不同關節活動角度的阻力訓練對肌肉適能和身體組成之影響

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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. 不同關節活動角度的阻力訓練對肌肉適能和身體組成之影響. 研究生:劉冠麟指導教授:何仁育. 中華民國 103 年 1 月中華民國臺北市.

(2) 不同關節活動角度的阻力訓練對肌肉適能和身體組成之影響研究生：劉冠麟. 2014年1月. 指導老師：何仁育中文摘要問題背景：儘管多數教練與學者支持「全關節活動節角度」 (full range of motion, FRM) 的阻力訓練原則，但是「限制關節活動角度」 (limited range of motion, LRM) 的訓練方式也獲得少數學者的支持。LRM的訓練在重量負荷上佔優勢，而FRM的訓練在總作功量上佔優勢，由於強度與運動量會影響神經肌肉系統的適應，不同關節活動角度的阻力訓練對肌肉適能與身體組成的影響值得去探討。目的：探討8周不同關節活動角度之蹲舉及仰臥推舉訓練對肌肉適能和身體組成的影響。方法：參與者為17位無阻力訓練經驗的健康男性大學生(年齡 21.8 ± 1.6歲，身高 173.1 ± 3.4公分，體重 69.4 ± 9.4 公斤)，在完成肌力測驗後配對分組，分別進行為期8周，每周2-3次(共22次)的全關節活動角度 (n=8，F組) 與限制關節活動角度 (n=9，L組) 之蹲舉及仰臥推舉訓練 (10RM，3組)。所有參與者在訓練前後進行FRM與LRM之蹲舉及仰臥推舉肌力測驗 (10RM) 、下蹲垂直跳、藥球推擲及身體組成的測驗。統計以二因子混合設計變異數分析比較2組別在訓練前後10RM肌力、下蹲垂直跳、藥球推擲及身體組成之差異，顯著水準定為 p ≤ .05。結果：8周的阻力訓練後，F組與L組在全關節和限制關節之蹲舉及仰臥推舉肌力、上下肢肌群爆發力皆顯著提升 (p < .05) ，但F組在全關節之蹲舉 10RM肌力顯著大於L組，而L組則在限制關節之蹲舉10RM肌力的增加百分比 (20.0 ± 11.9% vs. 40.0 ± 13.3%) 、限制關節之仰臥推舉10RM肌力的增加百分比和15.5kg (28.6 ± 11.0% vs. 15.3 ± 10.1%) 和下肢肌群爆發力的增加百分比 (9.7 ± 5.9% vs. 4.7 ± 3.1%) 皆顯著大於F組 (p < .05) ；在身體組成方面，兩組別在訓練後肌肉量皆顯著增加，但組別間無顯著差異 (p > .05) 。結論：8周FRM及LRM的阻力訓練皆可提升健康男性大學生的肌力、爆發力和肌肉量，然而，LRM的訓練方式在增加限制關節之蹲舉及仰臥推舉肌力和提升下肢肌群爆發力的效果較FRM的訓練方式顯著；FRM的訓練方式僅在增加全關節之蹲舉肌力的效果較LRM的訓練方式顯著。. 關鍵詞：重量訓練、全關節活動角度、限制關節活動角度、肌力、爆發力 i.

(3) Effects of variable range of motion in resistance training on muscular fitness and body composition Jan, 2014. Student: Guan-Lin Liu Advisor: Jen-Yu Ho. Abstract Background: Most coaches and researchers support the use of full range of motion (FRM) training, but there was some support for the use of limited range of motion (LRM) training. While LRM training has an advantage on force production, FRM training produces greater total work. Because intensity and training volume play important roles in muscular adaptations, comparison of muscular adaptations between FRM and LRM training is warranted. Purpose: To examine the effects of 8 weeks of FRM or LRM squat and bench press training on muscular fitness and body composition in untrained men. Methods: After completion of strength testing, seventeen untrained college males (21.8 ± 1.6 years, 173.1 ± 3.4 cm, and 69.4 ± 9.4 kg) were matched up and assigned to FRM training group (n=8) or LRM training group (n=9). All subjects performed squat and bench press training 2-3 times per week for a total of 8 weeks (total 22 training sessions) at intensity of 10RM for 3 sets. FRM and LRM squat and bench press 10RM, counter movement jump (CMJ), seated medicine ball pull, and body composition were measured before and after 8 weeks of training. Two-way mixed design ANOVA was used to determine the differences in these measurements between two groups. The significance level was set at p ≤ .05. Results: After 8 weeks of training, significant increases in squat and bench press 10RM, power performance, and muscle mass were observed in both training groups (p <.05). While changes in FRM squat 10RM were significantly greater in FRM training group (39.6 ± 7.5% vs 25.7 ± 15.3%), changes in LRM squat and bench press 10RM were significantly greater in LRM training group (squat 40.0 ± 13.3% vs 20.0 ± 11.9%; bench press 28.6 ± 11.0% vs 15.3 ± 10.1%). In addition, changes in CMJ power were greater in LRM training group. However, there was no significant difference in muscle mass changes between two training groups. Conclusion: Following 8 weeks of FRM and LRM training, strength, power and muscle mass were significantly improved in untrained men. However, PRM training can induce greater gains in PRM squat and bench press 10RM and lower body power performance whereas FRM training can only induce greater gains in FRM squat 10RM.. Keywords: weight training, full range of motion, limited range of motion, strength, power ii.

(4) 謝. 誌. 一切終於進入了尾聲，研究所生涯就要在此告個段落了，感覺也是五味雜陳，非三言兩語能夠形容。總而言之，這段期間很感謝家人無微不至的照顧，以及指導教授何仁育老師這兩年半的帶領和包容，讓我對運動科學這領域有些許的認識，在我消極怠惰的時候仍然給予督促鼓勵，而沒有放棄我，茫茫人海中能成為老師的學生也是三生有幸；另外，鄭景峰老師和林信甫老師在碩士論文上給我的寶貴建議都讓我受益良多，也感激謝伸裕老師、易廷大哥、昕燐學姐及亮瑋姊的關照；接著要感謝我的好同學泰佑和向儀，總是和我一起相依為命、運動、吃喝玩耍和念書，而泰佑不時的拔刀相助，短短的篇幅也是無法表達說不盡的感激，班代振芳總是給予熱心的協助，麟翔博士陪重訓、打球、吃飯和適時地伸出援手；還有優秀的學弟群弘毅、昭憲、昱軒、子霑和峻逸，三不五時的幫助我和借我書本與軟體等大小事情，有榮幸當他們的學長一定是積了很多陰德；另外要特別感謝昀宗和家祥學長，協助我測詴和教我統計；當然一定要感謝的還有所有來過我實驗的參與者，雖然部分因為一些因素考量中途離開或沒有參與，但肯給機會我就已經感激涕零了，特別是配合度非常高和實驗剛起步就來的那群參與者，你們的出現讓我心裡也是非常有底氣，給了意興闌珊的我很大的動力，在這致上十二萬分的感謝；最後也謝謝一些運科領域之外的好朋友，總是分擔我的喜怒哀愁，讓我一路過來不太寂寞。然而天下無不散的筵席，送君千里終頇一別，又走到了人生的分岔路口，真心期許自己能往後認真的面對每一個重大決定，且紮實的付諸行動，然而什麼不辜負家人期望朝、朝目標邁進或是沒有你們就沒現在的我這種如得獎感言般制式肉麻的場面話就不加詳述了，但相信往後回首看研究所這段旅程，嘴角將出現會心一笑，而這個笑容中所包含的酸甜苦辣，我想只有親身體驗過的人才能了解箇中滋味。. 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 第五節名詞操作型定義 ................................................................................................... 5 第六節研究的重要性 ....................................................................................................... 7. 第貳章相關文獻探討 ...................................................................................... 8 第一節阻力運動對於肌肉適能之影響 ........................................................................... 8 第二節全關節活動角度和限制關節活動角度阻力訓練之比較 ................................... 9 第三節文獻總結 ............................................................................................................. 12. 第參章研究方法 ............................................................................................ 13 第一節研究對象 ............................................................................................................. 13 iv.

(6) 第二節實驗設計 ............................................................................................................. 13 第三節研究方法與步驟 ................................................................................................. 15 第四節實驗控制 ............................................................................................................. 20 第五節資料處理與統計分析 ......................................................................................... 21. 第肆章結果 .................................................................................................... 22 第一節參與者基本資料 ................................................................................................. 22 第二節蹲舉與仰臥推舉之肌力表現 ............................................................................. 23 第三節上下肢肌群之爆發力表現 ................................................................................. 26 第四節身體組成 ............................................................................................................. 28. 第伍章討論 .................................................................................................... 30 第一節不同關節活動角度的阻力訓練對肌力之影響 ................................................. 30 第二節不同關節活動角度的阻力訓練對爆發力之影響 ............................................. 32 第三節不同關節活動角度的阻力訓練對身體組成之影響 ......................................... 33 第四節結論與建議 ......................................................................................................... 35. 引用文獻 ............................................................................................................ 36 附錄 .................................................................................................................... 42 附錄一 ................................................................................................................................. 42 附錄二 ................................................................................................................................. 44. v.

(7) 表次表 4-1. 參與者基本資料 ................................................................................................... 22. vi.

