衰退)，其變化幅度都比慢速度離心運動來得顯著，顯示對下肢的膝伸肌群，快速度離心運動在造成肌肉損傷的程. 8.

(17) 度上，也與上肢的肘屈肌群有類似的結果。 Chapman, Newton, McGuigan, 與Nosaka (2008) 將16位男性隨機分組，以慣用手與非慣用手之肘屈肌群，進行不同速度 (30°/s, 210°/s) 與反覆次數 (30次反覆、210次反覆) 組合的最大離心運動，即快速-30次、快速-210次、慢速-30次或慢速-210次。研究結果顯示，進行30次反覆的離心收縮後產生的肌肉損傷，慢速與快速離心組間無顯著差異；然而，比較210次反覆的離心收縮時，結果顯示快速離心組的肌肉損傷程度明顯高於慢速離心組。由該研究結果可知，反覆次數可能是離心運動速度影響肌肉損傷的主要因素。綜合本節文獻可得知，較快速度的離心運動會引發較明顯的肌肉損傷，且上肢與下肢肌群進行離心運動後的肌肉損傷反應相似。而整理先前研究發現，介入低反覆次數 (30 次或 36 次) 來比較離心運動速度對肌肉損傷的影響，肌肉收縮時間可能是影響結果的主要因素 (Paddon-Jones et al., 2005; Chapman et al., 2008)；以高反覆次數 (210 次) 做為實驗介入，反覆次數則可能為影響結果的主要因素 (Chapman et al., 2008)。因此，介入不同速度的離心運動頇考量肌肉的收縮時間或反覆次數，並從此兩個角度進行探討，對於實驗的結果會比較客觀。. 9.

(18) 表 2-1. 離心運動速度影響肌肉損傷程度之文獻整理. 作者 (年代). 研究對象. 離心運動形式. 運動量. 評估指標. 肌肉損傷程度. Chapman 等. 12 名未訓練. 肘屈肌群. FV: 6 組 5 反覆. MVC、ROM. FV＞SV. (2006). 男性. FV: 210°/s. SV: 6 組 35 反覆. CIR、CK. SV: 30°/s. Shepstone 等. 9 名休閒身. 肘屈肌群. (2005). 體活動男性. FV: 210°/s. SOR. 3 組 10 反覆. 肌肉取樣觀察. FV＞SV. 肌節 Z-線損傷. SV: 20°/s. Paddon-Jones. 未受訓練之. 肘屈肌群. 等 (2005). 8 名男性. FV: 180°/s. 7 名女性. SV: 30°/s. 單組 36 反覆. MVC、CIR. CK、SOR：. CK、SOR. SV＝FV MVC、CIR： SV＞FV. Chapman 等. 16 名未訓練. 肘屈肌群. FV-30 反覆. MVC、ROM. 30 反覆：. (2008). 男性. FV: 210°/s. FV-210 反覆. CIR、CK. SV＝FV. SV: 30°/s. SV-30 反覆. SOR. 210 反覆：. SV-210 反覆. FV＞SV. 林明儒等. 12 名未訓練. 膝伸肌群. FV: 6 組 5 反覆. MVC、ROM. (2013). 男性. FV: 210°/s. SV: 6 組 35 反覆. CIR、CK. SV: 30°/s. FV＞SV. SOR. 註：MVC 最大肌力；ROM 關節活動度；CIR 肢段圍；CK 肌酸激酶活性；SOR 肌肉酸痛程度； FV 快速離心組；SV 慢速離心組；＞顯著高於；＝無顯著差異。. 10.

(19) 第二節. 離心運動與重複訓練效應之相關研究. 當骨骼肌進行不習慣的運動時，容易造成肌肉損傷與延遲性肌肉酸痛，尤其是離心運動造成的肌肉損傷與酸痛更為明顯。在這些肌肉的損傷與酸痛恢復後，肌肉會產生自我保護的現象，對於下一回合進行相同或相似之離心運動，能夠減緩其造成的肌肉損傷之程度，而這種保護肌肉的機制稱為「重複訓練效應」。如同上述之重複訓練效應的益處，將使肌肉更能有效減緩及預防高強度的訓練課程或競技運動過程中，離心收縮所帶來的損傷與酸痛，並維持運動表現。因此，使肌肉具備重複訓練效應，對於參與身體活動的一般大眾以及運動員都是有所幫助的。目前重複訓練效應的確切機轉尚未釐清，但相關研究及學者普遍支持機械適應與細胞適應的理論。機械適應相關的理論指出，重複訓練效應歸因於進行離心運動時，原本較弱的肌纖維與肌節受到破壞後的重塑 (remodeling)，使肌節增加進而使肌肉更強韌 (McHugh et al, 1999; Yu, Carlsson, & Thornell, 2004)。細胞適應的理論則認為，細胞對發炎反應的適應以及蛋白質合成增加等因素，使肌肉更不易因離心運動而損傷並維持肌肉功能 (Koh & Brooks, 2001; Yu et al., 2004)。另有研究指出，引發重複訓練效應的原因與增加運動單位的徵召有關 (McHugh et al, 1999)，但也有其他的研究結果不支持此論點 (Black & McCully, 2008)，因此神經適應的理論較無受到一致的支持。已有部分學者在探討，何種形式的離心運動能使肌肉產生重複訓練效應，而本節整理相關文獻，顯示引發重複訓練效應的程度大小會受到離心運動強度與速度兩個因素的影響。在離心運動強度的研究中，Chen, Nosaka, 與 Sacco (2007) 的研究將 42 位參與者，在第一回合依組別以肘屈肌群進行 30 次強度分別為 40%、60%、80%或 100% 之最大自主收縮之離心運動；在第一回合離心運動後 2 至 3 周，以 30 次 100%之最大自主收縮離心運動進行第二回合離心運動。研究結果顯示，在第一回合離心運動後， 100%最大自主收縮強度之離心運動在肌酸激酶活性、肌紅素濃度、上臂腫脹以及等長肌力衰退等指標上皆有最大的變化，意即引發最大的肌肉損傷，其次依序為 80%、60% 及 40%最大自主收縮之離心運動；而在第二回合離心運動後的結果卻顯示，初回合進. 11.

