有氧運動前攝取咖啡因對糖尿病前期者 運動後血糖調控之影響

國立臺灣師範大學運動與休閒學院體育學系 博士論文

Department of Physical Education College of Sports and Recreation National Taiwan Normal University

Doctoral Dissertation

有氧運動前攝取咖啡因對糖尿病前期者 運動後血糖調控之影響

Effect of Pre-Exercise Caffeine Ingestion on Post-Exercise Glycemia Regulation in Prediabetes

黃君秦

HUANG, Chun-Chin

指導教授：王鶴森 博士 Advisor: Dr. WANG, Ho-Seng

中華民國 110 年 6 月

June 2021

謝辭

“Stay hungry, stay foolish” 永不滿足、別懼失敗。

回首這一路跌跌撞撞的博班生涯，著實讓人難忘，麻豆—台北之間 280.6 公里的距 離，如換算成時間，除了修課、就屬客運時光與夜宿背包客棧了！從一開始決定出發到 最後離校前，中間不知道曾出現多少個想放棄的念頭，那到底是為什麼能撐到最後呢？

我想就是…「莫忘初衷」吧！

這六年一路走來歷經身邊許多人的協助與鼓勵，首先，由衷感謝指導教授鶴森老師 的悉心指導與勉勵，總能用最嚴謹且犀利的批判能力指出學生研究問題的所在，而這些 往往都是我繼續向前邁進的養分；同時感謝慧君老師、信甫老師、宏文老師及勇志老師，

給予學生論文提供具體的指正與寶貴的建議，使論文能更臻完善，在此致上由衷感謝。

其次要感謝實驗期間全力協助的易珊學妹，一同討論與分享彼此的想法，也因為有 妳，博論實驗得以順利完成，希望未來妳也能朝向自己的目標前進，別怕！妳可以的，

加油！另外，也謝謝運動生理學群的各位研究夥伴們，讓君秦博班生涯的最後一年能重 新習得實驗室的儀器操作與經驗。再者，君秦能全心全力在學海生涯要謝謝曾文農工的 大家長震魁校長和體育組大家庭的包容與體諒，謝謝您們分攤了這一年我的教學工作，

讓我能無後顧之憂盡情享受最後的學生生活。

最後，想對我最敬愛的父親柏強先生和母親秀霞女士說聲：謝謝您們!一直以來都 尊重我的決定，能走完博士學術之路皆因有您們的支持，我愛您們！另外，感謝我的神 隊友訓丞先生，因為有你的鼓勵和支持，讓我得以完成人生中的其一夢想，未來還有更 多的挑戰在等著我們，一起加油！

黃君秦 2021 年 6 月 於高雄

有氧運動前攝取咖啡因對糖尿病前期者運動後血糖調控之影響

2021 年 6 月

研 究 生：黃君秦 指導教授：王鶴森 摘 要

背景：糖尿病前期為第二類型糖尿病 (type 2 diabetes, T2D) 的高風險族群，透過運動時 骨骼肌收縮刺激葡萄糖吸收與維持血糖恆定，是非藥物控制血糖、降低罹患糖尿病的有 效方法。然而，咖啡因 (caffeine) 是一項廣泛使用的食品添加物，其不利於血糖控制的 效果與運動相反，因此運動前攝取咖啡因對糖尿病前期者運動後血糖調控的影響仍需進 一步釐清。目的：探討糖尿病前期者，攝取咖啡因對單次有氧運動後空腹血糖、胰島素、

C-胜鍊胰島素 (C-peptide) 及葡萄糖耐受度的影響。方法：招募 12 名糖尿病前期男性，

採雙盲、重複量數及平衡次序設計，所有參與者分別接受咖啡因＋運動 (CE, 3mg/kg) 與安慰劑＋運動 (PE) 兩種處理，運動形式為 30 分鐘 60% V‧

O2max (maximal oxygen uptake) 強度的跑步運動，並於攝取前、攝取後 30 分鐘/運動前、運動後立即及運動後 120 分鐘檢測血糖、胰島素及 C-peptide 濃度，另外，運動後立即進行口服葡萄糖耐受 度測驗 (oral glucose tolerance test, OGTT)。結果：血糖在處理與時間因子的交互作用未 達顯著 (p > .05)，在處理因子主要效果中，CE 處理之平均血糖值顯著高於 PE 處理 (133.87 ± 41.22 vs 127.04 ± 34.17 mg/dl) (p < .05)；而胰島素濃度在處理與時間因子的交 互作用則達顯著 (p = .010)，單純主要效果顯示，CE 處理在運動後 30 及 120 分鐘顯著 高於 PE 處理；另外，CE 處理於 OGTT 測驗中血糖與胰島素濃度變化總曲線下面積 (area under the curve, AUC) 亦顯著高於 PE 處理 (p < .05)。而 CE 處理與 PE 處理間之 C-peptide 濃度則無顯著差異 (p > .05)。結論：糖尿病前期者有氧運動前攝取咖啡因會 引發體內血糖、胰島素濃度提升，產生短暫性胰島素敏感度下降反應，因此，從事有氧 運動前攝取咖啡因可能不利於糖尿病前期者運動後的血糖調控。

關鍵詞：胰島素阻抗、葡萄糖耐受度、空腹血糖

Effect of Pre-Exercise Caffeine Ingestion on Post-Exercise Glycemia Regulation in Prediabetes

June, 2021

Author: Huang, Chun-Chin Advisor: Wang, Ho-Seng

Abstract

Background: Individuals with prediabetes increase the risk of developing type 2 diabetes.

Exercise is potent stimulator of skeletal muscle glucose uptake and thus good for maintaining glucose homeostasis. That could be a conducive method to improve blood glucose regulation and prevent diabetes without medication intake. In contrast to exercise, the ingestion of caffeine is adverse for blood glucose regulation. Therefore, it is still unknown whether such effects of pre-exercise caffeine ingestion on post-exercise glycemia regulation in prediabetes.

Purpose: It aimed to investigate the effects of caffeine on fasting glucose, insulin, C-peptide

and glucose tolerance responses after acute aerobic exercise in individuals with prediabetes.

Method: The study was a double-blinded, randomized and crossover trials design and twelve

men with prediabetes will be recruited. Participants randomly underwent two different trials which were caffeine + exercise (CE, 3 mg/kg) and placebo + exercise (PE) one week apart in a counterbalanced and double-blinded design. Participants performed a 30-min running at 60% V‧

O2max (maximal oxygen uptake) 30 min after caffeine / placebo ingestion in both trials. Blood glucose, insulin, and C-peptide concentrations were measured at pre-ingestion, pre-exercise, immediately after and 120 min after exercise. In addition, participants received OGTT immediately after exercise, with blood glucose and insulin measured every 30 min during the tests. Results: The results showed that no significant trial × time interaction was observed in blood glucose (p > .05). Regarding the main values of trial factor, blood glucose, (133.87 ± 41.22 vs 127.04 ± 34.17 mg/dl) in the CE were higher than PE (p < .05). Then, there were statistically significant differences in insulin between trials and time points (p

= .010). The simple main effect indicated that insulin of CE at post-exercise 30 and 120 (OGTT 30, 120) were significant higher than the PE. Moreover, there were statistically significant differences (p < .05) in blood glucose and insulin AUC between trials. That in CE was significant higher than the PE trial. In addition, there were no differences in C-peptide between CE and PE trials at all time points. Conclusion: Acute caffeine ingestion could increase blood glucose and insulin post aerobic exercise, it will have a transient negative impact on insulin sensitivity in prediabetes. Thus, caffeine ingestion, though combined with aerobic exercise, might have a negative impact on glycemic control among prediabetes.