(8) 圖次圖 1-1 不同關節活動角度之蹲舉動作示意圖 .................................................................. 6 圖 1-2. 仰臥推舉關節活動角度動作示意圖 ..................................................................... 6. 圖 3-1 實驗設計圖 ............................................................................................................ 14 圖 3-2 雙軸電子量角器的使用 ........................................................................................ 16 圖 3-3 史密斯儀器 ............................................................................................................ 16 圖 3-4 測力墊 .................................................................................................................... 16 圖 3-5 下蹲垂直跳動作示意圖 ........................................................................................ 17 圖 3-6 藥球推擲動作示意圖 ............................................................................................ 19 圖 3-7 蹲舉和仰臥推舉動作訓練實際情形 .................................................................... 20 圖 4-1 全關節活動角度之蹲舉 10RM ............................................................................ 23 圖 4-2 限制關節活動角度之蹲舉 10RM ........................................................................ 24 圖 4-3 全關節活動角度之仰臥推舉 10RM .................................................................... 25 圖 4-4 限制關節活動角度之仰臥推舉 10RM ................................................................ 25 圖 4-5 下蹲垂直跳之高度 ................................................................................................ 25 圖 4-6 下蹲垂直跳之功率 ................................................................................................ 27 圖 4-7 藥球推擲之距離 .................................................................................................... 27 圖 4-8 訓練前後體重之比較 ............................................................................................ 28 圖 4-9 訓練前後肌肉重之比較 ........................................................................................ 29 圖 4-10 訓練前後體脂肪重之比較 .................................................................................. 29. vii.

(9) 1. 第壹章. 緒論. 本研究之緒論將分成以下六節來進行描述：第一節、問題背景；第二節、研究目的；第三節、研究假設；第四節、研究範圍與限制；第五節、名詞操作型定義；第六節、研究的重要性。. 第一節. 問題背景. 許多研究指出規律的阻力訓練除了能改善運動選手的肌力、爆發力、速度、協調性與帄衡等能力 (Kraemer & Ratamess, 2000) ，也能促進一般大眾的身心健康 (Goldberg, 1989; Hurley & Kokkinos, 1987; Layne & Nelson, 1999) 。儘管阻力訓練能帶給身心健康許多好處，但訓練所引起的神經肌肉適應還是大多數運動選手與一般大眾較關注的生理現象。然而，阻力訓練內容 (acute program variables) 的操弄會影響急性的生理反應和長期的生理適應。研究結果指出合宜的操弄訓練變項(強度、反覆次數、組數、訓練量、組間休息時間、動作的選擇和順序、動作的速度等)，將會對神經肌肉適應產生最大的效益 (Fleck & Kraemer, 1997; Kraemer & Ratamess, 2000) 。而各訓練變項的不同操弄，也會衍生出不同的神經肌肉適應，因此必頇對於阻力訓練內容和選手運動專項特殊性及訓練目標有概括性的認知與了解，才能設計出一套合適的阻力訓練計畫；然而在眾多的訓練變項當中，強度、反覆次數、組數與組間休息時間等已有非常多深入的研究，但在從事阻力訓練時，關節活動角度的操弄則較少研究探討其對於訓練效果的影響。根據美國運動醫學會 ACSM (American College of Sports Medicine) (2009) 針對阻力訓練所提出的指導方針，若以增加肌力與肌肉量為訓練目標，所採用的訓練動作要包含大肌肉群(如蹲舉與仰臥推舉)，強度則必頇是中等或高強度的重量負荷（70~85% 的 1RM，進行 8-12 次反覆），並且建議使用全關節活動角度 (full range of motion) 的訓練方式來執行動作才會有最佳的訓練效果。除此之外，學者 Albert (1993) 也建議用全關節活動角度的訓練方式進行阻力運動能最佳化肌動蛋白和肌球蛋白的收縮機制，.

(10) 2. 且這樣的運動刺激才足夠引起肌肉適應的產生。儘管多數教練、肌力訓練專家與學術組織都支持全關節活動角度的訓練方式 (Brzycki, 1995; Westcott, 1993; ACSM, 2009) ，仍有部分教練和選手打破「全關節活動角度」的訓練原則。例如健美選手、短跑選手 (Young, Benton, Duthie, & Pryor, 2001) 或是健力選手，在訓練時會採用「限制關節活動角度」 (limited range of motion) 的方式來進行動作訓練 (Massey, Vincent, Maneval, Moore, & Johnson, 2004) ，主要是為了更進一步提升肌力表現與肌肉質量。所謂限制關節活動角度的訓練，就是在進行動作訓練時，以較小的動作幅度進行。前蘇聯教練 Zatsiorsky (1995) 主張藉由限制關節活動角度的動作方式進行阻力訓練來提高肌肉產生的力量，以給予肌肉更多的刺激；其他學者也認為在進行阻力訓練時，使用限制關節活動角度的訓練方式可以執行更重的負荷，在改善肌力上會比傳統的全關節活動角度之動作訓練來的更有效 (Sisco & Little,1997) 。Mookerjee 與 Ratamess (1999) 解釋以限制關節活動角度來執行動作時，可以避開粘位點 (sticking point) ，而粘位點是當訓練動作達到某個角度會進入弱區 (weak zone) ，此時關節角度的位置有個力學上的劣勢，是肌肉最難克服的施力位置，造成在此處需要產生更多的肌力才能克服外在的重量負荷。而限制關節活動角度的動作通常因為無需經過該動作上的粘位點，所以能執行比全關節活動角度動作更重的負荷。綜合上述學者與教練的主張，兩種不同的訓練方式各有其支持者，下述研究將兩種不同的訓練方式進行科學化的比較，其中 Clark,Bryant, 與 Humphries (2008) 的研究發現，因為限制關節活動角度的訓練方式也限制了動作的位移，因此在作功量(力量× 位移)上小於全關節活動角度訓練方式，在執行限制關節活動角度之仰臥推舉動作時，其向心作功量 (concentric work) 大約只有全關節活動角度動作時的 70%，由此得知，執行全關節活動角度動作的訓練量會大於限制關節活動角度；然而先前的研究指出，總訓練量在提升肌肉量上扮演重要的角色，較高的訓練量在增加肌肉量上遠大於低訓練量 (Kraemer 等, 2000; Marx, Ratamess, & Nindl, 2001) 。儘管限制關節活動角度動作.

(11) 3. 在訓練量方面不如全關節活動角度動作，但其最高產力值 (peak force production) 卻顯著高於全關節活動角度動作 (Clark, Bryant, & Humphries, 2008) ，而在進行阻力運動時，運動強度愈高，愈能招募更多的第二型肌肉纖維，較能刺激肌力的增加 (Henneman, Somjen, & Carpenter, 1965) 。總結以上研究的結果，兩種訓練方式在動作執行上各有其優勢，全關節活動角度的動作執行由於能產生較大的訓練量，或許能有效增加肌肉量；然而限制關節活動角度的動作執行由於產力值較高，可能在增加肌力上更有效，何者方式會對訓練效果產生最佳的效益﹖有學者將兩種不同的訓練方式進行研究比較，Graves 等 (1989) 以股四頭肌為訓練肌群，進行全關節和限制關節活動角度的訓練，結果發現限制關節活動角度組在等長肌力的提升顯著大於全關節活動角度組；但 Graves 等 (1992) 隨後將 30 歲左右的健康男子分別執行不同關節活動角度的腰椎肌力 (lumbar strength) 訓練，結果發現全關節和限制關節活動角度訓練組所提升的肌力皆大於控制組，組別間卻無顯著差異；而 Massey 等 (2005) 將有阻力運動經驗的女性大學生分成全關節活動角度組、限制關節活動角度組以及混合關節活動角度組等 3 個組別，進行 10 周仰臥推舉訓練，結果發現訓練後 3 組的全關節 1RM 肌力皆顯著提升，且全關節活動角度組顯著優於限制關節活動角度組。根據上述的研究，在全關節與限制關節的訓練後，肌力的增加結果不一致 (Clark, Humphries, Hohmann, & Bryant, 2008; Graves 等, 1992 ; Massey, Vincent, Maneval, Moore, & Johnson, 2004, 2005)，可能是參與者、訓練肌群和時間的差異造成的；此外， Wilmore 與 Costill (1994) 指出，阻力訓練初期會引發神經肌肉適應性，進而提升肌力表現，此階段身體組成的改變較不明顯，但若持續地訓練，肌纖維肥大的現象會開始產生，有效增加肌肉質量，引發肌力更進一步的提升，並且也能促進爆發力表現的發展。然而全關節與限制關節的阻力訓練對爆發力表現與肌纖維肥大的影響為何?由於過去的研究多著重在肌力和單一肌群的比較，對於爆發力、肌肉量較無著墨，因此本研究以兩種不同關節活動角度的訓練方式，應用於上下半身大肌肉群的運動訓練上，對.