(20) 行 100%最大自主收縮強度的參與者，在第二回合離心運動後造成的肌肉損傷最小，其次依序為初回合進行 80%、60%與 40%最大自主收縮之離心運動的參與者。 Chen 等 (2012) 以 45 位一年內未受訓練之年輕男性為受詴者，在第一回合，依分組介入 30 次反覆的 10%, 20%或 100%最大等長肌力強度之離心運動，每次反覆間隔 45 秒；進行第一回合離心運動的三週後，第二回合所有實驗組別皆進行每次間隔 45 秒，共 30 次反覆的 100%最大等長肌力強度之離心運動。研究結果發現，100%組在第一回合離心運動造成的間接肌肉損傷指標 (關節活動範圍、上臂圍、等長肌力以及肌肉酸痛指數) 上，顯著高於 20%組與 10%組，20%組造成之肌肉損傷指標高於 10%組；然而，進行三週後的第二回合最大離心運動後，10%組引發之肌肉損傷指標高於 20% 組，且 20%組之肌肉損傷指標高於 100%組。因此該研究結果顯示，離心運動需造成一定程度的肌肉損傷，才能產生較明顯的重複訓練效應。綜合上述 Chen 等人在 2007 年及 2012 年的研究可知，強度愈高的離心運動會造成愈大程度的肌肉損傷，但同時也能產生愈明顯的重複訓練效應，以減緩隨後回合離心運動的肌肉損傷；然而，以離心運動速度來探討對重複訓練效應的影響，是否與介入離心運動強度的研究結果類似，則是本研究欲探討的方向。在離心運動速度的研究方面，Barroso 等 (2010) 以 15 名有日常身體活動習慣，但無阻力訓練習慣的年輕男性為研究參與者，將他們分為快速離心組 (180°/s) 與慢速離心組 (60°/s)；參與者皆依組別以肘屈肌群在初回合進行 30 次反覆，每次反覆間隔 3 秒的離心運動，接著在兩周後進行第二回合，以及在四周後進行第三回合相同之離心運動。研究結果顯示，慢速離心組與快速離心組造成的肌肉損傷程度無顯著差異，且對隨後與初回合相同的兩回合離心運動產生的肌肉損傷程度，都有減緩的現象。隨後的文獻也支持該研究的結果，Barss 等 (2014) 將 16 位男性與 15 位女性分配至兩組，一組進行兩回合離心運動速度一致的相同組，另一組則進行兩回合離心運動速度不一的相異組；該實驗的快速離心運動 (180°/s) 與慢速離心運動 (30°/s) 皆以 6 組 8 次反覆 (共 48 次反覆) 進行介入，實驗結果顯示相同組在次回合離心運動後的肌力恢復速度比相異組快。此外，該研究也指出無論初回合進行快速或慢速離心運動，皆能減緩. 12.

(21) 次回合離心運動造成的肌肉損傷程度。上述 Barroso 等 (2010) 與 Barss 等 (2014) 的研究以較低收縮次數(30 次與 48 次) 為實驗介入，顯示慢速與快速的離心運動所造成的肌肉損傷無明顯差異；因此，另有研究則介入較高的收縮次數來進行探討。Chapman 等 (2011) 以 18 位年輕男性為研究對象，實驗組別分為有進行初回合慢速離心運動與次回合快速離心運動的重複訓練組，與初回合不進行離心運動，只在第二回合介入離心運動的控制組。該研究中探討肘屈肌群進行 35 組，每組 6 次反覆 (共 210 次) 的慢速度 (30°/s) 離心運動後，是否會產生顯著的重複訓練效應，以減緩兩周後進行相同組數與反覆次數之快速度 (210°/s) 離心運動的肌肉損傷程度。研究結果發現，重複訓練組在初回合的慢速離心運動後造成了一定程度的肌肉損傷，且進行第二回合快速離心運動後，多數的肌肉損傷指標 (CK 活性、肌肉腫脹以及肌力與關節活動度衰退) 顯著低於控制組。此研究結果顯示，慢速離心運動能夠減緩隨後快速離心運動所造成的肌肉損傷；然而，該實驗以相同反覆次數來進行兩個回合的離心運動，因此若改以相同的肌肉收縮時間來進行探討，是否與該研究結果相似，能夠減緩隨後快速離心運動造成的肌肉損傷，值得進一步研究。綜合本節的文獻探討，初回合進行離心運動後的肌肉損傷，可產生一定程度的重複訓練效應，且愈大的肌肉損傷恢復後，愈能減緩隨後回合離心運動的肌肉損傷程度。在上一節的文獻探討中提到，欲釐清離心運動速度對於肌肉損傷的影響，需從反覆次數與肌肉收縮時間的面向來探討 (Chapman et al., 2006; Chapman et al., 2008)。然而，過去關於離心運動速度對重複訓練效應的文獻中，皆以相同的反覆次數進行介入，尚無研究從相同的肌肉收縮時間來探討。因此，以相同離心收縮時間來探討離心運動速度對重複訓練效應的影響，是否與先前介入相同反覆次數的研究結果相同，有待研究進一步釐清。. 13.