Keywords: insulin resistance, glucose tolerance, fasting plasma glucose

目 次

謝辭 ... i

中文摘要 ... ii

英文摘要 ... iii

目次 ... iv

表次 ... vii

圖次 ... vii

第壹章 緒論 ... 1

第一節 研究背景 ... 1

第二節 研究目的 ... 3

第三節 研究假設 ... 3

第四節 名詞操作性定義 ... 3

第五節 研究限制 ... 4

第六節 研究重要性 ... 4

第貳章 文獻探討 ... 5

第一節 糖尿病前期簡介 ... 5

第二節 有氧運動對糖尿病前期血糖調控的效益 ... 7

第三節 咖啡因對葡萄糖代謝之影響路徑 ... 15

第四節 咖啡因攝取對血糖調控的影響 ... 17

第五節 本章總結 ... 19

第參章 研究方法與步驟 ... 20

第一節 研究參與者 ... 20

第二節 實驗時間與地點 ... 21

第三節 實驗流程 ... 21

第四節 實驗方法與步驟 ... 23

第五節 資料處理 ... 25

第肆章 結果 ... 26

第一節 研究參與者基本資料 ... 26

第二節 不同實驗處理及葡萄糖耐受度測驗對血液葡萄糖濃度的影響 ... 27

第三節 不同實驗處理及葡萄糖耐受度測驗對血液胰島素濃度的影響 ... 29

第四節 不同實驗處理及葡萄糖耐受度測驗對血液 C-peptide 濃度的影響 ... 32

第五節 HOMA-IR 與 HOMA-β 指標之變化 ... 33

第伍章 討論與建議 ... 35

第一節 咖啡因與運動對血液葡萄糖濃度變化的影響 ... 35

第二節 咖啡因與運動對血液胰島素濃度變化的影響 ... 38

第三節 咖啡因與運動對血液 C-peptide 濃度變化的影響 ... 40

第四節 HOMA-IR 與 HOMA-β 指標的變化 ... 41

第五節 結論與建議 ... 43

參考文獻 ... 44

附錄 ... 54

附錄一 研究參與者身體活動調查問卷 ... 54

附錄二 研究參與者知情同意書 ... 60

附錄三 最大攝氧量紀錄表 ………... ..64

附錄四 飲食紀錄表 ... 65

附錄五 研究倫理審查核可證明書 ... 66

附錄六 不同處理與不同時間點之血糖變異數分析摘要表 ... 68

附錄七 不同處理與不同時間點之胰島素變異數分析摘要表 ... 68

附錄八 不同處理與不同時間點之 C-peptide 變異數分析摘要表 ... 69

附錄九 不同處理與不同時間點在 OGTT 中對血糖影響之變異數分析摘要表 ... 69

附錄十 不同處理與不同時間點在 OGTT 中對胰島素影響之變異數分析摘要表 . 70 附錄十一 不同處理與不同時間點之 HOMA-IR 變異數分析摘要表 ... 70

附錄十二 不同處理與不同時間點之 HOMA-β 變異數分析摘要表 ... 71

表 次

表 2- 1 單次有氧運動對糖尿病前期者血糖調控的影響 ... 10

表 2- 2 單次有氧運動對第二類型糖尿病患者血糖調控的影響 ... 10

表 2- 2 單次有氧運動對第二類型糖尿病患者血糖調控的影響 (續) ... 11

表 2- 3 有氧運動訓練對糖尿病前期者血糖調控的影響 ... 13

表 2- 4 有氧運動訓練對第二類型糖尿病患者血糖調控的影響 ... 13

表 2- 4 有氧運動訓練對第二類型糖尿病患者血糖調控的影響 (續) ... 14

表 2- 5 咖啡因攝取對健康者血糖調控的影響 ... 17

表 2- 6 咖啡因攝取對第二類型糖尿病患者血糖調控的影響 ... 18

表 4- 1 研究參與者基本資料 ... 26

圖 次

圖 2- 1 運動對血糖調控的可能影響路徑 ... 8

圖 2- 2 咖啡因對人體葡萄糖代謝可能影響路徑 ... 16

圖 3- 1 實驗程序圖 ... 22

圖 3- 2 實驗處理操作流程圖 ... 22

圖 4- 1 不同實驗處理中各時間點之血液葡萄糖濃度的變化 ... 27

圖 4- 2 血液葡萄糖於不同實驗處理中 OGTT 的總曲線下面積 ... 28

圖 4- 3 不同實驗處理 OGTT 各時段血液葡萄糖的曲線下面積 ... 29

圖 4- 4 不同實驗處理中各時間點之血液胰島素濃度的變化 ... 30

圖 4- 5 血液胰島素於不同實驗處理中 OGTT 的總曲線下面積 ... 31

圖 4- 6 不同實驗處理 OGTT 各時段血液胰島素的曲線下面積 ... 31

圖 4- 7 不同實驗處理中各時間點之血液 C-peptide 濃度的變化 ... 32

圖 4- 8 不同實驗處理中各時間點之 HOMA-IR 的變化 ... 33

圖 4- 9 不同實驗處理中各時間點之 HOMA-β 的變化 ... 34

第壹章 緒論

第一節 研究背景

根據國際糖尿病聯盟 (International Diabetes Federation, [IDF], 2019) 統計，2019 年 全球約有 4 億人口罹患糖尿病，預計 2045 年罹患人數將以 51% 成長率來到 7 億，與過 去 20 年相比人數急速成長 3 倍以上 (IDF, 2019)。在臺灣，衛生福利部 (衛生福利部國 民健康署 [衛福部]，2018) 也進行資料統計調查，顯示全國約有 200 多萬名糖尿病患者，

且每年以 2 萬 5 千位的速度逐年增加，同時糖尿病於國人十大死因中位居第五名，糖尿 病的高度盛行率已成為全球趨勢。

全球糖尿病人口持續攀升，是 21 世紀需要關注的重要健康議題，而依據美國糖尿 病學會 (American Diabetes Association, [ADA], 2014) 對糖尿病的分類，依發病成因不同 主要分為第一類型糖尿病 (type 1 diabetes, T1D)、第二類型糖尿病 (T2D)、其他特殊類 型及妊娠糖尿病 (gestational diabetes mellitus, GDM)，其中 T2D 為較常見的類型。T2D 屬醣類代謝異常所引起的慢性病，是一個逐步發展的歷程，發病初期無明顯臨床症狀，

不易於日常生活當中察覺徵兆，當透過血糖濃度檢測空腹血漿血糖 (fasting plasma glucose, FPG) 介於 100∼125 mg/dl、或口服葡萄糖耐受度測驗 (oral glucose tolerance test, OGTT) 75g 後 2 小時血漿血糖介於 140∼199 mg/dl，抑或是糖化血色素 (Glycated hemoglobin, A1C) 介於 5.7∼6.4 %，符合其中一項即為「糖尿病前期」 (prediabetes) (American Diabetes Association, 2020)，糖尿病前期者體內血糖高於正常範圍，但尚未達 到糖尿病確診的標準值，此階段屬於一個病徵可逆的過渡期，可藉由加強健康概念、從 事規律運動、改善生活型態，方可降低進展成 T2D 的風險。

美 國 運 動 醫 學 會 (American College of Sports, [ACSM]) 與 美 國 糖 尿 病 學 會 (American Diabetes Association, [ADA]) 曾發布聯合宣言，對於糖尿病前期及 T2D 患者 提供治療方針，建議透過控制飲食與提高身體活動量來維持與預防病情惡化，使血糖、

血壓、脂質等指標控制在正常的範圍，同時對心血管相關因子的調節也有正面幫助 (Colberg et al., 2010)。先前研究指出，運動能改善胰島素的敏感度、降低血糖及 T2D 的 危險因子，有助於預防及延緩 T2D 的發生 (Bello, Owusu-Boakye, Adegoke, & Adjei, 2011; Vancea, Vancea, Pires, Reis, Moura, & Dib, 2009; Yokoyam et al., 2004)。此外，飲食 方面，衛福部建議應以「均衡膳食」為基礎 (衛福部，2016)，每餐均衡攝取六大類食物，

並格外注意醣類與油脂的攝取量。規律的運動再搭配良好飲食控管，可以減少血糖波動 程度，有效穩定病情。

「咖啡」於現代忙碌的生活中扮演重要的角色，許多人會透過攝取咖啡因來提神，

但咖啡因不只存在於咖啡中，也廣泛應用在日常生活許多食品當中，如茶、巧克力、可 樂、能量飲料及止痛藥等，為容易取得的物質。咖啡因屬黃嘌呤生物鹼化物，化學結構 與腺苷 (adenosine) 非常接近，於人體中會阻斷原先腺苷酸與細胞膜上受器結合之作 用，進而取而代之，引發生理反應改變，包括興奮中樞神經系統，活化神經細胞 (Sinclair

& Geiger, 2000)，除此之外，咖啡因也會影響身體的代謝反應，過去研究指出，透過攝 取 咖 啡 因 可 以 改 變 醣 類 及 脂 肪 的 代 謝 路 徑 (Acheson, Zahorska-Markiewicz, Pittet, Anantharaman, & Jéquier, 1980)，同時，增加兒茶酚胺 (catecholamine) 分泌、提高鉀離 子濃度，影響肌漿網釋出鈣離子，提升肌肉的收縮力 (Dodd, Herb, & Powers, 1993;

Graham & Spriet, 1995)，進而有效促進運動表現 (Goods, Landers, & Fulton, 2017;

Schneiker, Bishop, Dawson, & Hackett, 2006)，但也有研究進一步指出，咖啡因的攝取會 降低胰島素敏感度與葡萄糖耐受度，使血糖濃度提升，導致胰島素短暫性的阻抗現象 (Keijzers, Galan, Tack, & Smits, 2002; Robinson et al., 2004)。