(12) 4. 於兩種訓練方式在改善肌力、爆發力(肌肉適能)和身體組成上進行比較，期望結果能提供給教練與學者更多關於此兩種訓練方式的效益比較。. 第二節. 研究目的. 探討為期 8 周的全關節活動角度與限制關節活動角度之蹲舉與仰臥推舉訓練對肌肉適能和身體組成的影響。. 第三節研究假設本研究的假設如下: 一、8 周的阻力訓練後，全關節活動角度和限制關節活動角度兩組別在肌力、爆發力和肌肉量上皆有顯著提升。二、全關節活動角度組在肌肉量的提升顯著大於限制關節活動角度組，而限制關節活動角度組在肌力與爆發力的提升則顯著優於全關節活動角度組。. 第四節研究範圍與限制一、本實驗招募 17 名無從事任何規律阻力訓練之健康男性大學生為研究對象，年齡介於 18-25 歲之間。因此，本研究結果若要推論至其他年齡層、不同運動經驗或性別則有其限制。二、本研究是以蹲舉 (squat) 和仰臥推舉 (bench press) 為訓練項目，著重在大肌肉肌群，且強度設定為中等強度 (10RM) 。因此，本研究結果無法推論至其他強度的訓練及肌群的訓練。.

(13) 5. 第五節名詞操作型定義一、關節活動角度 (Range of Motion) 關節活動角度定義為關節活動時可達到的最大弧度，而關節活動角度又可細分為主動和被動活動範圍。主動的關節活動範圍是指受測者以自主能力能夠移動的關節活動度，被動的關節活動範圍則是指藉由外力能夠移動的關節活動度。然而各個關節的活動度會受到關節周圍軟組織的限制、韌帶和肌肉張力的影響，因此每個關節可活動的最大範圍不盡相同。本研究是以蹲舉和仰臥推舉的訓練動作來進行不同關節活動角度的操弄，在蹲舉動作方面，是以大腿和小腿之間的角度做為關節活動角度的認定(圖 1-1)，圖左為預備動作，雙腳打直，大腿和小腿約呈 180 度；由於在進行蹲舉動作時，假如大腿和小腿間角度小於 90 度，對膝蓋的前十字韌帶會造成較大的負擔，另外也考慮參與者皆為未受過訓練的族群，為了保護參與者的安全，本研究將大腿與小腿間角度呈 90 度時定義為全關節活動角度之蹲舉(圖 1-1，右)，至於限制關節活動角度之蹲舉則定義為預備動作的橫槓位置與全關節蹲舉動作的橫槓位置間距離的一半 (Drinkwater, Moore, & Bird, 2012) (圖 1-1，中)，此時大腿與小腿間的角度大約是 135 度，但參與者間會有些許的個別差異。. 蹲舉預備動作. 限制關節活動角度蹲舉. 全關節活動角度蹲舉.

(14) 6. 蹲舉預備動作. 限制關節活動角度蹲舉圖 1-1. 全關節活動角度蹲舉. 不同關節活動角度之蹲舉動作示意圖. 在仰臥推舉動作方面，以上臂和前臂間的角度做為關節活動角度的認定(圖 1-2)，圖左為預備動作，持槓位置約比肩膀寬一個拳頭的距離，手臂自然打直，但肘關節不鎖死。仰臥推舉因為較無安全上的顧慮，因此全關節活動角度之仰臥推舉定義為預備動作到橫槓輕碰胸線，而限制關節活動角度的動作則是預備動作橫槓位置與全關節仰臥推舉動作橫槓位置間距離的一半 (Clark, Bryant, & Humphries, 2011) (圖 1-2，中)。. 仰臥推舉預備動作. 限制關節活動角度仰臥推舉圖 1-2. 全關節活動角度仰臥推舉. 仰臥推舉關節活動角度動作示意圖.

(15) 7. 二、爆發力爆發力可定義為單位時間內肌肉所做的功，為肌力和動作速度的結合。一般而言，在肌力和動作速度皆大約為最大值的 30-40%時會產生最大的爆發力值 (Perrine & Edgerton, 1978) 。本研究是以蹲舉與仰臥推舉為訓練動作，而蹲舉動作主要訓練到股四頭肌和臀大肌，為求使用肌群和動作型態的相似，因此本研究使用下蹲垂直跳 (counter movement jump) 做為下肢肌群爆發力的測量；至於仰臥推舉是以訓練胸大肌為主、肱三頭肌和三角肌為輔，因此本研究使用肌群相似的坐姿藥球推擲 (medicine ball pull) (Clemons, 2010) 來評估上肢肌群爆發力的表現。. 第六節研究的重要性根據一些學者指出，全關節活動角度的動作執行有較高的訓練量，可能有助於肌肉量的提升；而限制關節活動角度的動執行產力值較高，或許能幫助增加肌力，兩種訓練方式各有其效益。然而先前的研究結果發現，在全關節與限制關節的訓練後，肌力的增加結果不一致，可能是參與者、訓練肌群和訓練時間的差異造成的。此外，過去的研究只著重在肌力的比較，且多為單一肌群的比較，對於爆發力、肌肉量較少去探討，因此本研究以兩種不同關節活動角度的訓練方式，配合上下半身大肌肉群的動作，將其在改善肌力、爆發力(肌肉適能)和身體組成上進行比較，釐清兩種訓練方式的差異，也期望實驗結果能提供給教練與學者更多關於此兩種訓練方式的效益比較，給往後相關的研究或有志從事但無阻力訓練經驗者一個依據。.

(16) 8. 第貳章. 相關文獻探討. 本章將分成以下二節來進行描述：第一節、阻力運動對於肌肉適能之影響；第二節、全關節活動角度和限制關節活動角度阻力訓練之比較；最後第三節再將本章所提的相關文獻做綜合整理。. 第一節. 阻力運動對於肌肉適能之影響. 阻力訓練後會引起一連串的生理反應與適應，在訓練初期會出現神經適應性，中樞神經系統藉由學習讓運動神經招募更多的運動單位以及加快神經衝動頻率來執行動作，使肌力有顯著的提升，但是肌肉尺寸不會有顯著改變；過了此階段後，內分泌系統(endocrine system)反應所引起的肌肉適應，扮演重要的角色 (Kraemer & Ratamess, 2003) 。過去研究指出，血液中的睪固酮 (testosterone) 在從事約 10-15 分鐘的阻力運後會顯著增加 (Kraemer 等, 1999; Ahtiainen, Pakarinen, Kraemer, & Hakkinen, 2003) ，會活化肌肉細胞內的訊息傳遞路徑，增加蛋白質的合成 (protein synthesis) (Bush 等, 2003) ，引發肌肉肥大和生長，提升肌力和爆發力。引起肌肉適應的產生-即肌肉肥大，以及肌力和爆發力提升效果，非常關鍵的因素便是適當的阻力運動刺激，受到訓練計畫內容的影響，計畫內容或變數 (acute program variables) 包括了運動的選擇、強度、運動的順序、反覆次數、組數、訓練量、休息時間、訓練頻率等 (Fleck & Kraemer, 1997; Kraemer & Ratamess, 2000) ，都影響了刺激的大小，更細項如:動作速度的快慢、甚至遺傳因素都是變因。若要提升肌肉適能，強度和總訓練量是最重要的因子，美國運動醫學會 ACSM 建議，初學者進行阻力訓練，執行多關節動作，使用中等強度的負荷 (70～85%1RM) ，每周進行 2~3 次，每個運動 1～3 組，每組 8-12 次反覆，組間休息 1~2 分鐘的設計，對於增加肌肉量最有效；若要提升肌力，則以 60-70％1RM 負荷進行每組 8-12 次反覆效果最佳，而學者 Anderson 與 Kearney (1982) 研究指出，以 6~8RM 的反覆次數執行阻力訓練，其肌力增加顯著大於執行 30RM 以上的訓練；若以增加爆發力為目標，則.

(17) 9. 需依照動作的特殊性進行 0~60％1RM，每組 3~6 次，且配合動作型態的速度進行效果最佳；Wilmore,Costill, 與 Kenney (2008) 也指出，訓練所產生的生理適應，在訓練活動的本質上有非常高的特殊性，學者 Thepaut-Mathieu, Hoecke, 與 Maton (1988) 以肱二頭肌為訓練肌群，將參與者分成三組，分別進行 5 周不同關節角度(上臂與前臂角度分別為 25°、80°、120°)的等長肌力訓練，並進行多個角度等長肌力測驗，結果發現在訓練角度的位置上進步的肌力最多；Kitai 與 Sale (1989) 讓 6 位女性進行腳踝等長肌力訓練 6 周，每周 3 次，訓練後進行多角度腳踝等長肌力測詴，結果顯示只有在訓練的位置及鄰近角度的肌力顯著提升，說明了阻力運動特殊性的現象。至於訓練總量的部分一般以重量×反覆次數×組數來呈現，多組的阻力訓練對同化性荷爾蒙濃度的提升，顯著的高於單組的訓練 (Gotshalk 等, 1997) ，三組訓練量造成的肌力增加大於一組的訓練 (Berger, 1962) ，一般來說，高負荷、低反覆次數和中到高組數是最常使用的阻力訓練內容，若是進行長期的阻力訓練，則需適度的增加訓練總量才能引發更進一步提升肌肉適能 (Wolfe, Lemura, & Cole, 2004) 。阻力訓練除了提高同化性荷爾蒙濃度使肌肉肥大之外、肌肉適能提升之外，也能使肌肉中的結締組織增厚，增粗肌腱和韌帶，降低肌肉拉傷的風險；此外，肌肉中的微血管也會因訓練而增生，提升肌肉中血液的供給。. 第二節. 全關節活動角度和限制關節活動角度阻力訓練之比較. ACSM 建議阻力訓練執行全關節活動角度的動作有較佳的訓練反應，因其訓練量較限制關節活動角度高，而較高的訓練量較能刺激同化性荷爾蒙濃度上升 (Kraemer 等, 1999) ，促進蛋白質合成引發肌肉肥大的效果 (Bush 等, 2003) ，以往較多學者支持阻力訓練的必頇執行全關節活動角度的動作效果較佳，但近年來，比較兩種訓練方式效益的研究接踵的出現，但仍需更多實驗來釐清結果。有一些研究針對全關節活動角度與限制關節活動角度的訓練在產力值上做探討，.