(22) 表 2-2. 離心運動速度影響重複訓練效應之文獻整理. 作者 (年代). 研究對象. 離心運動形式. 運動量. 評估指標. 重複訓練效應. Barroso 等. 15 名未訓練. 肘屈肌群. 單組 30 反覆. MVIC、ROM. FV＝SV. (2010). 男性. FV: 180°/s. 每兩周進行一回合. CK、SOR. SV: 60°/s. 共三回合. 肘屈肌群. S 組:. FV: 180°/s. FV- FV/SV-SV. SV: 30°/s. NS 組:. Barss 等 (2014). 16 位男性 15 位女性. MVIC、SOR. S 組＞NS 組. 實驗組＞控制組. FV-SV/SV-FV 兩回合間隔三週 6 組 8 反覆. Chapman 等. 15 名未訓練. 肘屈肌群. 實驗組:. MVIC、ROM. (2011). 男性. FV: 210°/s. SV- FV. CIR、CK. SV: 30°/s. 兩回合間隔兩週. SOR. 控制組: FV 35 組 6 反覆. 註：MVIC 最大等長肌力；ROM 關節活動度；CIR 肢段圍；CK 肌酸激酶活性；SOR 肌肉酸痛程度； FV 快離心組；SV 慢速離心組；＞顯著高於；＝無顯著差異。. 14.

(23) 第三節. 本章總結. 經由以上文獻探討可歸納出以下幾點：一、關於離心運動速度影響肌肉損傷程度的研究中，大多數都支持在相同的肌肉離心收縮時間下或反覆次數下，快速離心運動會引發較大肌肉損傷，只有在進行較低反覆次數的研究中有較不一致的結果。二、多數研究指出，無論初回合進行快速或慢速的離心運動，皆可產生重複訓練效應，以減緩隨後離心運動造成的肌肉損傷。三、先前關於離心運動速度產生重複訓練效應的研究，皆是以相同的反覆次數來探討，尚無研究以介入相同的肌肉收縮時間，來比較離心運動速度對於產生重複訓練效應的程度，因此有進一步探討的空間。四、上述提到的文獻在離心速度對於重複訓練效應上的研究，多數聚焦在上肢肌群，因此下肢肌群是否有類似的結果，則需要更多的研究來探討與分析。. 15.

(24) 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、研究參與者；第二節、實驗設計；第三節、研究方法與步驟；第四節、實驗控制；第五節、資料處理與統計分析。. 第一節. 研究參與者. 本研究招募 16 名健康男性 (20-30 歲) 為研究參與者，參與者在過去六個月內未進行規律的阻力訓練，且下肢無重大肌肉、關節以及骨骼傷害。參與者在整個實驗的執行過程中，不得參與或進行阻力運動或其他運動相關測驗，參與實驗前，參與者頇先詳閱「參與者同意書」，並由研究者告知本研究之目的、實驗流程及整個實驗流程中可能產生的風險，若參與者同意參與本實驗，將填寫「參與者同意書」、「健康情況與運動習慣調查表」以篩選出合適的研究參與者。. 第二節. 實驗設計. 參與者在熟悉期結束後進行膝屈肌群最大等長肌力測驗，並根據最大等長肌力的表現將參與者配對分至兩個實驗組別，在等速肌力測量儀上進行第一回合不同速度之最大等速離心運動，分別為 (1) 快速離心運動 210°/s (快速離心組) 與 (2) 慢速離心運動 30°/s (慢速離心組)。完成第一回合最大等速離心運動並休息兩周後，兩組別在第二回合皆進行快速離心運動 (210°/s)；在第一回合與第二回合最大等速離心運動前後，檢測肌肉酸痛與損傷指標 (肌酸激酶、最大等長肌力、關節活動度、酸痛指數)，藉此比較兩組別的肌肉損傷指標，以評估不同速度的等速離心運動對膝屈肌群損傷及重複訓練效應的影響，實驗設計如圖 3-1 所示：. 16.

(25) 圖 3-1. 第三節. 實驗設計圖. 實驗方法與步驟. 所有的實驗參與者必頇接受四個階段的測驗，依序為 (1) 熟悉期、(2) 最大等長肌力測驗、(3) 不同速度 (30°/s 或 210°/s) 的最大等速離心運動，以及 (4) 快速度最大等速離心運動；因此本研究方法與步驟包括：（一）實驗前準備階段、（二）熟悉期與實驗分組、（三）不同速度之等速離心運動測驗 (正式實驗測驗)。（一）實驗前準備階段本實驗所需儀器及器材準備如下： 1.. 等速肌力測量儀 (Dynamometer system 4 Pro, Biodex, USA)：進行不同速度之最大離心運動測驗以及最大等長肌力測驗。在使用該儀器前會以機械上的水. 17.

(26) 平儀進行校正，當水平儀呈水平時的角度定義為膝關節 90°，之後進行測驗時則以此角度做為參考。. 圖 3-2 2.. Biodex 等速肌力測量儀. 採集血液的器具：進行兩回合的正式實驗測驗時，將收集參與者之血液樣本，相關耗材準備如下－採血針、紅頭採血管與離心管；將採血管藉由離心機分離出的血清液 (serum) 分裝至離心管中，用以檢驗肌酸激酶的活性。. 3.. 相關測驗表格準備：「參與者同意書」、「健康情況與運動習慣調查表」、熟悉期、最大等長肌力測驗，以及正式測驗紀錄所需表格的準備 (見附錄一、二、三)。. （二）熟悉期與實驗分組熟悉期目的是為避免參與者對測驗方式的不熟悉，而成為影響實驗結果的因素。因此，參與者在進行正式測驗前，需熟悉本實驗所有測驗內容與流程，包含劃記肌肉酸痛指數 (muscle soreness, SOR)、測量關節活動度 (range of motion, ROM)、最大等長肌力 (maximum voluntary isometric contraction, MVIC) 與等速離心運動的測驗方式。在最大等長肌力測驗方面，參與者需在等速肌力測量儀上完成標準化熱身後，以最大自主收縮來熟悉最大等長肌力的測驗方式；熟悉最大等長肌力測驗後，實驗參與者也需以主觀自覺的 50%最大自主收縮，分別進行快速 (210°/s) 與慢速 (30°/s) 之等速離心運動各 10 次反覆。在熟悉不同速度之等速離心運動與最大等長肌力的測驗方式並休息三天後，進行. 18.