目前咖啡因為運動場上廣泛使用的增補劑，儘管有助於提升短時間高強度或耐力性 運動表現，但對血糖調控的影響與運動後帶來之效益恰巧相反，而血糖控制是糖尿病前 期者維持健康之首要之務，攝取咖啡因是否會改變糖尿病前期者運動後血糖調控的狀 況，目前尚不清楚。綜合上述的背景說明，本研究旨在探討糖尿病前期者在有氧運動前 攝取咖啡因對運動後血糖調控的影響，藉由觀察葡萄糖耐受度、胰島素、血糖等醣類代 謝相關指標的變化，以釐清咖啡因攝取是否會對運動後血糖調控產生影響。

第二節 研究目的

透過雙盲與安慰劑控制的實驗設計，探討糖尿病前期者，運動前攝取咖啡因對單次 中強度有氧運動後血糖調控指標 (空腹血糖、胰島素、C-peptide) 及葡萄糖耐受度的影 響。

第三節 研究假設

基於本研究目的，研究假設如下：

一、 攝取咖啡因會顯著提升空腹血糖、胰島素及 C-peptide 之濃度。

二、 單次中強度有氧運動前攝取咖啡因會使糖尿病前期者運動後恢復期的血糖調控指 標(空腹血糖、胰島素、C-peptide) 提升及降低葡萄糖耐受度反應。

第四節 名詞操作性定義

一、 糖尿病前期

本研究所稱之「糖尿病前期」係依 2020 年美國糖尿病協會 (ADA) 公告糖尿病前 期的診斷條件，採其中禁食 8 小時以上空腹血漿血糖 100∼125 mg/dl 為空腹血糖異常 (impaired fasting glucose, IFG)、與口服葡萄糖耐受度測驗 75g 後 2 小時血漿血糖 140∼199 mg/dl 則稱為葡萄糖耐受異常 (impaired glucose tolerance, IGT)，兩項指標如符合其中一 項即達本研究糖尿病前期者判定標準。

二、 有氧運動

本研究修改 ACSM 及 ADA 對改善糖尿病相關健康問題建議之有氧運動處方 (Colberg et al., 2010)，將有氧運動設定為在跑步機上以固定坡度 (0%) 進行 30 分鐘，強 度為 60% 最大攝氧量 (maximal oxygen consumption, V‧

O2max) 的中強度跑步運動。

三、 血糖調控指標

本研究所稱之血糖調控指標，係指空腹血糖、胰島素及 C-peptide 之濃度，與口服

葡萄糖耐受度測驗 (OGTT)。

四、 胰島素敏感度

本研究所稱之胰島素敏感度係採臨床上普遍使用的胰島素抗性指數 (homeostatic model assessment-insulin resistance index, HOMA-IR) 與 胰 臟 β 細 胞 功 能 指 標 (homeostatic model assessment-β cell function, HOMA-β)，兩指標的測量方式可間接作為 胰島素敏感性的評估參數，其主要透過空腹血糖與空腹胰島素濃度導入公式求得 (Matthews et al., 1985)。

HOMA-IR = 空腹血糖 (mmol/L) ×空腹胰島素濃度 (mU/L) /22.5 HOMA-β = 20×空腹胰島素濃度 (μU/mL)/ (空腹血糖 (mmol/L) –3.5)

第五節 研究限制

一、 本研究主要觀察血糖調控相關指標的變化，無法判斷其他指標 (如葡萄糖轉運蛋白 4、AMPK 等) 之間的關聯性或影響代謝之途徑。

二、 糖尿病是一種常見的代謝疾病，本研究之研究對象為糖尿病前期者，故研究結果不 適合推論於其他代謝疾病群體 (如：苯酮尿症、肝醣儲積症等)。

第六節 研究重要性

「運動前攝取咖啡因，能促進運動表現」！廣泛為運動員追求卓越運動成績的一種 策略，甚至是一般民眾也養成運動前飲用咖啡的習慣。眾多研究指出咖啡因可能不利於 血糖調控、降低胰島素敏感度之作用，但單次的有氧運動刺激卻有助於降低血糖、促進 胰島素分泌，短暫改善胰島素阻抗現象，對糖尿病前期族群而言，運動能有效降低罹患 二型糖尿病之風險，而運動前攝取咖啡因是否會影響運動帶來控制血糖之益處？因過去 並沒有相關研究進行探討，基於糖尿病前期者運動健康的考量，希冀本研究可作為糖尿 病前期族群運動前攝取咖啡因之參考。

第貳章 文獻探討

本章分為以下幾個部份說明：第一節，糖尿病前期簡介；第二節，有氧運動對糖尿 病前期血糖調控的效益；第三節，咖啡因對葡萄糖代謝之影響路徑；第四節，咖啡因攝 取對血糖調控的影響；第五節，本章總結。

第一節 糖尿病前期簡介

糖尿病是一種葡萄糖代謝異常的慢性疾病，美國糖尿病學會 (ADA, 2014) 主要將 糖尿病分為四類，分別為第一類型糖尿病 (type 1 diabetes, T1D)、第二類型糖尿病 (T2D)、其他特殊類型及妊娠糖尿病 (gestational diabetes mellitus, GDM)，其中 T2D 約 占糖尿病比例中 90-95 %，屬於較常見的類型 (ADA, 2020)，T2D 的發病原因主要是胰 島素敏感度 (insulin sensitivity) 下降與胰島素阻抗 (insulin resistance) 現象，進而使胰 島素的訊息傳遞路徑出現問題，使得訊息無法正常傳輸，造成碳水化合物吸收不良，導 致長時間血糖濃度過高，而成病的原因十分複雜，與老化、肥胖、飲食、生活型態、身 體活動量不足及種族等因素有關，同時，懷孕期間的婦女如被診斷出妊娠糖尿病 (GDM)，未來 5-10 年間有近乎一半的機會進展成 T2D (Colberg et al., 2010)。

T2D 的病史發展行程是逐漸而緩慢進行，由正常血糖、歷經糖尿病前期、最後演 變成 T2D，每個階段都有不同的預防與治療方式，而糖尿病前期者是 T2D 的高危險族 群，此階段的血糖值雖尚未達到糖尿病確診的標準值，但體內胰臟分泌胰島素的功能可 能已受損。當胰臟分泌胰島素的過程中，使原本儲存於胰臟β細胞分泌顆粒 (secretory granules) 中的胰島素前驅物—胰島素原 (proinsulin) 被蛋白酶 (proteolytic processing) 分解成胰島素與 C-胜鏈胰島素 (C-Peptide)，兩者將以等量形式釋放於血液中 (Wahren et al., 2000)，其中 C-Peptide 是由 31 個氨基酸所組成的單鏈多胜肽，半衰期較胰島素長 (20-30 分鐘 vs. 3-5 分鐘)，且波動情形較小，同時檢測時較不易受糖尿病患者自身之胰

島素抗體及外源性胰島素干擾，因此，C-Peptide 在臨床上也常被用來作為評估胰臟分 泌胰島素能力的指標，以協助分類與診斷糖尿病患者 (Jones & Hattersley, 2013)；另一方 面，胰島素 (insulin) 為一種蛋白質激素，在調節人體血糖恆定上扮演著極為重要的角 色。於肌肉細胞中，透過胰島素與胰島素受體 (insulin receptor) 結合，經一系列的訊息 傳遞路徑 (signal transduction pathway)，促進骨骼肌與脂肪組織內的葡萄糖運輸蛋白 4 (glucose transporter 4, GLUT4) 從細胞內部的儲存池 (storage pool) 轉位至細胞膜表 面，將血液中的葡萄糖傳輸到細胞內供細胞儲存及利用，以降低血漿中葡萄糖濃度 (Sakamoto & Holman, 2008)。而糖尿病前期之血糖高於正常值與胰島素阻抗有關，因胰 臟的 β 細胞功能受損導致胰島素分泌減少，抑是肝臟胰島素產生阻抗，皆可能進一步 造成胰島素的訊息傳遞路徑無法正常傳輸，使骨骼肌細胞的 GLUT4 沒有辦法轉位至細 胞膜表面，血液中的血糖無法被骨骼肌快速吸收，導致體內血糖濃度偏高。如果長期處 於高血糖狀態 (Hyperglycemia)，將可能惡化為 T2D，甚至連帶許多併發症的產生，包 括腎臟、視網膜、神經性病變和心血管疾病等 (DeFronzo et al., 2015)。