(18) 10. Clark,Bryant, 與 Humphries (2008) 以仰臥推舉為測詴動作的研究指出，在進行仰臥推舉運動時，隨著關節角度活動的減少，肌肉產生的最大力量 (peak force) 就隨之增加。進行全關節活動角度訓練時，過程中有所謂的減速期 (deceleration phase) ，導致無法執行和限制關節活動角度相同的重量，力量的產生也相對減少， Mookerjee 與 Ratamess (1999) 進一步解釋，當動作進入弱區 (weak zone) 時，因為關節角度的位置，必頇放慢速度直到停止動作，當舉起重量到某個特定的角度時，就會出現「粘位點」 (sticking point) ，這個點可能是肌肉處於不利的力學位置造成的，是肌肉最難克服的施力位置，到此點則需使用更多的力，才能使其動作繼續完成，而進行限制關節活動角度臥推舉動作時，沒有粘位點的問題，因此可以推舉更重的重量，產生更大的力，然而此優勢，可能是造成該種訓練方式在改善肌力上優於全關節活動角度訓練的因素之一；學者認為經驗阻力訓練者，有較多的仰臥推舉經驗，或許會更習慣讓自己達到自身可承受重量的極限，做限制關節活動角度動作就是一種可行的方式 (Massey, Vincent, Maneval, Moore, & Johnson, 2004) ，且倘若訓練者長期訓練重量無增加或進步遲緩，限制關節活動角度的訓練模式或許就是一種突破的方法 (Mookerjee & Ratamess, 1999) 。儘管限制關節活動角度之訓練能讓肌肉產生較大的力，不過 Clark,Bryant, 與 Humphries (2008) 也指出，因為限制關活動節角度也限制了動作的位移，因此在作功量(力量×位移)上小於全關節活動角度的訓練；此研究以仰臥推舉為測驗動作，顯示在執行全關節活動角度動作時，因其位移 (displacement) 較限制關節活動角度動作大，所以向心作功量 (concentric work) 大於其他活動角度的仰臥推舉，而 1/4 活動角度動作的作功量甚至只有約為全關節活動角度的一半；但其最高產力值 (peak force production) 結果顯示，1/4 活動角度動作的產力值顯著高 3/4 及全關節活動角度動作。先前的研究指出，總訓練量在提升肌肉量上也扮演重要的角色，甚至更重要於阻力強度，較高的訓練量在提升肌肉量上遠大於低訓練量 (Kraemer 等, 2000; Marx, Ratamess, & Nindl, 2001) 。上述是兩種方式在動作型態上的比較，有學者實際進行兩種動作型態的長期阻力.

(19) 11. 訓練，Massey 等 (2004) 將 56 名健康大學男性參與者分成 3 組：全關節角度活動角度組 (full ROM) 、限制關節角活動角度組 (limited ROM) 以及混合關節角度活動組 (full ROM + limited ROM) ，3 組受詴者皆進行為期 10 周，每周 2 次，每次 3 組，15 反覆的仰臥推舉訓練，結果顯示，3 組的受詴者在 10 周的訓練後，全關節 1RM 肌力都顯著增加，但是 3 個組別間並無顯著差異。不過，稍後的研究卻指出，同樣的研究設計下，全關節活動角度組的女性受詴者，在肌力的提升顯著大於限制關節活動角度組 (Massey, Vincent, Maneval, Moore, & Johnson, 2005) 。Graves 等 (1989) 將 28 位男性及 31 位女性分成全關節活動角度組、限制關節角活動前段角度組、限制關節角活動前段後度組及控制組，進行為期 10 周，每周 1 次的 7-10 次反覆股四頭肌訓練，研究結果顯示，訓練組的股四頭肌整體等長肌力提升顯著大於控制組，且限制關節活動角度組顯著大於全關節活動角度組；但在之後的研究，以類似的設計進行為期 12 周，每周 1 次的 8-12 反覆的腰椎肌力 (lumbar strength) 訓練，結果卻顯示，訓練組的腰椎肌力提升顯著大於控制組，但訓練組別之間無顯著差異 (Graves, Pollock, Jones, Colvin, & Leggett, 1992) 。綜觀先前的研究結果，似乎全關節活動角度訓練方式有較高的總訓練量，而限制關節活動角度訓練方式能產生較大的肌力，兩種方式各有其優點，因此不能忽視任何一種方式的價值，然而截至目前為止，許多實驗從不同的觀點提供了兩種動作型態及訓練的比較，但尚無一致性的結論，也期待未來有更多相關性研究來釐清兩種方式間的差異。.

(20) 12. 第三節. 文獻總結. 經由以上文獻探討可歸納出以下幾點: 一、阻力訓練的強度和訓練量在促使肌肉肥大和提升肌力、爆發力上扮演重要的角色，且阻力訓練計畫的成效會因個別差異、運動特殊性等諸多因素而有所不同。二、全關節活動角度動作在作功量上大於限制關節活動角度動作，造成較高的訓練量，而訓練量是影響肌肉肥大的重要因子；限制關節活動角度的動作方式能產生較大的肌力，能招募較多的第二型肌肉纖維，刺激肌力的增長。三、目前與關節活動角度訓練的研究多是著重在單一肌肉群肌力增長的比較，尚無一致性的結論，且無以整體性的肌肉適能和身體組成變化做分析整理。.

(21) 13. 第參章. 研究方法. 本章將分成以下五節來進行描述：第一節、研究對象；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. 研究對象. 本研究招募 25 名健康男性大學生(18~25 歲)為研究參與者，由於訓練過程中，部分參與者因個人因素退出訓練，最後完成訓練的參與者為 17 名。參與者在過去 1 年內並未從事任何規律之阻力訓練，且無心血管疾病、高血壓、糖尿病等重大疾病、也無肌肉骨骼之功能損傷，而身體質量指數介於 18.5~29.9 (kg/m2) 之間。參與者在整個研究計畫執行過程中，不得參與或進行計畫外之規律運動訓練或運動測驗，但維持帄常身體活動習慣及正常飲食與生活作息，以避免影響研究之結果。參與實驗前，參與者頇先詳閱並填寫「參與者同意書」 (附錄一)與「病史問卷表」 (附錄二)，並由研究者告知本研究計畫之目的、實驗流程及測驗中可能產生的風險，若參與者同意參加本研究，將請參與者填寫參與同意書與健康情況調查表，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身體組成、肌力 (10RM) 與爆發力的測驗，並根據全關節之蹲舉與仰臥推舉 10RM 肌力的表現進行配對並分成兩組，在史密斯儀器 (smith machine) 上進行 8 周(前兩周每周 2 次，後六周每周 3 次，共 22 次)不同關節活動角度的蹲舉 (squat) 和仰臥推舉 (bench press) 訓練：(1)全關節活動角度組 (full range of motion，F 組) ；(2)限制關節活動角度組 (limited range of motion，L 組) 。完成 8 周的訓練後，參與者再次進行身體組成、肌力 (10RM) 與爆發力的測驗。實驗設計如圖 3-1 所示：.

(22) 14. 實驗熟悉期. 前測蹲舉與仰臥推舉 10RM 測驗(全關節&限制關節)、爆發力測驗 (下蹲垂直跳&坐姿藥球推擲)、身體組成測量. 限制關節活動角度組 (n=9). 全關節活動角度組 (n=8). 訓練期 I 訓練周次﹕第 1-2 周每周訓練次數﹕2 次訓練動作﹕蹲舉、仰臥推舉組數﹕各 3 組反覆次數：10 下/組. 訓練期 II 訓練周次﹕第 3-8 周每周訓練次數﹕3 次訓練動作﹕蹲舉、仰臥推舉組數﹕各 3 組反覆次數：10 下/組. 後測蹲舉與仰臥推舉 10RM 測驗(全關節&限制關節)、爆發力測驗 (下蹲垂直跳&坐姿藥球推擲)、身體組成測量. 資料統整分析圖 3-1. 實驗設計圖.

(23) 15. 第三節. 研究方法與步驟. 一、實驗前準備階段 (一)儀器準備 1. 史密斯儀器 (smith machine, G1-FW161, JOHNSON, China) ：執行蹲舉與仰臥推舉訓練及相關肌力測驗。 2. 雙軸電子量角器 (Biometrics-SG110,100HZ, Biometrics Ltd., UK) ：了解全關節活動角度與限制關節活動角度動作執行時的關節角度。 3. 測力墊 (Newtest Powertimer 300, NEWTEST, Finland) ：執行下蹲垂直跳測驗。 4. 6 公斤藥球 (medicine ball) ：執行藥球推擲測驗。 5. 身體組成分析儀器 (Inbody720, Biospace, Korea) ：測量身體組成。 (二)相關表格準備「參與者同意書」、「病史問卷表」、熟悉期、正式測驗及訓練期紀錄所需表格的準備。二、熟悉期參與者在進行正式測驗之前，必需先熟悉所有測驗內容與流程。 (一)蹲舉和仰臥推舉動作熟悉首先參與者必頇熟練蹲舉和仰臥推舉推之動作，並使用雙軸電子量角器(量角器兩端分別固定在左腳外側大轉子到外上髁和腳踝的連線上)，以紀錄全關節活動角度與限制關節活動角度之蹲舉角度(圖 3-2)。參與者分別練習全關節活動角度與限制關節活動角度之蹲舉與仰臥推舉動作，在確認參與者能在史密斯儀器上(圖 3-3)正確地進行兩種不同關節活動角度的動作後，讓參與者進行 2-3 組不同重量負荷之蹲舉與仰臥推舉，在動作執行後學習如何使用自覺努力量表 (rating of perceived exertion, RPE) ，以了解負荷強度。.