(27) 膝屈肌群的最大等長肌力測驗。本研究將此階段的最大等長肌力測驗的結果，做為兩種不同速度之等速離心運動介入的配對分組依據。完成此最大等長肌力測驗並充足休息 (至少 48 小時) 後，開始進行正式實驗。（三）不同速度之等速離心運動測驗 (正式實驗測驗) 實驗參與者在進行第一回合測驗時，依照所分派組別進行快速 (210°/s) 或慢速 (30°/s) 之等速離心運動；休息兩周後所有參與者皆進行快速 (210°/s) 離心運動，以做為第二回合的測驗。在進行不同速度之離心運動測驗時，參與者以俯臥姿勢在等速肌力測量儀上 (如圖 3-3)，以左腳的膝屈肌群進行 6 組規定之速度下的最大等速離心收縮，組間休息時間為 2 分鐘；在進行等速離心運動時，會以口頭上的正向語言鼓勵參與者盡最大努力收縮其膝屈肌群，以確保每次的離心收縮皆為最大的力量 (林明儒等， 2013)。如圖 3-4 所示，為避免膝屈肌群在離心運動時過度伸展造成拉傷，本研究依參與者自然全伸展 (full extension) 時的膝關節角度設定為關節活動終點，並將膝關節從終點屈曲 100°的位置設定為起點，因此關節活動範圍為 100°。當離心運動達到終點時，等速肌力測量儀會自動地將參與者的膝關節角度歸位回到起點，歸位的期間要求參與者放鬆休息，以準備進行下一次的反覆。. 圖 3-3. 以俯臥姿勢進行等速離心運動. 19.

(28) 圖 3-4. 離心運動之關節活動範圍. 因角速度與關節活動範圍的關係，慢速離心運動作功 (work) 時間較快速離心運動長，所以為了避免肌肉疲勞因素影響實驗結果，在離心收縮的每次反覆會間隔一段時間做為恢復，而間隔的時間則設定為肌肉作功時間的三倍，因此快速與慢速離心運動的自動歸位角速度分別為：70°/s 以及 10°/s；除此之外，為固定不同速度的離心收縮時間，本實驗將快速與慢速離運動介入之每組反覆次數分別設定為 35 次以及 5 次 (Chapman et al., 2006) ，每個速度皆進行 6 組的最大等速離心收縮，即快速離心運動共進行 210 次收縮，慢速離心運動共進行 30 次收縮。在第一回合與第二回合的最大等速離心運動前後，皆進行肌肉損傷相關指標測驗與血液採集，各指標的資料收集方法將在下列依序說明；另外，依變項的資料收集時間點可參照表 3-1 所示。表 3-1. 各依變項資料收集時間點 ECC1 Base. IP. 24hr. ECC2 48hr. 72hr. Base. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. IP. 24hr. 48hr. 72hr. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. CK. ˇ. SOR. ˇ. ROM. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. MVIC. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. ˇ. 註：ECC1 第一回合離心運動；ECC2 第二回合離心運動； Base 基準值 (離心運動前)；IP 離心運動後立即；CK 肌酸激酶；SOR 肌肉酸痛指數；ROM 關節活動度；MVIC 最大等長肌力；ˇ進行資料收集。. 20.

(29) 1.. 肌酸激酶活性 CK 本研究檢驗肌酸激酶活性做為肌肉損傷指標。在兩個回合的離心運動前、運動後. 48 小時以及 72 小時，於肘關節靜脈進行採血 (5ml)，並將採血管以高速離心機分離出血清，再將血清分裝至離心管中 (500µl) 並存放於-80℃冷凍庫。待全部 CK 樣本收集完成後，送至醫事檢驗所以自動生化分析系統 (DxC800 Synchron Slinical Systems, Beckman Coulter UniCel, USA) 採酵素速率法 (Enzymatic rate method) 進行肌酸激酶活性的化驗。 2.. 下肢最大等長肌力測驗 (MVIC) 在兩個回合的離心運動前、運動後立即、24 小時、48 小時以及 72 小時會進行最. 大等長肌力測驗。參與者在等速肌力測量儀上以膝屈 60°之位置進行最大等長收縮；每次收縮維持 3 秒，共進行 3 次測驗，測驗間休息 45 秒，取三次測驗之平均值做為最大等長肌力的表現 (Matsuo, Suzuki, Iwata, Hatano, & Nosaka, 2015)；實驗參與者在進行最大等長肌力測驗時，會以口頭上的正向語言鼓勵參與者盡力收縮其膝屈肌群 (膝屈曲)，以確保每次皆以最大的力量來收縮。 3.. 關節活動度 (ROM) 在兩個回合的離心運動前、運動後立即、24 小時、48 小時以及 72 小時進行關節. 活動度測量。在測量關節活動度時，大多數的研究皆利用關節量角器來測量關節伸展與屈曲時的角度差；而在 Biodex 等速肌力測量儀的關節活動範圍校正介面中，具有顯示關節角度的畫面，且測量關節活動度的原理與關節量角器相同。因此，本研究嘗詴以等速肌力測量儀所顯示的膝關節角度來進行測量；如圖 3-4 所示，參與者以俯臥姿勢在等速肌力測量儀的躺椅上，以測力桿臂上的水平儀進行校正，當水平儀呈垂直時定義為膝關節 90°，膝關節全伸直時定義為膝關節 180°。將參與者進行膝關節屈曲，感受到膝屈肌群緊繃 (或酸痛) 時的膝關節角度做為屈曲角度(flexion of knee joint angle, FANG)；並將參與者進行膝關節伸展，感受到膝屈肌群緊繃 (或酸痛) 時的膝關節角度做為伸展角度(extension of knee joint angle, EANG)。FANG 與 EANG 皆各別測量 3 次並計算平均值，最後將 FANG 與 EANG 的平均值相減即為 ROM 值 (Chapman et. 21.