胰島素除了調控血糖外，同時也參與脂質代謝。當體內脂肪組織增加時，會釋放出 游離脂肪酸 (free fatty acids, FFAs) 透過血液運送至肝臟與肌肉等組織，在肝臟，FFAs 會促成葡萄糖、三酸甘油酯 (triacylglycerols, TG) 的製造；在肌肉組織，過多的 FFAs 會 抑 制 過 氧 化 體 增 生 劑 活 化 受 體 γ 輔 啟 動 因 子 -1α (peroxisome proliferator activated receptor γ coactivator-1α, PGC-1α) 的表現。PGC-1α 是代謝組織中的轉錄活化輔助因子 (transcriptional coactivator)，調節粒線體生物合成 (mitochondrial biogenesis) 及肝臟糖質 新生 (gluconeogenesis) 等作用，然而，當 PGC-1α 受抑制時，會造成葡萄糖耐受度下 降及胰島素阻抗現象 (Richardson et al., 2005)。研究並顯示，當血液中 FFA 增加時會誘 發巨噬細胞的活化，分泌大量的促發炎物質，包括介白素 6 (interleukin-6, IL-6)、腫瘤壞 死因子-α (tumor necrosis factor-α, TNF-α) 及趨化因子 (chemokine) 等細胞激素，誘發體 內低程度的 發炎反應 (Fain, 2006)， 此時 會影響胰島 素受體受 質 (insulin receptor substrate-1, IRS-1) 的磷酸化表現，進而降低胰島素受體的作用與磷脂酰肌醇 3-激酶 (phosphoinositide 3-kinase, PI3K) 活性，使胰島素傳遞訊息路徑受損 (Guo, 2014)。綜上

所述，肥胖造成胰島素訊息傳遞路徑損害是導致胰島素阻抗現象的主要原因之一，同時 與糖尿病的發病成因有很大的關聯性。然而，胰島素阻抗為糖尿病致病的機轉之一，臨 床上用以評估胰島素阻抗的方法眾多，其中胰島素抗性指數 (HOMA-IR) 與胰臟 β 細胞 功能指標 (HOMA-β) 是目前廣泛使用且普遍接受的指標，透過簡易的空腹血糖與胰島 素濃度即可換算得知胰島素阻抗現象與 β 細胞功能，當 HOMA-IR 數值越高，代表胰 島素敏感度越低；HOMA-β 則以表示胰臟 β 細胞分泌情形，可間接作為血糖調控之重 要評估指標 (Bi et al., 2012)。糖尿病前期者若能及早採取措施，藉由改變生活型態，如 調整為「健康飲食」、「體重控制」、「規律運動」，改善其血糖值、以達到維持良好 血糖調控，將可預防或降低罹患糖尿病的風險 (Tuomilehto et al., 2001)。

第二節 有氧運動對糖尿病前期血糖調控的效益

T2D 胰島素阻抗主要是因為胰島素訊息傳遞路徑異常，使周邊組織對葡萄糖的吸 收能力下降，導致葡萄糖代謝失調。而過去研究指出，T2D 透過運動調控血糖的路徑 可 能 與 胰 島 素 刺 激 下 的 訊 息 傳 遞 路 徑 不 同 ， 屬 於 非 胰 島 素 依 賴 訊 息 傳 遞 路 徑 (Wojtaszewski, Nielsen, & Richter, 2002)。非胰島素訊息傳遞路徑主要是由運動時肌肉的 收縮和組織缺氧作用來執行葡萄糖的運送，運動刺激會促進 GLUT4 轉位到細胞膜上，

將大量的葡萄糖運送至肌肉組織中，提升周邊組織的葡萄糖吸收與維持血糖控制的能力 (Kennedy et. al., 1999)。肌肉收縮誘發 GLUT4 運送葡萄糖的過程中，腺苷單磷酸活化 蛋白激酶 (5'AMP-activated protein kinase, AMPK) 可能為重要的媒介，AMPK 是一種調 控能量的蛋白激酶，於細胞能量調節中參與多種訊息傳遞，在運動改善葡萄糖的機轉上 扮演關鍵角色。當骨骼肌進行收縮時，ATP 會經過一連串水解作用轉換成環磷酸腺苷 (cyclic adenosine monophosphate, cAMP) 以活化 AMPK，進而刺激骨骼肌上 GLUT4 轉 位至細胞膜表面，加速肌肉細胞葡萄糖的吸收 (Sriwijitkamol et. al., 2007; Wright, Hucker, Holloszy, & Han, 2004)；此外，研究也進一步指出，細胞內的鈣離子 (Ca²⁺) 平衡與葡萄 糖攝取有密切關係，運動時肌肉產生收縮促使肌漿網內 Ca²⁺ 快速湧入細胞內，活化

AMPK 傳遞路徑 (Hawley et al., 2005)，同時促使胰臟 β 細胞接收到訊號增加胰島素分 泌，提升葡萄糖吸收 (Rose & Richter, 2005) (圖 2-1)。因此，對血糖異常者而言，運動 時肌肉收縮活化 AMPK 進行非胰島素訊息傳遞機制，使 GLUT4 移至細胞膜，以增進 細胞內葡萄糖吸收的效率，促使周邊組織胰島素敏感度提升，是控制血糖的有效策略。

圖 2-1 運動對血糖調控的可能影響路徑。

註：↑：向上調節；↓：向下調節；實線：主要影響路徑；虛線：可能影響路徑。

ACSM 及 ADA 曾聯合聲明對改善糖尿病提出運動處方參考方針，每週至少從事 3 天、總運動時間累積 150 分鐘以上、強度為 40-60% V‧

O_2max (maximal aerobic capacity) 的 中強度有氧運動為佳 (Colberg et al., 2010)。過去文獻曾以不同頻率、強度、時間或類型 的運動介入探討對糖尿病相關因子的影響，而在有氧運動方面，包含單次運動與運動訓 練兩類，茲敘述如下：

一、 單次有氧運動對糖尿病前期及第二類型糖尿病血糖調控的影響

規律運動對健康之益處無庸置疑，Sriwijitkamol 等 (2007) 認為單次運動能刺激提 升 AMPK 及磷酸化 AS160 的活性，其中 AS160 是一個小型的 G 蛋白分子，在胰島

素訊息傳遞路徑中扮演調節 GLUT4 轉位表現的角色，協助 GLUT4 動員轉位到細胞 膜，故單次運動能提升骨骼肌吸收葡萄糖以達到控制血糖的作用。特別的是，運動激活 AMPK 及磷酸化 AS160 的程度除了受到運動時間及強度的影響外，也與個體本身的血 糖濃度高低有關，於體內高血糖、胰島素濃度、甚至是胰島素阻抗現象者身上發現，相 較於健康族群，從事相同運動負荷下，較不易誘發 AMPK 及磷酸化 AS160 的活性，

代表著醣類代謝異常者如透過運動以改善血糖狀況，可能頇從事較高強度的運動方能引 發 AMPK 訊息路徑活化反應，帶來運動促進胰島素作用、降低血糖之效應。

Alizadeh, Rahmani-Nia, Mohebbi 與 Zakerkish (2016) 以單次 60% V‧

O_2max 運動強 度、能量消耗 300 大卡的跑步運動介入，觀察運動前、運動後立即及運動後 24 小時之 血糖、胰島素與食慾激素 A (orexin A) 濃度的變化，結果發現雖然運動後立即出現葡萄 糖濃度下降、orexin A 濃度顯著上升反應，但胰島素濃度與阻抗現象並無改變，作者認 為運動後立即血糖濃度下降的現象與 orexin A 濃度增加有關，而胰島素濃度沒有變化 將受運動的能量消耗影響，運動能量消耗少可能不足以影響胰島素濃度的改變。而讓糖 尿病前期及第二類型糖尿病者從事比 ACSM 及 ADA 建議運動處方更高強度的有氧 運動，能降低血糖值、提升胰島素敏感度、 GLUT4 的表現，增加骨骼肌對葡萄糖的吸 收率 (Jamurtas et al.,2006; Kennedy et al., 1999; McClean et al., 2009; Musi et al., 2001;

Rynders et al., 2014)，但值得注意的是，有氧運動對醣類代謝之改善幅度與運動劑量並 非呈完全正相關，Wright 與 Swan (2001) 曾提出，當從事高強度有氧運動 (＞75%

‧V

O_2max)，體內可能會產生自由基、氧化壓力等代謝反應，將短暫對 IGT 者之胰島素作 用及葡萄糖耐受度產生損害；據此，單次有氧運動改善糖尿病前期及第二類型糖尿病血 糖相關指標、胰島素敏感度與阻抗的現象，與運動時間、強度及能量消耗有關 (表 2-3、

2-4)，而綜合過去文獻顯示，運動強度介於最大攝氧量 60% 至 75% 之間、運動時間持 續 30-60 分鐘的有氧運動，抑或是不同運動類型之高強度間歇運動，皆能有效改善血糖 控制，對胰島素阻抗與敏感度有正面影響。