(24) 16. 圖 3-2. 雙軸電子量角器的使用. 圖 3-3. 史密斯儀器. (二)爆發力測驗熟悉讓參與者分別熟悉下蹲垂直跳 (counter movement jump) 以及藥球推擲 (medicine ball put) 的標準動作，並確認參與者能正確地測驗動作。三、全關節與限制關節肌力測驗在熟悉期後休息 3 天，參與者接著先進行蹲舉與仰臥推舉之 10RM 肌力測驗 (10 repetition maximum testing, 10RM testing) 。在 10RM 測驗開始前先，會讓參與者持槓鈴進行預備動作和全關節活動角度動作，並以膠布標記這兩個動作的槓鈴位置，而此兩個位置間距離的一半，便是進行限制關節活動角度動作時槓鈴需要到達的位置。在進行肌力測驗和 8 周的阻力訓練時，訓練員都會以這些標記的位置為依據，並確實要求參與者達成，以確認全關節活動角度與限制關節活動角度動作執行的準確性。 10RM 肌力測驗流程大致上與最大肌力 1RM 測驗流程 (Kraemer 等, 1995) 相似。在 5-10 分鐘的熱身運動後(慢跑與動態伸展運動)，參與者先以體重的 30-50%來進行 10 次反覆的全關節活動角度蹲舉，在休息 1-2 分鐘後，指導員會根據參與者的自覺努力程度，加上合適的重量負荷，讓參與者僅能進行至第 10 次反覆，而無法再進行第 11 次的反覆，其重量負荷即為參與者的 10RM，並盡量在 2-3 組之內測量到參與者.

(25) 17. 10RM 肌力，以避免因肌肉疲勞而低估其肌力，接著在休息 10 分鐘後，先以空槓進行仰臥推舉熱身，並用相同的流程進行全關節活動角度之 10RM 仰臥推舉肌力測驗。在休息至少 72 小時且確認肌肉無疲勞狀況後，以同樣的步驟進行限制關節活動角度之 10RM 蹲舉與仰臥推舉肌力測驗。四、爆發力測驗肌力測驗結束後，在休息至少 72 小時且確定肌肉無疲勞狀況後，先進行下蹲垂直跳測驗，測驗結束後休息 10 分鐘，再進行藥球推擲測驗。 (一)下蹲垂直跳測驗此測驗為下肢肌群爆發力的評估，參與者立正站在測力墊上 (Newtest Powertimer 300, Finland) (圖 3-4)，雙腳打直，雙手插腰，聽聞口令時膝關節先向下彎曲後，再盡全力向上跳，向上跳時雙手維持插腰，著地時身體不可左右搖晃。參與者熟悉動作後即進行 2 回合的正式測驗，每回合連續跳躍 3 次，每回合間休息 2 分鐘，並取其最大值紀錄(圖 3-5)。. 圖 3-4. 測力墊.

(26) 18. 圖 3-5. 下蹲垂直跳動作示意圖. (二)藥球推擲測驗此測驗為上肢肌群爆發力的評估，參與者先坐在躺椅上，背部貼緊椅背(斜度調整為 45°)，雙腳自然張開放置地上(腳間距離約 60cm)，雙手持握藥球(6 公斤)並置於胸前。聽聞口令時，參與者盡全力將藥球推擲出去，背部不可離開椅背，推擲前會在藥球上沾白粉，依據藥球落地時白粉留下的痕跡來進行測量。參與者在熟悉動作後即進行 3 次正式推擲測驗，取其最遠的距離紀錄，距離的測量是以準備動作(圖 3-6)時藥球後緣延伸到地面的點至藥球落地時前緣點為量測距離 (James, Brian, & Chris, 2010) ，每次推擲間至少休息 2 分鐘。.

(27) 19. 圖 3-6 藥球推擲動作示意圖五、身體組成測量所有參與者在訓練前後皆以身體組成分析儀器來測量肌肉量及脂肪量，以評估訓練前後身體組成之變化，測量前參與者先進行排尿並空腹至少二小時，以確保數據之準確性。六、阻力訓練期所有參與者皆進行為期 8 周的阻力訓練，前兩周每星期 2 次，後六周每星期 3 次，共計 22 次的阻力訓練。參與者在每次訓練前，都先進行 5-10 分鐘的熱身運動(慢跑與動態伸展運動)，接著執行 1 組重量負荷約為 30~50%體重(依實際情況調整)的 10 次反覆蹲舉做為暖身運動，再開始進行正式的阻力訓練。參與者依照組別進行全關節活動角度或限制關節活動角度之蹲舉和仰臥推舉訓練，強度設定為 10RM，每組 10 次反覆，共 3 組，組間休息為 90 秒，蹲舉與仰臥推舉動作間休息為 2 分鐘，訓練過程將紀錄參與者的自覺努力程度 (CR-10 borg scale) ，以監控訓練的強度，藉由 RPE 和實際訓練情形來決定是否增加重量負荷，若連續兩次訓練的最後一組都能執行 12 次反覆以上，下一次訓練時即可增加重量負荷，每次重量負荷的增加以 5 公斤為原則，避免超出設定的強度負荷。.

(28) 20. 圖 3-7 蹲舉和仰臥推舉動作訓練實際情形. 第四節. 實驗控制. 參與者在研究過程必頇維持正常的飲食和生活作息，在進行任何測驗前 24 小時不可從事阻力運動或其他激烈的運動、不可飲酒、不可攝取咖啡因或吃任何藥品，且測驗當日需在無任何肌肉疲勞的狀態下進行測驗。測驗前一晚與測驗當天，參與者要盡量攝取足夠的水份(維持良好的水合狀態)，每一次的測驗至少間隔 72 小時以上，以減少肌肉疲勞而影響研究結果。另外，在進行訓練前與訓練後的測驗時，測驗的時間將盡量安排在每天相同的時間下進行。.

(29) 21. 第五節資料處理與統計分析本實驗所得之各項數據，以 SPSS (statistical package for social science) for Windows 22.0 統計套裝軟體進行處理，顯著水準定為 p ≤ .05。統計分析方法如下：一、以描述性統計(帄均數±標準差)呈現實驗收集到的數據。二、以二因子混合設計變異數分析 (two-way mixed design ANOVA) (組別 x 時間)，比較兩組別在訓練前後肌力、爆發力與肌肉量上的差異。當交互作用達顯著差異時，將以 scheffe' 法進行事後比較。三、以單因子變異數分析 (one-way ANOVA) ，比較兩組別在訓練前後肌力、爆發力與肌肉量上增加百分比的差異。.

(30) 22. 第肆章. 結果. 本研究中參與者分配至全關節活動角度組(簡稱 F 組)與限制關節角度組(簡稱 L 組)，最後完成訓練之參與者人數分別為 8 人和 9 人，共計 17 人。本研究之測驗項目包括全關節和限制關節之蹲舉及仰臥推舉 10RM、下蹲垂直跳、藥球推擲和身體組成等測驗，本章將分節呈現相關結果﹕. 第一節參與者基本資料本研究參與者為 17 位未受過阻力訓練之健康男性，配對分組至 F 組 (n=8) 與 L 組 (n=9) ；所有參與者皆進行 8 周的蹲舉和仰臥推舉阻力訓練，其基本資料如表 4-1 所示。經單因子變異數分析後顯示組別間，除了體脂肪重之外，其年齡、身高、體重和肌肉重皆未達顯著差異 (p > .05) ，表示兩組參與者具有同質性。. 表 4-1 參與者基本資料 F 組(n=8). L 組(n=9). p值. 年齡(yrs). 21.9 ± 1.0. 21.8 ± 2.0. .056. 身高(cm). 173.6 ± 3.5. 172.8 ± 3.3. .914. 體重(kg). 73.1 ± 11.7. 66.3 ± 5.7. .146. 肌肉重(kg). 32.0 ± 3.1. 30.9 ± 2.9. .771. 體脂肪重(kg). 16.3 ± 7.1. 11.5 ± 2.4. .034.