(30) al., 2006)。 4.. 肌肉酸痛指數 (SOR) 在兩個回合的離心運動前、運動後 24 小時、48 小時以及 72 小時進行肌肉酸痛指. 數測驗，以主觀性自覺量表 (Visual Analogue Scale, VAS) 進行測量 (圖 3-4)，VAS 量表為一條長度 100 毫米 (mm) 的水平直線，以最左端為零點，代表完全無酸痛感，最右端則為所能想像中最嚴重的酸痛；參與者以俯臥姿勢進行測量，同時施測者會在其進行離心運動的左腳膝屈肌群上做按壓，讓參與者依照主觀的肌肉酸痛感在 VAS 量表上劃記進行評分 (Brockett, Morgan, & Proske, 2001)。. 圖 3-5. VAS 主觀性自覺量表. 第四節. 實驗控制. 參與者在研究過程中除了要維持正常的飲食習慣和生活作息之外，在進行第一回合及第二回合的等速離心運動後 72 小時內，不可從事阻力運動或其他激烈的運動，也不可以使用任何抗發炎或止痛藥物，以及任何能夠幫助緩解肌肉酸痛的行為 (例如冰敷、按摩、熱療等)；此外，測驗前 24 小時內，參與者需攝取足夠的水份與電解質 (維持良好的水合狀態)，並於測驗前 2.5 小時內禁食。由於肌力的表現會隨著一天早晚的時間而變動，因此在進行二回合的離心運動測驗時，測驗時間皆必需安排在每天相同的時段下進行，以避免不同的測驗時間影響到實驗的結果。. 22.

(31) 第五節. 資料處理與統計分析. 本實驗所獲得之各項數據，以 SPSS (statistical package for social science) for Windows 19.0 中文版統計套裝軟體進行資料處理與統計分析，顯著水準訂為 α = .05。主要的統計分析方法如下：一、以描述性統計 (平均數 ± 標準差) 呈現實驗所收集到之數據。二、以混合設計二因子變異數分析檢定第一回合與第二回合離心運動時的各項肌肉酸痛與損傷指標在不同組別與不同時間點下是否有顯著差異，當交互作用達顯著時，以Tukey’s法進行事後比較。三、以混合設計二因子變異數分析檢定離心運動後，同組別的各項肌肉酸痛與損傷指標在不同回合離心運動與不同時間點下是否有顯著差異，當交互作用達顯著差異時，以Tukey’s法進行事後比較。四、以混合設計二因子變異數分析檢定離心運動後，第二回合的兩組與第一回合快速離心組，各項肌肉酸痛與損傷指標在不同回合離心運動與不同時間點下是否有顯著差異，當交互作用達顯著差異時，以Tukey’s法進行事後比較。. 23.

(32) 第肆章. 結果. 本研究檢測的肌肉損傷指標包括血清肌酸激酶活性、下肢最大等長肌力、關節活動度以及肌肉酸痛指數；本研究參考肌肉損傷相關文獻，將收集到的下肢最大等長肌力與關節活動度資料標準化後再進行統計分析。本章將分別呈現相關檢測結果：. 第一節. 參與者基本資料. 本研究參與者為16名無阻力訓練經驗者，且下肢無骨骼、肌肉與關節傷害之健康男性，配對分組至快速離心組與慢速離心組，兩組參與者基本資料如表4-1所示。經獨立樣本t檢定顯示，兩組別在年齡、身高、體重以及下肢最大等長肌力上皆未達顯著差異 (p > .05)。. 表4-1. 參與者基本資料快速離心組 (n=8). 慢速離心組 (n=8). 年齡 (歲). 24.1 ± 1.2. 23.3 ± 1.2. 身高 (公分). 177.1 ± 5.6. 174.1 ± 5.5. 體重 (公斤). 67.8 ± 11.5. 67.4 ± 8.1. 下肢最大等長肌力 (牛頓-公尺). 70.8 ± 14.2. 71.1 ± 15.9. 24.

(33) 第二節. 不同速度的等速離心運動後膝屈肌群損傷的反應. 本研究的參與者配對分組至快速離心組與慢速離心組，每位參與者在第一回合的離心運動依組別進行快速或慢速的離心運動；在第一回合離心運動過後，快速離心組與慢速離心組的膝屈肌群損傷反應如下：一、血清肌酸激酶活性 (CK) 以混合設計二因子變異數分析，考驗兩組間CK活性在第一回合離心運動前後 (基準值、運動後48小時及72小時) 的差異 (如表4-2)。結果顯示測驗時間與實驗組別的交互作用未達顯著水準 (F=3.505, p > .05)；測驗時間因子的主要效果達顯著水準 (p < .05)，但實驗組別因子的主要效果未達顯著水準 (p > .05)。在測驗時間因子主要效果檢定顯示，在離心運動後72小時，快速離心組與慢速離心組的CK活性顯著高於基準值 (p < .05)。表4-2. 兩回合離心運動前、運動後48小時及72小時的CK變化快速離心組. 慢速離心組. 時間. 第一回合. 第二回合. 第一回合. 第二回合. 基準值. 206.4 ± 121.0. 214.9 ± 84.9. 121.1 ± 42.4. 212.0 ± 157.8. 48小時. 4358.7 ± 4593.7 bc. 361.8 ± 177.8 b. 273.3 ± 88.1. 298.0 ± 227.6 c. 72小時. 9661.5 ± 9887.9 bcα. 320.4 ± 161.6 b. 1046.2 ± 779.7 β. 470.4 ± 664.9 δ. 註：單位為U/L；b快速離心組兩回合間達顯著差異；c慢速離心組第二回合與快速離心組第一回合達顯著差異；α快速離心組第一回合與基準值達顯著差異；β慢速離心組第一回合與基準值達顯著差異；δ慢速離心組第二回合與基準值達顯著差異。. 二、下肢最大等長肌力 (MVIC) 本研究將參與者離心運動前測量的下肢最大等長肌力定義為100%基準值，並將離心運動後的下肢最大等長肌力以基準值的百分比表示，做為標準化的MVIC。將標準化的MVIC以混合設計二因子變異數分析，考驗兩組間MVIC在第一回合離心運動前後 (基準值、運動後立即、24小時、48小時及72小時) 的差異(如圖4-1)。結果顯示測驗時間與. 25.