表 2- 1 單次有氧運動對糖尿病前期者血糖調控的影響

作者 (年代) 對象 運動介入方式 結果

Jamurtas 等 (2006)

11 名 overweight 年齡：31 ± 1 歲

45 分鐘 65% V‧

O2max 的腳踏車 運動後立即胰島素濃度顯著下降 及胰島素敏感度上升，但在運動後 恢復期則沒有改變。

Levinger 等 (2014)

11 名 obese 年齡：58 ± 2 歲

4×4 分鐘 95% HRpeak 的腳踏車 HIIT

運動後恢復期葡萄糖濃度顯著下 降、而胰島素敏感度及 P-AKT 明 顯上升。

McClean 等 (2009)

12 名 IGT 年齡：48 ± 9 歲

30 分鐘 65% HR_max的走路運動 運動後葡萄糖、PWV 及舒張壓明 顯下降。

Rynders 等 (2014)

18 名 prediabetes 年齡：48 ± 14 歲

60 分鐘 50% V‧

O_2peak及 83%

‧V

O_2peak的腳踏車

從事 50% V‧

O_2peak及 83% V‧ O_2peak 運動後胰島素敏感度分別提升 51% 和 85%。

註：IGT：葡萄糖耐受度異常 (impaired glucose tolerance)；V‧

O_2max：最大攝氧量 (maximum oxygen uptake)；

‧V

O_2peak：攝氧峰值 (peak oxygen uptake)；HR_max：最大心跳率 (maximal heart rate)；HR_peak：心跳率峰值 (peak heart rate)；HIIT：高強度間歇運動 (high intensity interval training)；PWV：脈波傳導速率 (pulse wave velocity)；P-AKT：phosphorylated Ak thymoma。

表 2- 2 單次有氧運動對第二類型糖尿病患者血糖調控的影響

作者 (年代) 對象 運動介入方式 結果

Alizadeh 等 (2016)

共 20 名 T2D 10 名控制組 10 名運動組 年齡：45 ± 5 歲

60% V‧

O2max能量消耗 300 大卡的跑步運動

運動組：運動後立即血糖值顯著下降，

但胰島素與胰島素阻抗現象則無明顯 差異。

控制組：血糖、胰島素及胰島素阻抗無 差異。

Bordenave 等 (2008)

7 名 T2D 年齡：57 ± 2 歲 7 名健康者 年齡：55 ± 1 歲

15 分鐘 50% HRmax + 5 分鐘 85% HR_max 的腳踏車

『運動前』

血糖、胰島素：T2D 患者＞健康者。

胰島素敏感度：T2D 患者＜健康者。

『運動後』

胰島素敏感度：T2D 患者提升 773%。

表 2- 2 單次有氧運動對第二類型糖尿病患者血糖調控的影響 (續)

作者 (年代) 對象 運動介入方式 結果

Hussey 等 (2012)

9 名 T2D 年齡：53 ± 4 歲 9 名健康者 年齡：48 ± 3 歲

60 分鐘~55% 功率峰值 的腳踏車

『運動前』

GLUT4 mRNA：兩組無差異。

PGC-1α mRNA：T2D 患者＜健康者。

『運動後』

GLUT4 mRNA：T2D 患者與健康者 分別提升 66%及 60%，無組間差異。

PGC-1α mRNA：兩組均提升，且無 組間差異。

Kennedy 等 (1999)

5 名 T2D 年齡：49 ± 6 歲 5 名健康者 年齡：44 ± 3 歲

45-60 分鐘 60-70% V‧ O_2max 的腳踏車

GLUT4 蛋白表現：T2D 患者與健康 者分別提升 74%及 71%。

Musi 等 (2001)

7 名 T2D 年齡：53 ± 3 歲 8 名健康者 年齡：49 ± 1 歲

45 分鐘 70% W_max的腳踏 車

T2D 患者：血糖↓、胰島素↓61%、肝 醣↓30%、AMPK α2↑。

健康者：血糖–、胰島素↓59%、肝醣

↓33%、AMPK α2↑。

Sriwijitkamol 等 (2007)

12 名 obese T2D 8 名健康 lean 8 名健康 obese 年齡：44-53 歲

40 分鐘 50% V‧ O_2max及 70% V‧

O_2max的腳踏車

『50% V‧

O_2max 強度』

lean 健康者：AMPKα2 活性↑。

三組的 PGC1 均↑。

『70% V‧

O_2max 強度』

obese T2D 患者：血糖↓、肝醣↓56%、

AMPK 磷酸化及 PGC1↑。

obese 健康者：肝醣↓53%、 AMPK 磷酸化及 PGC1↑。

lean 健康者：肝醣↓35%、AMPK 活 性↑、AS160 磷酸化↑、AMPK 磷酸化 及 PGC1↑。

註： V‧

O_2max：最大攝氧量 (maximum oxygen uptake)；HR_max：最大心跳率 (maximal heart rate)；W_max： 最大功率 (maximum workload)；GLUT4：葡萄糖運輸蛋白 4 (glucose transporter 4)；AMPK：腺苷單磷酸 活化蛋白激酶 (5'AMP-activated protein kinase)；mRNA：信使核糖核酸 (messenger RNA)；PGC1：過氧 化體增生劑活化受體γ輔啟動因子-1α (peroxisome proliferator activated receptor γ coactivator-1)；↑：顯著上 升；—：未達顯著；↓：顯著下降。

二、 有氧運動訓練對糖尿病前期及第二類型糖尿病血糖調控的影響

透過數週的有氧運動訓練能有效改善糖尿病前期及的第二類型糖尿病的血糖控 制。運動訓練可降低空腹狀態時的血糖、胰島素及 A1c 濃度等參數指標，達到提高胰 島素敏感度、誘發 GLUT4 轉位至肌肉細胞表面的能力、降低血脂肪及全身性低發炎反 應等現象 (de Lemos, Oliveira, Pinheiro & Reis, 2012)。茲將蒐集到的文獻進行整理如表 2-3 及 2-4。

有氧運動訓練雖然被作為預防或是改善糖尿病的有效方法，但 Karstoft 等 (2013) 的研究發現，儘管經過四個月的運動訓練，若運動時的強度偏低仍可能無法帶來健康效 益，反而中高強度的運動較能有效調節糖尿病患者的胰島素與血糖濃度，推論可能與運 動當下肌肉肝醣的利用率有關，當運動的強度越高，肌肉仰賴碳水化合物作為能量來源 的需求就越大，肝醣儲存減少，進而降低血糖。然而，近年也有文獻以高強度間歇運動 訓練 ( high intensity interval training, HIIT) 作為運動介入，觀察到數次短時間高強度的 間歇運動模式與持續性中等強度的有氧運動訓練同樣皆能帶來血糖調控效果 (Rowan, Riddell, Gledhill, & Jamnik, 2017)。除此之外，過去研究以不同運動頻率及運動型態介入 探討對糖尿病代謝相關因子的改善效果，結果文獻指出運動後胰島素敏感度的改善時間 約 2-72 小時不等 (Colberg et al., 2010)，因此建議應從事規律的運動，並且次與次之間 不超過 2 天的休息日 (Boulé, et al., 2005)，方能延續運動提升胰島素敏感度的效益。

Vancea 等 (2009) 更進一步提出，在單次相同的運動負荷下，運動頻率會影響血糖調控 與身體組成，運動頻率高所帶來的改善效果較佳，同時，合併有氧與阻力的運動型態似 乎比單一阻力或有氧運動更有利於改善糖尿病的危險因子 (Church, et al., 2010)。

表 2- 3 有氧運動訓練對糖尿病前期者血糖調控的影響

作者

(年代) 對象 運動介入方式 結果

Erickson 等 (2020)

26 名 prediabetes 年齡：66 ± 4 歲

12 週、每週 5 天、每次 60 分 鐘~85% HRmax的跑步運動

運動訓練後身體質量指數下降、胰 島素敏感度及 V‧

O2max 顯著提升。

Herzig 等 (2014)

共 68 名 prediabetes 運動組 33 名 年齡：58 ± 9 歲 控制組 35 名 年齡：59 ± 10 歲

3 個月、每週 3 天、每次 45 分 鐘 3~4 km/h 強度的走路運動

運動組的空腹胰島素、胰島素2h、 總膽固醇、內臟脂肪、HOMA-IR 及 LDL 均顯著低於控制組。

Malin 等 (2012)

安慰劑控制組 8 名 metformin 組 8 名 安慰劑運動組 8 名 metformin 運動組 8 名 年齡：47 ± 8 歲

12 週、每週 3 天、每次 60-75 分鐘 70% HR_peak的腳踏車+

70% 1RM 的阻力運動

metformin 組、安慰劑運動組及 metformin 運動組三組胰島素敏感 度無差異，但均顯著大於安慰劑控 制組。

Rowan 等 (2017)