(31) 23. 第二節蹲舉與仰臥推舉之肌力表現一、蹲舉 10RM 肌力之比較 (一)全關節活動角度之蹲舉 10RM 以不同組別和測驗時間為兩個因子，進行二因子混和設計變異數分析(圖 4-1)，結果顯示兩組別間與前後測有交互作用 (F = 11.344, p < .05) ，故進行單純主要效果比較；發現 F 和 L 組在訓練前無差異，經訓練後其全關節活動角度之蹲舉 10RM 皆顯著增加 (F = 26.898, p < .05) ，且訓練後 F 組全關節活動角度之蹲舉 10RM 顯著大於 L 組 (F = 11.242, p < .05) ；此外，F 組和 L 組在訓練後全關節活動角度之蹲舉 10RM 分別進步了 31.9kg (39.6 ± 7.5%) 和 17.2kg (25.7 ± 15.3%) ，結果也達顯著 (F = 5.474, p < .05) ，顯示 F 組在訓練後肌力增加百分比顯著大於 L 組。. *. #. (. 150.0 全關 140.0 節 130.0 活 120.0 動公 110.0 角斤度 100.0 蹲 90.0 舉重 80.0. ). F組. 量 70.0 60.0. L組 111.9 80.0. 50.0 前測. 後測. 圖 4-1 全關節活動角度之蹲舉 10RM 註：* p < .05，前後測比較；# p < .05，組別間比較. (二)限制關節活動角度之蹲舉 10RM 以不同組別和測驗時間點為兩個因子，進行二因子混和設計變異數分析(圖 4-2)，結果顯示兩組別間與前、後測有交互作用 (F = 8.763, p < .05) ，故進行單純主要效果比較；發現 L 和 F 組經訓練後，其限制關節活動角度蹲舉 10RM 皆顯著增加 (F = 56.529, p < .05) ，而 F 組前測顯著大於 L 組 (F = 6.033, p < .05) ，但訓練後兩組別無差異 (F.

(32) 24. = 1.181, p > .05) ；此外，F 組和 L 組在訓練後限制關節活動角度蹲舉 10RM 測驗分別增加了 24.3kg (20.0 ± 11.9%) 和 43.9kg (40.0 ± 13.3%) ，結果達顯著 (F = 10.595, p < .05) ，顯示 L 組在訓練後肌力增加百分比顯著大於 F 組。. (. 限制關節量活公動斤角度蹲舉重 ). 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70. #. *. F組 148.1. L組. 123.8. 前測. 後測. 圖 4-2 限制關節活動角度之蹲舉 10RM 註：* p < .05，前後測比較；# p < .05，組別間比較. 二、仰臥推舉 10RM 肌力之比較 (一)全關節活動角度之仰臥推舉 10RM 以不同組別和測驗時間點為兩個因子，進行二因子混和設計變異數分析(圖 4-3)，結果顯示兩組別間與前後測之交互作用未達顯著 (F = .466, p > .05) ，而前後測主要效果達顯著 (F = 58.894, p < .05) ；表示 L 和 F 組經訓練後，兩組的全關節活動角度仰臥推舉 10RM 皆顯著增加，但前後測兩組別間並無顯著差異 (F = .068, p > .05) ；此外， F 組和 L 組在訓練後全關節活動角度之仰臥推舉 10RM 分別增加了 10.6kg (24.0 ± 12.6%) 和 8.9kg (20.3 ± 11.4%) ，結果未達顯著 (F = .390, p > .05) ，顯示兩組在訓練後肌力增加百分比無差異。.

(33) 25. 舉重量 ( 公斤 ). 65 全 60 關 55 節活 50 動 45 角 40 度 35 仰臥 30 推 25. *. F組 L組. 55.0 44.4. 20 前測. 後測. 圖 4-3 全關節活動角度之仰臥推舉 10RM 註：* p < .05，前後測比較. (二)限制關節活動角度之仰臥推舉 10RM 以不同組別和測驗時間點為兩個因子，進行二因子混和設計變異數分析(圖 4-4)，結果顯示兩組別間與前、後測有交互作用 (F = 6.158, p < .05) ，故進行單純主要效果比較；發現 F 和 L 組在訓練前無差異，經訓練後限制關節活動角度之仰臥推舉 10RM 皆顯著增加 (F = 13.364, p < .05) ；但前後測兩組別間並無顯著差異 (F = .006, p > .05) ；此外，F 組和 L 組在訓練後限制關節活動角度仰臥推舉 10RM 測驗分別增加了 9.4kg (15.3 ± 10.1%) 和 15.5kg (28.6 ± 11.0%) ，結果達顯著 (F = 6.604, p < .05) ，顯示 L 組在訓練後肌力增加百分比顯著大於 F 組。 90. *. 80 70. (. 限制關節公仰斤臥推舉重量. 60. F組. ). 50 40. 63.1. 72.5. 30 20 前測. 後測. 圖 4-4 限制關節活動角度之仰臥推舉 10RM 註：* p < .05，前後測比較. L組.

(34) 26. 第三節上下肢肌群之爆發力表現一、下蹲垂直跳 (一)下蹲垂直跳之高度以不同組別和測驗時間為兩個因子，進行二因子混和設計變異數分析(圖 4-5)，因檢定結果不同質 (F = 2.763, p < .05) ；以訓練前後增加的百分比進行單因子變異數分析，結果發現 F 組和 L 組在訓練後下蹲垂直跳之高度分別進步了 2.6cm (6.7 ± 5.3%) 和 5.0cm (12.0 ± 8.0%) ，結果未達顯著 (F = 2.555, p > .05) ，顯示兩組別在訓練後下蹲垂直跳高度增加百分比並無差異。 55 下蹲垂直跳高度＊公分＋. 50 45 40 F組 35 30. L組 40.4. 43.0. 25 20 前測. 後測. 圖 4-5 下蹲垂直跳之高度 (二)下蹲垂直跳之功率以不同組別和測驗時間為兩個因子，進行二因子混和設計變異數分析(圖 4-6)，結果顯示兩組別間與前後測之交互作用未達顯著 (F = 3.998, p > .05) ，而前後測主要效果達顯著 (F = 44.025, p < .05) ；表示 L 組和 F 組在經過訓練後，兩組的下蹲垂直跳功率皆顯著高於前測，但兩組別間在後測並無顯著差異 (F = .1.743, p > .05) ；F 組和 L 組在訓練後下蹲垂直跳之功率分別增加了 175.3W (4.7 ± 3.1%) 和 326.5 W (9.7 ± 5.9%) ，結果達顯著 (F = 4.547, p < .05) ，顯示 L 組在訓練後功率增加的百分比顯著大於 F 組。.

(35) 27. *. 4500 下蹲垂直跳功率＊瓦特＋. 4000 3500 F組 3000. L組. 3870.4. 3695.1 2500 2000 前測. 後測. 圖 4-6 下蹲垂直跳之功率註：* p < .05，前後測比較. 二、藥球推擲之距離以不同組別和測驗時間為兩個因子，進行二因子混和設計變異數分析(圖 4-7)，結果顯示兩組別間與前後測之交互作用未達顯著 (F = 1.168, p > .05) ，而前後測主要效果達顯著 (F = 25.985, p < .05) ；表示 L 組和 F 組在經過訓練後，其藥球推擲距離皆顯著高於前測，但兩組別間在後測並無顯著差異 (F = .005, p > .05) ；F 組和 L 組在訓練後藥球推擲距離分別增加了 19.9cm (6.3 ± 5.0%) 和 30.7cm (9.4 ± 7.4%) ，結果未達顯著 (F = 1.021, p > .05) ，顯示兩組在訓練後增加的百分比無差異。 410 藥球推擲距離. *. 390 370 350. F組 L組. 330. (. 310. 357.2. 337.3. ). 公 290 分 270 250. 前測. 後測. 圖 4-7 藥球推擲之距離註：* p < .05，前後測比較.

(36) 28. 第四節身體組成一、體重以不同組別和測驗時間點為兩個因子，進行二因子混和設計變異數分析(圖 4-8)，結果顯示檢定結果不同質 (F = 3.329, p < .05) ，故以共變數分析進行組別間後測比較，結果顯示檢定結果不同質 (F = 6.045, p < .05) ；以增加的百分比進行單因子變異數分析，F 組和 L 組在訓練後體重分別增加了 0.6kg (1.9 ± 3.2%) 和 0.5 kg (0.7 ± 1.4%) ，結果未達顯著 (F = 1.047, p > .05) ，顯示兩組在訓練後體重增加百分比無差異。 90 80 70 體 60 重 50. F組. (. 73.1. 73.7. L組. ). 公 40 斤 30 20 10 0. 前測. 後測. 圖 4-8 訓練前後體重之比較二、肌肉重以不同組別和測驗時間點為兩個因子，進行二因子混和設計變異數分析(圖 4-9)，結果顯示兩組別間與前後測之交互作用未達顯著 (F = .255, p > .05) ，前後測主要效果達顯著 (F = 6.042, p < .05) ；表示 L 組和 F 組在經過訓練後，其肌肉重皆顯著高於前測，但兩組別間並無顯著差異；此外，F 組和 L 組在訓練後體重分別增加了 0.6kg (2.4 ± 3.2%) 和 0.5 kg (1.7 ± 3.3%) ，結果未達顯著 (F = .197, p > .05) ，顯示兩組在訓練後體重增加百分比無差異。.

(37) 29. *. 40.0 35.0 骨骼 30.0 肌重 25.0. F組. ( 公 20.0 斤. 32.0. L組. 32.8. ) 15.0 10.0 前測. 後測. 圖 4-9 訓練前後肌肉重之比較註：* p < .05，前後測比較. 三、體脂肪重以不同組別和測驗時間為兩個因子，進行二因子混和設計變異數分析(圖 4-10)，結果顯示兩組別間與前後測之交互作用未達顯著 (F = .019, p > .05) ，前後測主要效果也未達顯著 (F = .186, p > .05) ；表示 L 組和 F 組經訓練後，體脂肪重在兩組別和前後測之間皆無顯著差異；F 組和 L 組在訓練後體重分別減少了 0.1kg (0.9 ± 14.4%) 和 0.3 kg (2.9 ± 12.3%) ，結果未達顯著 (F = .098, p > .05) ，顯示兩組在訓練後體脂肪減少百分比無差異。 25 20. F組. (. 體脂 15 肪重公 10 斤. L組 16.3. 16.2. ) 5 0 前測. 後測. 圖 4-10 訓練前後體脂肪重之比較.