(34) 實驗組別的交互作用達顯著水準 (F=2.801, p < .05)，且測驗時間因子與實驗組別因子的主要效果也達顯著水準 (p < .05)。將時間因子進行單純主要效果比較發現，除慢速離心組在離心運動後72小時外，快速離心組與慢速離心組在離心運動後的所有時間點上， MVIC都顯著低於基準值 (p < .05)；將實驗組別進行單純主要效果比較發現，在離心運動後48小時及72小時，快速離心組的MVIC衰退程度顯著大於慢速離心組 (p < .05)。. 圖4-1 兩回合離心運動前、運動後立即、24小時、48小時及72小時的MVIC變化註：a第一回合兩組間達顯著差異；b快速離心組兩回合間達顯著差異；c慢速離心組第二回合與快速離心組第一回合達顯著差異；α快速離心組第一回合與基準值達顯著差異；β慢速離心組第一回合與基準值達顯著差異；γ快速離心組第二回合與基準值達顯著差異；δ慢速離心組第二回合與基準值達顯著差異。三、關節活動度 (ROM) 本研究將參與者離心運動前測量的關節活動度定義為基準值(0°)，將離心運動後的關節活動度減去離心運動前的關節活動度，並以差值表示。將ROM以混合設計二因子變. 26.

(35) 異數分析，考驗兩組間ROM在第一回合離心運動前後 (基準值、運動後立即、24小時、 48小時及72小時) 的差異 (如圖4-2)。結果顯示測驗時間與實驗組別的交互作用達顯著水準 (F=5.228, p < .05)，且測驗時間因子與實驗組別因子的主要效果也達顯著水準 (p r< .05)。將時間因子進行單純主要效果比較發現，快速離心組與慢速離心組在離心運動後立即、24小時、48小時以及72小時，ROM都顯著低於基準值 (p < .05)；此外，將實驗組別進行單純主要效果比較發現，在離心運動後48小時及72小時，快速離心組的ROM 減少程度顯著大於慢速離心組 (p < .05)。. 圖4-2. 兩回合離心運動前、運動後立即、24小時、48小時及72小時的ROM變化. 註：a第一回合兩組間達顯著差異；b快速離心組兩回合間達顯著差異；c慢速離心組第二回合與快速離心組第一回合達顯著差異；α快速離心組第一回合與基準值達顯著差異；β慢速離心組第一回合與基準值達顯著差異；γ快速離心組第二回合與基準值達顯著差異；δ慢速離心組第二回合與基準值達顯著差異。. 27.

(36) 四、肌肉酸痛指數 (SOR) 以混合設計二因子變異數分析，考驗兩組間SOR在第一回合離心運動前後 (基準值、運動後24小時、48小時及72小時) 的差異 (如圖4-3)。結果顯示測驗時間與實驗組別的交互作用未達顯著水準 (F=.041, p > .05)；測驗時間因子的主要效果達顯著水準 (p < .05)，但實驗組別因子的主要效果未達顯著水準 (p > .05)。在時間因子主要效果檢定顯示，在運動後24小時、48小時以及72小時，慢速離心組與快速離心組的SOR都顯著高於基準值 (p < .05)。. 圖4-3. 兩回合離心運動前、運動後24小時、48小時及72小時的SOR變化. 註：a第一回合兩組間達顯著差異；b快速離心組兩回合間達顯著差異；c慢速離心組第二回合與快速離心組第一回合達顯著差異；α快速離心組第一回合與基準值達顯著差異；β慢速離心組第一回合與基準值達顯著差異；γ快速離心組第二回合與基準值達顯著差異；δ慢速離心組第二回合與基準值達顯著差異。. 28.

(37) 第三節. 不同速度的等速離心運動後膝屈肌群重複訓練的效應. 進行第一回合離心運動並休息兩週後，兩組參與者在第二回合皆進行快速離心運動。由上一節第一回合離心運動後的結果得知，快速離心運動所造成的肌肉損傷程度較大；因此本節除了比較快速離心組與慢速離心組各別在兩個回合離心運動後的肌肉損傷程度外，也將第二回合離心運動的兩組別肌肉損傷程度，與第一回合離心運動的快速離心組肌肉損傷程度進行比較，藉以評估不同速度的等速離心運動對膝屈肌群重複訓練效應的影響。一、血清肌酸激酶活性 (CK) 以混合設計二因子變異數分析，分別考驗慢速離心組與快速離心組的CK活性在第一回合與第二回合離心運動前後的差異 (如表4-2)。結果顯示在快速離心組部分，測驗時間與離心運動回合的交互作用達顯著水準 (F=5.869, p < .05)；測驗時間因子與離心運動回合因子的主要效果皆達顯著水準 (p < .05)。離心運動回合因子單純主要效果比較顯示，在離心運動後48小時及72小時，第二回合的CK活性顯著低於第一回合 (p < .05)；測驗時間因子單純主要效果比較顯示，在離心運動後72小時，第一回合的CK活性顯著高於基準值 (p < .05)。在慢速離心組部分，測驗時間與離心運動回合的交互作用未達顯著水準 (F=2.319, p > .05)，測驗時間因子的主要效果達顯著水準 (p < .05)，離心運動回合因子的主要效果則未達顯著水準 (p > .05)。測驗時間因子主要效果檢定顯示，在離心運動後72小時，第一回合與第二回合的CK活性顯著高於基準值 (p < .05)。以混合設計二因子變異數分析，考驗CK活性在第二回合快速與慢速離心組以及第一回合的快速離心組在離心運動前後的差異 (如表4-2)，結果顯示測驗時間與實驗組別的交互作用達顯著水準 (F=5.773, p < .05)，且測驗時間因子與實驗組別因子的主要效果也達顯著水準 (p < .05)。將實驗組別進行單純主要效果比較發現，在離心運動後48小時以及72小時，第二回合快速離心組與慢速離心組的CK活性皆顯著低於第一回合快速離心組 (p < .05)；然而，在第二回合離心運動中，快速離心組離心與慢速離心組之間的所有時間點皆未達顯著差異 (p > .05)。測驗時間的單純主要效果比較顯示，在離心運動後. 29.