共 21 名 prediabetes 有氧組 10 名 HIIT 組 11 名 年齡：50 ± 8 歲

有氧組：12 週、每週 3 天、每 次 28 分鐘 60%-70% HRR 的跑 步運動

HIIT 組：12 週、每週 3 天、每 次 28 分鐘 90% HRR 的 HIIT

有氧組：HbA1c 顯著下降、

HOMA-β 及 V‧

O_2peak顯著上升，而

空腹血糖值則無改變。

HIIT 組：空腹血糖、腰圍及 HbA1c 顯著下降, HOMA-β 和 V‧

O_2peak則 顯著上升。

有氧與 HIIT 兩組無差異。

註：V‧

O_2max：最大攝氧量 (maximum oxygen uptake)；V‧

O_2peak：攝氧峰值 (peak oxygen uptake)；HR_max： 最大心跳率 (maximal heart rate)；HIIT：高強度間歇運動 (high intensity interval training)；LDL：低密度 脂蛋白 (low-density lipoprotein)；HbA1C：糖化血色素 (glycated hemoglobin)；HOMA-IR：胰島素抗性指數 (homeostatic model assessment- insulin resistance index)；HOMA-β：β 細胞功能指標 (homeostatic model assessment-β cell function)；RM：最大反覆次數 (repetition maximal)；HRR：儲備心跳率 (heart rate reserve)；

metformin：降血糖藥。

表 2- 4 有氧運動訓練對第二類型糖尿病患者血糖調控的影響

作者

(年代) 對象 運動介入方式 結果

Bello 等 (2011)

控制組 9 名 運動組 9 名 年齡：46 ± 9 歲

8 週、每週 3 天、每次 30 分鐘 50-75% HR_max的腳踏車

運動組的空腹血糖、HDL 和生活 品質顯著提升，而 LDL 則顯著下 降。控制組則無差異。

表 2-4 有氧運動訓練對第二類型糖尿病患者血糖調控的影響 (續)

作者

(年代) 對象 運動介入方式 結果

Church 等 (2010)

控制組 41 名 有氧組 72 名 阻力組 76 名 有氧阻力組 12 名 年齡：約 55 歲

9 個月

有氧組：每週 150 分鐘、50%-80%

‧V

O2max、總能量消耗 12kcal/kg 阻力組：每週 3 次、全身阻力運動 有氧阻力組：有氧運動結合每週 2 次阻力運動、總能量消耗

10kcal/kg

HbA1c：有氧阻力組＜控制組。

‧V

O2max：有氧阻力組＞控制組。

脂肪下降程度：有氧阻力組、阻力 組＞控制組。

Jorge 等 (2011)

控制組 12 名 有氧組 12 名 阻力組 12 名 有氧阻力組 12 名 年齡：53 ± 9 歲

有氧組：12 週、每週 3 天、每次 60 分鐘乳酸閾值強度的腳踏車 阻力組：12 週、每週 3 天、每次 60 分鐘 7 組大肌肉動作循環 有氧阻力組：12 週、每週 3 天、

每次 60 分鐘 1/2 量有氧阻力運動

四組的血壓、血脂、空腹血糖、餐 後葡萄糖及 hs-CRP 均顯著下降，

且無組間差異。

阻力組與有氧阻力組的 IRS–1 分別 提升 65%和 95%。

Karstoft 等 (2013)

控制組 8 名 年齡：57 ± 3 歲 持續走組 12 名 年齡：60 ± 2 歲 間歇走組 12 名 年齡：57 ± 2 歲

4 個月、每週 5 天、每次 60 分鐘 55% EER 的持續走或 70% EER 的 間歇走

『運動訓練後』

間歇走組：身體質量指數、腰臀圍 比、CGM、空腹胰島素均顯著下 降，V‧

O_2max 顯著提升。

持續走組：無改變。

控制組：空腹胰島素、CGM 顯著上 升。

‧V

O_2max：間歇走組＞持續走組。

身體質量指數、腰臀圍比、脂肪量、

內臟脂肪：間歇走組＜持續走組。

Vancea 等 (2009)

控制組 17 名 年齡：55 ± 6 歲 E3 組 14 名 年齡：57 ± 5 歲 E5 組 9 名 年齡：58 ± 6 歲

E3 組：20 週、每週 3 天、每次 30 分鐘 70% HR_max的走路運動 E5 組：20 週、每週 5 天、每次 30 分鐘 70% HR_max的走路運動

E3 組身體質量指數與體脂肪顯著 下降；E5 組身體質量指數、腹圍及 體脂肪顯著下降，而三組的 HbA_1c 則無差異。

Yokoyama 等 (2004)

運動組 29 名 年齡：53 ± 13 歲 營養組 11 名 年齡：56 ± 11 歲

運動組：3 週、每週 5 天、每次 40 分鐘 50.6 ± 8.6% HRmax 的腳踏車 +每天走一萬步

營養組：每天攝取 25-30 kcal/kg 的能量

運動組 HbA_1c (%)、空腹血糖與 HOMA-IR均顯著下降；營養組僅空 腹血糖明顯下降。

註：V‧

O_2max：最大攝氧量 (maximum oxygen uptake)；HR_max：最大心跳率 (maximal heart rate)；LDL：低

密度脂蛋白 (low-density lipoprotein)；HDL：高密度脂蛋白 (high-density lipoprotein)；E3：每週運動3天；

E5：每週運動5天；EER：能量消耗率 (energy expenditure rate)；CGM：連續血糖監測 (continuous glucose monitoring) ； IRS-1 ： 胰 島 素 接 受 器 -1 (insulin receptor substrate -1) ；HbA_1c： 糖 化 血 色 素 (glycated hemoglobin)；HOMA-IR：胰島素抗性指數 (homeostatic model assessment-insulin resistance index)；hs-CRP：

高敏感度C-反應蛋白 (high sensitivity C-reactive protein)。

第三節 咖啡因對葡萄糖代謝之影響路徑

咖啡因 (caffeine) 是一種含氮生物鹼，屬三甲基黃嘌呤 (C8H10N4O2)，於日常生 活飲食與成藥中相當普遍，咖啡因易於被人體腸胃吸收進入血液當中，約 30-60 分鐘後 體內濃度可達最高，半衰期時間約為 3-5 小時 (Whitsett, Manion, & Christensen, 1984)，

將會逐漸被肝臟代謝排出體外。咖啡因對人體產生之生理反應的影響層面廣泛，本章著 重在咖啡因對葡萄糖代謝影響之可能機制進行探討。

咖啡因的分子結構和腺苷酸相似，干擾原先腺苷酸與細胞膜上受器結合之作用，取 代腺苷酸與神經元上的腺苷受體 (adenosine receptor) 結合，使腺苷酸無法發揮抑制神經 傳遞物質釋放之作用，進而促使中樞神經系統 (central nervous system, CNS) 產生興奮 (Sinclair & Geiger, 2000)，咖啡因除興奮中樞神經系統，活化神經細胞之外，同時抑制磷 酸二酯酶 (phosphodiesterase, PDE) 的活性、增加細胞內鈣離子的濃度，進而導致表皮 血管收縮，提升血壓、心跳等生理徵狀 (Mahmud & Feely, 2001; Waring, Goudsmit, Marwick, Webb, & Maxwell, 2003)，儘管如此，有研究報告指出長期性飲用咖啡有益於 預防與治療糖尿病 (Wedick et al., 2011; van Dam & Hu, 2005)。另一方面，咖啡因增加兒 茶酚胺 (catecholamine) 的分泌，兒茶酚胺包含正腎上腺素、腎上腺素及多巴胺，其中 腎上腺素為神經元中的神經傳導物質，可調節肌肉、肝臟及脂肪組織中能量代謝，影響 體內葡萄糖恆定現象 (Zaharieva & Riddell, 2013)。

咖啡因刺激腎上腺素分泌的作用會促使肝臟細胞內儲存的肝糖分解為葡萄糖釋放 於血液中；在肌肉中，腎上腺素會誘發一系列的串聯反應，催化肌肉中的磷酸化酶激酶 (phosphorylase kinase)，進而使肌肝糖轉化為葡萄糖釋出；脂肪組織中，腎上腺素促使 ATP 分解形成 cAMP，使細胞內 cAMP 向上調節 (Dodd et al., 1993)；此外，咖啡因同

時抑制 PDE 的活性，PDE 一旦受咖啡因抑制，將增加細胞內 cAMP 濃度，活化脂肪 酶 (lipase)、促進脂解作用 (lipolysis)，使 TG 分離出甘油 (glycerol) 和 FFA，降低肌 肉對葡萄糖的利用 (Wing & Robinson, 1968)，由此可見，咖啡因可能透過刺激腎上腺素 的分泌來影響血糖 (圖 2-2)。