(38) 30. 第伍章. 討論. 本章將分成以下四節來進行討論：第一節、不同關節活動角度的阻力訓練對肌力之影響；第二節、不同關節活動角度的阻力訓練對爆發力之影響；第三節、不同關節活動角度的阻力訓練對身體組成之影響；第四節、結論與建議。. 第一節. 不同關節活動角度的阻力訓練對肌力之影響. 不同於先前多數的研究，本研究以 10RM 測驗取代 1RM 測驗來評估參與者肌力的表現，原因除了本研究之參與者皆無阻力訓練經驗外， Mookerjee 與 Ratamess (1999) 指出限制關節活動角度之動作因為避開粘位點，因此能執行比全關節活動角度動作更重的負荷，而為了避免在測驗與訓練過程中受傷，因此本研究使用 10RM 的肌力測驗方式；除此之外，美國運動醫學會也建議初學者在進行阻力訓練時，如果訓練目標為增加肌力與肌肉量，使用 70～85%1RM 的負荷，每組 8-12 次反覆的阻力訓練內容是最有效。而本研究的結果也如預期發現，在進行 8 周不同關節活動角度之蹲舉和仰臥推舉訓練後，兩組別在全關節與限制關節之蹲舉與仰臥推舉 10RM 肌力確實顯著的提升，此與 Massey, Vincent, Maneval, Moore, 與 Johnson (2005) 和 Graves 等 (1989) 的研究結果相符，即不同關節活動角度之阻力訓練皆能顯著提升肌力的表現；另外上述兩個研究分別進行了 10 周共 20 次以及 12 周共 12 次的阻力訓練，本實驗結果指出當增加訓練的頻率，8 周共 22 次的阻力訓練時間即可引起肌肉適應現象的產生。然而 Massey 等 (2005) 的研究是以 1RM 做為肌力評量標準，Graves 等 (1989) 的研究則以等長肌力做為評量標準，而本研究除了測量全關節活動角度之 10RM 肌力外，同時測量了限制關節活動角度之 10RM 肌力，進而可以比較兩種不同關節活動角度之訓練方式對不同關節活動角度之肌力影響，是否有其特殊性和訓練效果的遷移。在蹲舉的肌力表現上，本研究結果顯示，兩組別除了顯著提升全關節與限制關節之 10RM 肌力外，F 組在提升全關節活動角度之蹲舉 10RM 肌力顯著大於 L 組，而 L 組在提升限制關節活動角度之蹲舉 10RM 肌力則顯著大於 F 組。本研究結果與先前的.

(39) 31. 一些研究結果類似， Thepaut-Mathieu, Hoecke, 與 Maton (1988) 以肱二頭肌為訓練肌群，進行 5 周不同關節活動角度的等長肌力訓練，並進行多個不同關節角度的等長肌力測驗，結果發現在與訓練時角度相同的位置上肌力進步的最多； Kita 與 Sale (1989) 讓 6 位女性進行腳踝等長肌力訓練 6 周，每周 3 次，訓練後進行多個角度的腳踝等長肌力測驗，結果也發現只有在與訓練時角度相同的位置上及接近訓練時的角度上，肌力提升最多；學者也指出，訓練所產生的生理適應，與訓練活動的本質上有非常高的特殊性 (Wilmore, Costill, & Kenney, 2008) 。本研究在全關節與限制關節活動角度之訓練方式皆能增加全關節和限制關節之蹲舉 10RM 肌力，但在相同的關節活動角度之動作訓練下的 10RM 肌力顯著大於不同的關節活動角度之動作訓練，顯示訓練動作的特殊性對於肌力表現扮演著重要的角色。然而在仰臥推舉的肌力表現上，本研究結果發現，儘管兩組別在訓練後皆顯著提升全關節與限制關節之 10RM 肌力，但兩組之間卻沒有顯著差異。此結果與 Graves 等 (1992) 的研究結果相似，其研究以 8-12 反覆進行腰椎等速肌力訓練，結果顯示不同關節活角度的訓練皆增加腰椎之等速肌力表現，但訓練組別之間則無顯著差異；相同地，Massey 等 (2004) 的研究進行不同關節活動角度的仰臥推舉訓練，結果也顯示所有訓練組別的肌力皆提升，但組別間則無顯著差異；不過， Graves 等 (1989) 的研究以股四頭肌為訓練肌群，結果卻發現限制關節訓練組的肌力提升卻顯著大於全關節訓練組；綜合上述研究結果發現，似乎以不同關節活動角度的訓練方式比較會對下半身肌群的訓練產生不同的影響。本研究結果也發現，不同關節活動角度的阻力訓練對仰臥推舉與蹲舉的肌力表現影響並不相同，可能是不同關節活動角度的訓練對訓練肌群會產生特殊影響，至於影響機制為何，可能需要更多的研究再進一步去探討。然而進一步去比較仰臥推舉全關節與限制關節活動角度之肌力增加的百分比時，發現兩組別雖然在全關節活動角度之肌力增加的百分比並無顯著差異，但在限制關節活動角度之肌力增加的百分比上，L 組卻顯著大於 F 組，此結果說明了以限制關節的方式執行 10RM 訓練，對於初學者在提升不同關節活動角度之肌力上或許優於使用全關節的訓.

(40) 32. 練方式，而造成此現象的原因可能如 Mookerjee 與 Ratamess (1999) 的解釋，在執行限制關節活動角度之仰臥推舉動作時，因避開粘位點，能執行較重的重量負荷，進而造成此訓練方式在提升上半身肌群的肌力有較好的效果。. 第二節. 不同關節活動角度的阻力訓練對爆發力之影響. 提升爆發力的表現也是阻力訓練的目標之一，而爆發力是肌力和動作速度的結合，在肌力和動作速度皆大約為最大值的 30-40%時會產生最大的爆發力。當提升肌力表現時也能有效地增加爆發力的表現 (Perrine & Edgerton, 1978) ，然而爆發力的表現在動作和速度上有其特殊性 (Fielding, LeBrasseur, Cuoco, Bean, Mizer, & Fiatarone Singh, 2002; Henwood, Riek, & Taaffe, 2008) ，因此本實驗以下蹲垂直跳和藥球推擲做為上下肢肌群爆發力之評估，主要是因為兩個測驗與蹲舉和仰臥推舉使用的肌群與動作型態類似。而本研究結果也如預期發現，在 8 周不同關節活動角度之蹲舉與仰臥推舉訓練後，F 組和 L 組在下蹲垂直跳之功率和藥球推執之距離皆有顯著提升，此結果與先前的研究結果類似，Jozsi1, Campbell, Joseph, Davey, 與 Evans (1999) 讓 15 位男女參與者進行 12 周共 24 次的股四頭和上臂肌群阻力訓練，並於訓練後測驗大腿前伸 (knee extension) 和手臂下拉 (arm pull) 之爆發力表現，結果指出上下肢肌群的爆發力皆顯著增加，本實驗結果與此研究相符，顯示以全關節或限制關節活動角度進行 10RM 訓練皆能有效提升上下肢爆發力表現。儘管兩種不同關節活動角度之訓練方式皆能增加上下肢肌群的爆發力表現，但兩組別間在訓練後藥球推擲之距離和下蹲垂直跳之高度與功率皆無差異。然而進一步比較進步百分比時，結果則發現 L 組在下蹲垂直跳功率的增加百分比顯著大於 F 組，表示限制關節活動角度的訓練方式對於增進下肢肌群爆發力表現較顯著。至於在增進下肢肌群爆發力表現上，限制關節活動角度的訓練方式優於全關節活動角度的訓練方式，推測可能是限制關節活動角度的蹲舉動作和下蹲垂直跳動作相似度較高(關節活動角.