(38) 72小時，第一回合的CK活性顯著高於基準值 (p < .05)。二、下肢最大等長肌力 (MVIC) 以混合設計二因子變異數分析，分別考驗慢速離心組與快速離心組的標準化MVIC 在第一回合與第二回合離心運動前後的差異 (如圖4-1)。結果顯示在快速離心組部分，測驗時間與離心運動回合的交互作用達顯著水準 (F=8.397, p < .05)；測驗時間因子與離心運動回合因子的主要效果皆達顯著水準 (p < .05)。離心運動回合因子單純主要效果比較顯示，在離心運動後所有時間點，第二回合的MVIC皆顯著高於第一回合 (p < .05)；測驗時間因子的單純主要效果比較顯示，除第二回合離心運動後72小時的MVIC與基準值無顯著差異外，兩個回合離心運動後所有時間點的MVIC皆顯著低於基準值 (p > .05)。在慢速離心組部分，測驗時間與離心運動回合的交互作用未達顯著水準 (F=2.100, p > .05)，測驗時間因子的主要效果達顯著水準 (p < .05)，離心運動回合因子的主要效果則未達顯著水準 (p > .05)；測驗時間因子的主要效果檢定顯示，在離心運動後所有時間點的MVIC顯著低於基準值 (p > .05)。以混合設計二因子變異數分析，考驗標準化的MVIC在在第二回合快速與慢速離心組以及第一回合的快速離心組在離心運動前後的差異 (如圖4-1)，結果顯示測驗時間與實驗組別的交互作用達顯著水準 (F=5.986, p < .05)，且測驗時間因子與實驗組別因子的主要效果也達顯著水準 (p < .05)。將實驗組別因子進行單純主要效果比較發現，在離心運動後24小時、48小時以及72小時，第二回合快速離心組與慢速離心組的MVIC衰退程度顯著小於第一回合快速離心組 (p < .05)；然而，在第二回合離心運動後，快速離心組與慢速離心組之間的所有時間點皆未達顯著差異 (p > .05)。三、關節活動度 (ROM) 以混合設計二因子變異數分析，分別考驗慢速離心組與快速離心組的ROM在第一回合與第二回合離心運動前後的差異 (如圖4-2)。結果顯示在快速離心組部分，測驗時間與離心運動回合的交互作用達顯著水準 (F=7.699, p < .05)。測驗時間因子與離心運動回合因子的主要效果皆達顯著水準 (p < .05)。離心運動回合因子單純主要效果比較發現，在離心運動後48小時及72小時，第二回合的ROM減少程度顯著低於第一回合 (p < .05)；. 30.

(39) 測驗時間因子單純主要效果比較顯示，第一回合離心運動後所有時間點的ROM皆顯著低於基準值 (p > .05)，而第二回合離心運動後立即與48小時的ROM也顯著低於基準值 (p > .05)。在慢速離心組部分，測驗時間與離心運動回合的交互作用未達顯著水準 (F=1.501, p > .05)。測驗時間因子的主要效果達顯著水準 (p < .05)，離心運動回合因子的主要效果則未達顯著水準 (p > .05)；測驗時間的主要效果檢定顯示，離心運動後所有時間點ROM 顯著低於基準值 (p > .05)。以混合設計二因子變異數分析，考驗ROM在第二回合快速與慢速離心組以及第一回合的快速離心組在離心運動前後的差異 (如圖4-2)，結果顯示測驗時間與實驗組別的交互作用達顯著水準 (F=5.703, p < .05)，且測驗時間因子與實驗組別因子的主要效果也達顯著水準 (p < .05)。將實驗組別進行單純主要效果比較發現，在離心運動後48小時，第二回合快速離心組的ROM減少程度顯著小於第一回合快速離心組 (p < .05)；且第二回合的快速離心組與慢速離心組在72小時的ROM減少程度皆顯著小於第一回合快速離心組。然而，在第二回合離心運動中，快速離心組與慢速離心組之間的所有時間點皆未達顯著差異 (p > .05)。四、肌肉酸痛指數 (SOR) 以混合設計二因子變異數分析，分別考驗慢速離心組與快速離心組的SOR在第一回合與第二回合離心運動前後的差異 (如圖4-3)。結果顯示在快速離心組部分，測驗時間與離心運動回合的交互作用達顯著水準 (F=5.583, p < .05)；測驗時間因子與離心運動回合因子的主要效果皆達顯著水準 (p < .05)。離心運動回合因子單純主要效果檢定顯示，在離心運動後24小時、48小時及72小時，第二回合的SOR顯著低於第一回合 (p < .05)；測驗時間的單純主要效果比較發現，兩回合離心運動後的所有時間點的SOR皆顯著高於基準值 (p < .05)。在慢速離心組部分，測驗時間與離心運動回合的交互作用未達顯著水準 (F=1.978, p > .05)，測驗時間因子的主要效果達顯著水準 (p < .05)，離心運動回合因子的主要效果則未達顯著水準 (p > .05)。測驗時間主要效果檢定顯示，離心運動後所有時間點的SOR皆顯著高於基準值 (p < .05)。. 31.