圖 2- 2 咖啡因對人體葡萄糖代謝可能影響路徑

註：↑：向上調節；↓：向下調節；虛線：可能影響路徑。

另外，在動物實驗中發現，咖啡因為腺苷酸之拮抗劑，可能阻斷胰島素刺激 PI3K 活化的路徑，影響胰島素傳遞路徑，導致葡萄糖運送受到抑制，降低胰島素促進葡萄糖 進入肝臟組織或肌肉的作用 (Kolnes et al., 2010)；但亦有持相反結果之研究，Jensen, Rose, Hellsten, Wojtaszewski, & Richter (2007) 認為攝取咖啡因後會使骨骼肌內脂肪酸 代謝路徑的 AMPK 產生磷酸化現象，活化 AMPK 以增加葡萄糖的吸收率，其中可能 主要是透過活化 AMPK 異構體 1 (AMPK-α1) 來提升葡萄糖運送作用 (Egawa et al., 2011)。目前動物實驗結果無法明確得知咖啡因在葡萄糖代謝上的影響。

雖然咖啡因被定義為是一項「運動增補劑」，研究證實可提升無氧及有氧運動表現，

但同時也影響體內葡萄糖代謝等作用，其中可能與咖啡因促進腎上腺素的分泌有關，而 目前影響葡萄糖代謝的相關生理機制仍還有許多未明之處，有待進一步釐清。

第四節 咖啡因攝取對血糖調控的影響

於人體實驗中發現，健康者攝取咖啡因後會降低胰島素敏感度及葡萄糖耐受度 (Beaudoin, Allen, Mazzetti, Sullivan, & Graham, 2013; Keijzers et al., 2002) (表 2-5)；此外，

咖啡因對胰島素敏感度之作用會受到劑量反應 (dose-dependent) 的影響，過去研究指出 咖啡因劑量與葡萄糖、胰島素及 C-peptide 曲線下面積 (area under curve, AUC) 呈線性 關係，顯示咖啡因劑量越高，胰島素敏感度越差 (Beaudoin et al., 2013)，但劑量反應可 能 與血糖調控能力的個 別差異有關 (Vega-López, Ausman, Griffith, & Lichtenstein, 2007)。

表 2-5 咖啡因攝取對健康者血糖調控的影響

作者 (年代) 對象 咖啡因劑量 主要結果

Beaudoin 等 (2013)

12 名男性

12 名女性 1,3,5 mg/kg

glucose AUC↑、insulin AUC↑、

C-peptide AUC↑、insulin sensitivity↓

Graham 等 (2001)

18 名男性 5mg/kg OGTT 測驗：glucose AUC↑、serum insulin↑

Greer 等 (2001)

9 名男性 5mg/kg

glucose disposal↓、plasma insulin↑

glucose uptake↓

Keijzers 等 (2002)

5 名男性

6 名女性 3mg/kg glucose−、insulin sensitivity↓、FFAs↑、

plasma epinephrine↑

註：AUC：曲線下面積 (area under curve)；OGTT：口服葡萄糖耐受度測驗 (oral glucose tolerance test)；

FFAs：游離脂肪酸 (free fatty acids)；↑：顯著上升；↓：顯著下降；−：無顯著差異。

探討 T2D 患者咖啡因攝取對血糖調控的影響，研究結果亦一致顯示，咖啡因攝取 會顯著增加血液葡萄糖、胰島素濃度、降低胰島素敏感度 (表 2-6)。特別值得一提的是，

Lane, Feinglos 與 Surwit (2008) 研究發現 T2D 病患即使平時有飲用咖啡的習慣，於攝 取 500mg (相當於 4 杯 8-oz 咖啡) 咖啡因後，整日之血糖平均值及餐後 3 小時的血糖濃 度均顯著高於安慰劑試驗，作者認為日常攝取咖啡因反覆提升血糖的現象可能會增加糖 尿病併發症的風險。

根據實驗設計觀察咖啡因對人體血糖調控之文獻，Lane, Barkauskas, Surwit 與

Feinglos (2004) 及 Lane, Hwang, Feinglos 與 Surwit (2007) 的研究分別以 375mg 及 250mg 絕對劑量之咖啡因攝取，其他研究結果則依研究參與者體重換算之相對劑量 (1~5 mg/kg) 進行攝取，結果發現對健康者及 T2D 患者而言，研究皆一致顯示咖啡因 攝取顯然產生葡萄糖不耐反應及不利醣類代謝相關指標，影響體內血糖恆定作用。其中 Beaudoin 等研究使用 1,3,5 mg/kg 咖啡因攝取劑量，除了指出咖啡因對胰島素敏感度之 影響會產生劑量反應之外，較低之咖啡因攝取量 (1mg/kg) 亦引起體內胰島素敏感度不 佳反應。

表 2-6 咖啡因攝取對第二類型糖尿病患者血糖調控的影響

作者 (年代) 對象 咖啡因劑量 主要結果

Lane 等 (2004)

11 名男性

3 名女性 375mg

MMTT 測驗：glucose↑、insulin↑、

glucose AUC↑、insulin AUC↑

Lane 等 (2007)

9 名男性

11 名女性 250mg

MMTT 測驗：glucose↑、insulin↑

glucose AUC↑、insulin AUC↑

Robinson 等 (2004)

12 名男性 5mg/kg

OGTT 測驗： glucose↑、insulin↑、C-peptide↑、

glucose AUC↑、insulin AUC↑、

insulin sensitivity↓

註：AUC：曲線下面積 (area under curve)；MMTT：混合餐耐受度試驗 (mixed meal tolerance test)；OGTT：

口服葡萄糖耐受度測驗 (oral glucose tolerance test)；↑：顯著上升；↓：顯著下降。

但由於 Southward, Rutherfurd-Markwick 與 Ali (2018) 綜合相關咖啡因對耐力運動 表現影響之文獻，提出促進耐力運動表現建議劑量為每公斤體重 3-6 毫克，因此，血糖 異常者若希望藉由攝取咖啡因提升運動表現或平時有飲用咖啡的習慣，建議應留意咖啡 因攝取劑量，避免過高劑量造成血糖控制不良現象。

第五節 本章總結

綜觀上述文獻，歸納出以下幾點：

一、 「糖尿病前期」為第二類型糖尿病的高風險族群，此階段血糖值介於正常值與糖尿 病診斷的標準值之間，此時可能已出現周邊組織胰島素敏感度不佳、分泌減少或是 阻抗現象，其透過改變生活型態，從飲食、體重控制及規律運動著手，有助於預防 或降低罹患糖尿病的風險。

二、 對糖尿病前期與第二類型糖尿病患者而言，運動提升胰島素敏感度以及降低阻抗現 象可能與活化 AMPK 非胰島素訊息傳遞路徑有關，而有氧運動對血糖調控帶來之 正面效果受運動強度、時間、頻率、型態之運動劑量及運動時的能量恆定狀態有關，

運動強度介於最大攝氧量 60% -75%、持續 30-60 分鐘、高頻率的有氧運動，以及 有氧搭配阻力、高強度間歇的運動型態，皆對改善血糖、胰島素阻抗與敏感度有正 面效益。

三、 咖啡因已被證實會參與體內葡萄糖代謝作用，但其調節機制仍有許多尚待釐清之 處；目前研究指出攝取咖啡因會刺激腎上腺素分泌的作用，可能影響健康族群與第 二類型糖尿病患者血糖的控制，不利於血糖恆定，不過咖啡因攝取對糖尿病前期者 血糖調控之影響，目前尚無相關研究可以佐證。

第參章 研究方法與步驟

本章分為以下幾部分說明：第一節，研究參與者；第二節，實驗時間與地點；第三 節，實驗流程；第四節，實驗方法與步驟；第五節，資料處理。

第一節 研究參與者

本研究參與者為 12 名自願參加之糖尿病前期男性 (年齡介於 30-55 歲)，研究參與 者皆頇符合以下條件：(一) 符合空腹血糖異常 (禁食 8 小時空腹血糖 100~125 mg/dl) 或 葡萄糖耐受度異常 (OGTT 75g 2 小時後血糖 140~199 mg/dl) 診斷標準、(二) 無規律運 動習慣 (未達每週至少運動 3 次、每次至少 30 分鐘、運動強度心跳達 130 下，並且持 續 3 個月)、(三) 無心臟病或其他心血管病史、(四) 無飲用咖啡習慣 (每週咖啡因攝取<