(41) 33. 度較相近)，而本研究結果也發現限制關節之訓練方式在提升限制關節活動角度之蹲舉肌力顯著優於全關節之訓練方式，而 L 組擁有較佳的限制關節活動角度之蹲舉肌力，進而造成在下肢肌群爆發力表現上也優於 F 組；然而其它研究則指出爆發力訓練也有其特殊性，當訓練時動作的速度越接近爆發力動作的速度時，能有較好的爆發力表現。 Fielding, LeBrasseur, Cuoco, Bean, Mizer, 與 Fiatarone Singh (2002) 將 30 位女性隨機進行 16 周快速度或慢速度的腿部阻力訓練，結果發現快速度阻力訓練組的爆發力增加較明顯；另外，Henwood, Riek 與 Taaffe (2008) 將 67 位男性以相同的訓練方式進行 24 周，6 個不同動作的阻力訓練，在爆發力的表現上也是快速度訓練組增加最多；另一個可以解釋限制關節之訓練方式在增加下肢肌群爆發力表現優於全關節之訓練方式的機轉，可能是因為限制關節活動角度的訓練方式能避開粘位點，因此除了能舉起更大的負荷之外，並無如全關節的方式有著非常明顯的減速期 (Mookerjee & Ratamess, 1999) ，此訓練速度的優勢或許是造成 L 組在下蹲垂直跳表現較佳另一個原因之一。由於針對不同關節活動角度的相關研究多聚焦在肌力上的表現，較少研究去探討不同關節活動角度之訓練對爆發力表現的影響，未來需要更多研究去釐清不同關節活動角度的訓練方式在改善爆發力表現上的影響機制。. 第三節. 不同關節活動角度的阻力訓練對身體組成之影響. 許多研究結果已證實阻力訓練會促進肌肉適應現象的產生 (Fleck & Kraemer, 1997; Kraemer & Ratamess, 2000) ，在阻力訓練的前 3~5 周，神經系統先產生適應，讓運動神經學習招募更多的運動單位來執行動作，使肌力顯著的提升 (Moritani & Devries, 1979) ；當阻力訓練持續進行，內分泌系統反應所引起的肌肉適應會造成肌纖維橫斷面積增加，至 6~7 周才有較明顯的肌肉肥大現象 (Phillips, 2000) ；因此本研究採用 ACSM 建議的肌肉肥大訓練內容，以 3 組 10RM 大肌肉群動作進行 8 周訓練，期望能促進肌肉肥大的效果，並以測量身體組成(肌肉重和體脂肪重的改變)來評量肌肉肥大的效果。.

(42) 34. 在肌肉重方面，Treuth 等 (1994) 將 13 位成年男性進行 16 周的阻力訓練，在訓練後其肌力和肌肉量皆顯著增加；本研究結果與上述研究結果相符，兩組別在訓練後肌肉量皆顯著提升，然而在進行阻力訓練時，運動量是影響肌肉肥大的重要訓練變項之一，儘管 Clark, Bryant, 與 Humphries (2008) 研究指出，限制關節活動角度的訓練方式在作功量上小於全關節活動角度的訓練方式，不過本研究結果顯示，8 周的訓練後兩種不同關節活動角度的訓練方式在增加肌肉量上並無差異。然而本研究的假設為全關節之訓練方式在提升肌肉量上會顯著優於限制關節之訓練方式，因此本研究結果與假設並不相符，可能是限制關節活動節角度的動作能執行更重的負荷，進而彌補了其作功量上的不足，且重量負荷的大小也會影響肌肉肥大的程度，另外訓練時間較短可能也是造成組別間無差異的因素之一。因此，本研究結果指出，初學者若要增加肌肉量，使用限制關節活動角度的訓練方式與全關節活動角度的訓練方式一樣能增加肌肉量。在體脂肪重方面，本研究結果指出，訓練前後與兩組別間體脂肪重皆無顯著差異，然而部分研究結果卻指出，阻力訓練能減少體脂肪重 (Treuth 等, 1994； Ibanez 等, 2005) ； Hunter, Bryan, Wetzstein, Zuckerman, 與 Bamman (2002) 將 28 位男女進行 25 周，每周 3 次，每次 2 組，每組 10 次 65~80%1RM 反覆的阻力訓練，研究結果發現除了肌肉量提升之外，體脂肪重也減少。而本研究結果顯示體脂肪重並無顯著改變，可能是因為只進行 8 周的訓練，較短的阻力訓練時間可能是造成體脂肪重沒有減少的原因；然而除了阻力訓練的時間外，研究對象的不同或許也是影響因素之一。 Benson, Torode, 與 Fiatarone (2008) 將 78 位肥胖孩童進行每周 2 次，為期 8 周的高強度阻力訓練，結果顯示除了肌肉量提升之外，體脂肪重也下降，而本研究雖然也進行 8 周訓練，但參與者並非肥胖者(帄均體脂肪百分比為 19.7%)，因此在訓練後，體脂肪無明顯改變。另外，進一步分析能顯著減少體脂肪重的研究，除了在訓練時間和參與者背景上的不同之外，這些研究皆使用至少 6 個訓練動作以上，而本研究只執行 2 個訓練動作，在總訓練量上的差異可能也是造成本研究中體脂肪沒改變的原因。.

(43) 35. 第四節. 結論與建議. 一、結論 (一)8 周全關節或限制關節活動角度的阻力訓練皆能顯著提升未受過阻力訓練者之肌力、爆發力與肌肉量。 (二)限制關節活動角度的阻力訓練在提升限制關節之蹲舉與仰臥推舉 10RM 肌力以及下肢爆發力上優於全關節活動角度的阻力訓練；而全關節活動角度的阻力訓練僅在提升全關節之蹲舉 10RM 肌力上優於限制關節活動角度的阻力訓練。. 二、研究應用性與未來研究之建議 (一)藉由本研究的結果，未受過阻力訓練者若以改善肌肉適能與身體組成為目標，除了進行全關節活動角度的阻力訓練外，限制關節活動角度的訓練也是可行的訓練方式。不過，訓練者若想增加限制關節之肌力，採用限制關節活動角度的阻力訓練方式可以獲得更大的訓練效益。因此可依照動作型態的特殊性選擇全關節或限制關節的訓練方式。 (二)本研究僅探討不同關節活動角度之阻力訓練對上下半身大肌群在肌肉適能與身體組成上的影響，未來研究可以進行更多部位肌群的訓練，進一步釐清兩種不同關節活動角度之訓練方式的差異。.

(44) 36. 引用文獻. Albert., M. S. (1993). Principles of Exercise Progression. In B. H. Greenfield (Ed.), Rehabilitation of the Knee: A Problem-Solving Approach. Philadelphia: F. A. Davis Company. American College of Sports Medicine. (2009). Position stand: progression models in resistance training for healthy adults. Medicine & Science in Sports & Exercise, 41(3), 687–708. Anderson, T., & Kearney, J. T. (1982). Effects of three resistance training programs on muscular strength and absolute and relative endurance.Research Quarterly for Exercise and Sport, 53, 1-7. Ahtiainen, J. P., Pakarinen, A., Kraemer, W. J., & Hakkinen, K. (2003). Acute hormonal and neuromuscular responses and recovery to forced vs maximum repetitions multiple resistance exercises. International Journal of Sports Medicine, 24, 410-418. Benson, A. C., Torode, M.E., & Fiatarone, M. A. (2008). The effect of high-intensity progressive resistance training on adiposity in children: a randomized controlled trial. International Journal of Obesity, 32(6), 1016-1027. Berger, R. A. (1962). Effects of varied weight training programs on strength. Research Quarterly, 33, 168–181. Bloomfield, J., Ackland, T. R., & Elliott, B. C. (1994). Applied anatomy and biomechanics in sport. Victoria, Australia: Blackwell Scientific Publications. Brzycki, M. (1995). A practical approach to strength training. Indianapolis, IN: Masters Press. Bush, J. A., Kimball, S. R., O’Connor, P. M., Suryawan, A., Orellana, R. A., Nquyen, H. V., et al. (2003). Translational control of protein synthesis in muscle and liver of growth hormone-treated pigs. Endocrinology, 144 (4), 1273-1283..

(45) 37. Campos, G. E., Luecke, T. J., Wendeln, H. K., Toma, K., Hagerman, F. C., Murray, T. F., et al. (2002). Muscular adaptations in response to three different resistance-training regimens: specificity of repetition maximum training zones. Journal of Applied Physiology, 88(1-2), 50-60. Clark, R. A., Bryant, A. L., & Humphries, B. (2008). An examination of strength and concentric work ratios during variable range of motion training. Journal of Strength & Conditioning Research, 22(5), 1716–1719. Clark, R. A., Humphries, B., Hohmann, E., & Bryant, A. L. (2011). The influence of variable range of motion training on neuromuscular performance and control of external loads. Journal of Strength & Conditioning Research, 25(3), 704–711. Drinkwater, E. J., Moore, N. R., & Bird, S. P. (2012). Effects of changing from full range of motion to partial range of motion on squat kinetics. Journal of Strength and Conditioning Research, 26(4), 890–896. Fielding, R. A., LeBrasseur, N. K., Cuoco, A., Bean, J., Mizer K, Fiatarone-Singh, & M. A. (2002). High-velocity resistance training increases skeletal muscle peak power in older women. Journal of the American Geriatrics Society, 50(4), 655-662. Geliebter, A., Maher, M. M., Gerace, L., Gutin, B., Heymsfield, S. B., & Hashim, S. A. (1997). Effects of strength or aerobic training on body composition, resting metabolic rate, and peak oxygen consumption in obese dieting subjects.The American Journal of Clinical Nutrition, 66(3), 557-563. Graves, J. E., Pollock M.L., Jones A. E., Colvin A. B., & Leggett S. H. (1989). Specificity of limited range of motion variable resistance training. Medicine and Science in Sports and Exercise, 21(1), 84-89. Graves, J. E., Pollock, M. L., Leggett, S. H., Carpenter, D. M., Fix, C. K., & Fulton, M. N. (1992). Limited range-of-motion lumbar extension strength training. Medicine and Science in Sports and Exercise, 24, 128–133. Hansen, S., Kvorning, T., Kjaer, M., & Sjøgaard , G. (2001). The effect of short-term strength training on human skeletal muscle: the importance of physiologically elevated hormone levels. Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports, 11(6), 347-354..

不同關節活動角度的阻力訓練對 肌肉適能和身體組成之影響

不同關節活動角度的阻力訓練對肌肉適能和身體組成之影響