(40) 以混合設計二因子變異數分析，考驗SOR在第二回合快速與慢速離心組以及第一回合的快速離心組在離心運動前後的差異 (如圖4-3)，結果顯示測驗時間與實驗組別的交互作用達顯著水準 (F=3.104, p < .05)，且測驗時間因子與實驗組別因子的主要效果也達顯著水準 (p < .05)。將實驗組別進行單純主要效果比較發現，在離心運動後24小時、48 小時及72小時，第二回合快速離心組的SOR皆顯著低於第一回合快速離心組 (p < .05)。然而，在第二回合離心運動中，快速離心組與慢速離心組之間的所有時間點皆未達顯著差異 (p > .05)。. 32.

(41) 第伍章. 討論. 本研究結果分成以下三節來進行討論：第一節、不同速度的等速離心運動對膝屈肌群損傷的影響；第二節、不同速度的等速離心運動對膝屈肌群重複訓練效應的影響；第三節、結論與建議。. 第一節. 不同速度的最大等速離心運動對膝屈肌群損傷的影響. 過去已有許多研究探討離心運動速度對於肌肉損傷的影響，較早期的研究參考實際阻力訓練時的反覆次數 (Pad. don-Jones et al., 2005; Shepstone et al., 2005)，因此反覆. 次數較少 (30次或36次)，較近期的研究則開始介入相同離心收縮時間來探討 (Chapman et al., 2006)。然而，介入相同離心收縮時間會造成快速離心運動的反覆次數提高許多 (210次)，因此才有文獻又進一步釐清高反覆次數與低反覆次數在不同離心運動速度下，肌肉損傷的差異 (Chapman et al., 2008)。在相同反覆次數的研究中，當介入高反覆次數時，皆顯示快速離心運動會造成較大的肌肉損傷 (Chapman et al., 2008; Chapman et al., 2011)；而當介入低反覆次數時卻有不一致的結果，有研究指出慢速離心運動引發較大的肌肉損傷 (Paddon-Jones et al., 2005)，也有研究發現快速離心運動產生較大肌肉損傷 (Shepstone et al., 2005)，甚至出現無顯著差異的結果 (Chapman et al., 2008)。從過去探討離心運動速度影響肌肉損傷的研究中發現，除了反覆次數外，離心收縮時間也是影響肌肉損傷的因素之一 (Paddon-Jones et al., 2005)，而多數介入相同離心收縮時間的研究中，結果皆顯示快速離心運動引起的肌肉損傷較慢速離心運動大 (Chapman et al., 2006；林明儒等，2013)。本研究以膝屈肌群做為參與離心運動的肌群，並介入相同的離心收縮時間來探討對於肌肉損傷的影響；從本研究觀察的CK活性、MVIC、ROM以及SOR四個肌肉損傷指標發現，MVIC與ROM在進行第一回合離心運動後，兩組間達到顯著差異，而CK活性及SOR則無明顯差異，此結果與過去相關研究不盡相同。. 33.

(42) 本研究結果顯示，快速離心組與慢速離心組的CK活性在第一回合離心運動後72小時顯著提升，顯示兩組別在第一回合離心運動後皆造成明顯的肌肉損傷；雖然快速離心組引發的CK活性平均值較高，但兩組與之間無顯著差異，可能是第一回合離心運動後，兩組別參與者間的CK活性的標準差過大所致。Chapman等 (2006) 與林明儒等 (2013) 的研究以相同離心收縮時間來比較快速離心與慢速離心組肌肉損傷的程度，結果呈現在離心運動後快速離心組的CK活性顯著高於慢速離心組。造成本研究的CK活性結果與過去文獻相異的原因，可能為參與者之間對於CK反應的個體差異 (陳忠慶，2005)；其它非探討離心運動速度影響肌肉損傷的文獻中，Chen (2003) 的研究結果也有類似的情況，即CK活性在實驗組別間無顯著差異，而其它肌肉損傷指標卻顯示組別間達顯著差異，這可能也是因參與者間個體差異所造成。Barroso等 (2011) 研究顯示快速與慢速離心運動後的CK活性在兩組別間無顯著差異，其中在快速離心組的CK活性標準差特別大，因此該研究認為這是造成兩組別間CK活性無顯著差異的主要原因，並建議未來研究增加參與者樣本數量，將參與者間的個體差異性降低。除此之外，本研究雖然進行的離心運動模式與Chapman等 (2006) 與林明儒等 (2013) 的研究相同，但本研究在實驗設計上採用獨立樣本設計，與該兩篇研究的相依樣本設計有所不同；相依樣本設計的優點為參與者在實驗處理間的變異性較低，而本研究的獨立樣本設計則較容易受到組別間的變異性影響 (謝伸裕，2004)，加上先前提到參與者對CK反應的個體差異大，因此造成此結果。本研究的MVIC結果顯示，在第一回合離心運動後，快速離心組與慢速離心組的 MVIC皆有顯著衰退；且在48小時及72小時，快速離心組的衰退程度較慢速離心組大，而在24小時則無差異。過去相關文獻在MVIC的結果上大多顯示離心運動後24小時，快速離心組的MVIC衰退程度即顯著大於與慢速離心組 (Chapman et al., 2006；林明儒等， 2013)，此結果可能與本研究參與離心運動的肌群 (膝屈肌群) 與過去研究不同有關。此外，Chapman等 (2011) 以五個關節角度 (肘關節70°、90°、110°、130°以及150°) 來進行MVIC測驗，結果發現快速與慢速兩組間在肘關節110°的MVIC測驗中，在離心運動後 24小時至72小時無顯著差異，直到96小時才達到顯著差異；然而，以肘關節150°進行 MVIC測驗的結果顯示，兩組間在離心運動後24小時至96小時皆達到顯著差異。因此，. 34.