200mg)、(五) 無對咖啡因過敏 (如心悸、暈眩、噁心等咖啡因副作用)、(六) 無抽菸、

酗酒之習慣、(七) 無運動傷害或被醫師告知不可從事激烈運動、(八) 無使用增補劑或 維他命、(九) 無服用處方藥或其他成藥。本研究以文宣、網路平台或口頭等方式進行招 募，當招募對象有興趣進一步了解時，採電話或電子郵件方式與之聯繫，同時約定上午 時段、於師大公館校區運動生理學實驗室進行更詳細的說明，並請之空腹 10 小時以上 前往，利於空腹血糖值檢測。研究者會統一於運動生理學實驗室對招募對象說明本研究 目的、方法等知情同意書內完整內容，如有意願參與實驗之對象則進行空腹血糖值檢測 與 OGTT2h 測驗，如符合糖尿病前期診斷標準，則接續填寫「研究參與者身體活動調 查問卷」 (附錄一) 與研究參與者知情同意書一式兩份 (附錄二)，方正式成為本研究之 參與者。本研究經國立臺灣師範大學研究倫理審查委員會審查核可 (案件編號：

202011HM020)。

第二節 實驗時間與地點

一、 實驗時間：民國 110 年 2 月至 4 月

二、 實驗地點：國立臺灣師範大學公館校區運動生理學實驗室

第三節 實驗流程

首先，本研究於招募階段，有意願之參與者必頇歷經 10 小時以上的空腹，接著進 行空腹血糖值檢測及 75g OGTT 測驗，並於服用糖水後 30、60、90 及 120 分鐘再次採 血檢測血糖，若空腹血糖值介於 100~125 mg/dl (IFG) 或 OGTT 2 小時後血糖值於 140∼199 mg/dl (IGT) 之間，符合糖尿病前期診斷標準之一，即正式成為參與者。本研 究總計 26 名有意願之參與者經篩選後，排除不符合篩選條件 14 名、最後納入 12 名糖 尿病前期者。研究中每位研究參與者將共參與三次的測驗實驗，次與次之間至少間隔七 天。第一次為預備實驗，主要讓研究參與者熟悉實驗流程和器材、量測體重並於跑步機 上進行最大攝氧量測驗；接著後兩次實驗處理採雙盲、重複量數且平衡次序原則操作，

包括咖啡因攝取與安慰劑兩種處理 (圖 3-1)。為排除實驗結果受生理日夜節律變化的影 響，兩處理皆在實驗日的相同時段 (上午 8-12 點) 進行 (圖 3-2)；此外，同意加入本研 究之參與者於招募日開始至實驗結束期間，除研究中攝取之咖啡因劑量外，不得再食用 其他含咖啡因食品，同時於實驗前 48 小時避免激烈運動。

圖 3- 2 實驗處理操作流程圖 圖 3- 1 實驗程序圖

第四節 實驗方法與步驟

以下就本研究之一、預備實驗；二、實驗處理；三、資料收集；四、實驗可能產生 之副作用、危險及處理方式進行敘述。

一、 預備實驗 (一) 量測體重

本研究之咖啡因劑量是依據研究參與者每公斤體重 3 毫克的相對劑量，因 此參與者需在最大攝氧量測驗前，量測體重方可做為個人咖啡因劑量計算的依 據。

(二) 最大攝氧量測驗

本研究之最大攝氧量測驗是採修正式 Bruce V‧

O2max 測驗流程 (modified Bruce treadmill protocol) (附錄三)，一開始先以自身設定速度進行 3 分鐘熱身，

之後每 3 分鐘漸增強度，直至衰竭為止。全程以 Vmax29 氣體分析儀 (Sensor Medics the Corp.,Yorba Linda, CA, USA) 進行氣體採集；同時以 Polar 心律錶 (Polar M430, Kempele, Finland) 監控心跳及詢問每三分鐘之最後 10 秒當下運 動自覺量表 (rating of perceived exertion, RPE) (Borg, 1970)。測驗過程中如已達 下列判讀基準四項中的其中三項、且自覺已無法持續運動，即達個人最大攝氧 量 (McConnell, 1988)。

1. 持續增加運動負荷但攝氧量數值增加＜2 ml/kg/min。

2. 心跳率已達預估最大心跳率之正負 10 下。公式= (220 –年齡) ± 10 3. 呼吸交換率 (respiratory exchange ratio, RER) 超過 1.1。

4. 運動自覺努力程度達 19 以上 (6-20 等級)。

二、 實驗處理

(一) 攝取處理：本研究攝取時間點為運動前 30 分鐘。咖啡因補充為於空膠囊中填 充研究參與者每公斤體重 3 毫克換算之相對咖啡因劑量的自製膠囊，另參考過 去咖啡因攝取探討第二類型糖尿病患者血糖變化之相關文獻，採以相同的內容

物葡萄糖粉 (dextrose) 為安慰劑 (Lane et al., 2004; Robinson et al., 2004)，並同 樣填充於空膠囊中的自製膠囊。本研究於製備補充膠囊時依據「食品安全衛生 管理法」及「食品良好衛生規範準則」進行材料準備與填充作業。前置作業時 先將環境清潔消毒、並於過程中配戴口罩及醫療手套、妥善存放相關內容物，

以避免製程遭受汙染。

1. 咖啡因廠牌：Sigma-Aldrich, Sydney, Australia。

2. 安慰劑廠牌：無水葡萄糖粉；順慶實業有限公司，高雄，臺灣。

3. 攝取劑量：咖啡因 (3 mg/kg)，並依衛生署建議成人每日攝取量 300 mg 以下 為宜，訂定本研究咖啡因攝取劑量上限為 300 mg；安慰劑 (無水葡萄糖粉：

3 mg/kg)。

4. 補充方式：以膠囊搭配 250 毫升的飲用水進行。

(二) 單次有氧運動

依預備實驗所測得之 V‧

O2max 數值，以迴歸方式換算 60% V‧

O2max 強度的 跑步速度，進行 30 分鐘水平坡度 (0%) 的跑步運動 (h/p cosmos mercury 4.0, Nussdorf -Traunstein, Germany) 。

三、 資料收集 (一) 血液採集

本研究以合格護理人員進行肘前靜脈留置針埋針，採血時間點為攝取前、

攝取後 30 分鐘/運動前、運動後立即與 OGTT 30、60、90 及 120 分鐘共七次，

每次採集 5ml 之血液，血糖以採集針管之全血隨即進行血糖機檢測分析，其 餘血液則置入血清紅管頭，以全血在 4000 rpm 轉速下離心 10 分鐘，接著取上 清液分裝後存至-80℃ 冰箱，於日後併送至檢驗所，以利後續胰島素、C-peptide 濃度分析。

1. 血糖：使用羅氏逸智血糖機進行全血分析 (Accu-Chek Instant,USA)，以葡萄 糖去氫酶測量原理檢測靜脈血 (測量範圍：10~600 mg/dl)。

2. 胰島素、C-peptide：使用 PerkinElmer Automatic GammaCounters 1470 Wizard

Series 以放射性同位素為標記物的免疫分析法 (radioimmunoassay, RIA) 測 定血清胰島素及血清 C-peptide 濃度 (參考區間：胰島素 4-16 μIU/mL；

C-peptide 1.06-3.53 ng/mL)。

(二) 口服葡萄糖耐受度測驗 (OGTT)

於招募篩選及運動後立即進行 OGTT 測驗，研究參與者需於 5 分鐘內飲 用完畢 75 克無水葡萄糖粉溶於 250 毫升水中的溶液，招募篩選階段於飲用完 畢後接受每 30 分鐘採血一次，至兩小時的血糖檢測；而運動恢復期則在飲用 前、飲用完畢後 30、60、90 及 120 分鐘接受採血，最後將五次採血所得血糖 值以梯形面積法 (trapezoid method) 計算曲線下面積 (AUC)，作為葡萄糖耐受 度依據。

第五節 資料處理

本研究所得數據以 SPSS 23.0 進行以下分析，顯著水準為 α = .05。

一、 以描述性統計方式將所得數據以平均數 (M) ± 標準差 (SD) 形式呈現。

二、 以重複量數二因子 (實驗處理 × 時間) 變異數分析 (ANOVA)，比較咖啡因處理與 安慰劑處理在攝取前、攝取後 30 分鐘/運動前、運動後立即及 OGTT 30、60、90 及 120 分鐘等不同時間所測得之依變項差異，以及分析兩次實驗處理之運動後 OGTT 0、30 、60、90 及 120 分鐘五次採血各點所得血糖與胰島素之曲線下面積的 差異；另以成對樣本 t 檢定比較兩處理之 OGTT 血糖與胰島素的總曲線下面積。

三、 若交互作用達顯著，則進一步進行單純主要效果考驗；若主要效果達顯著，則以 LSD 法進行事後比較。

第肆章 結果

本章節依實驗所測得之數據經統計處理與分析後，以下列各章節分別呈現：第一 節，研究參與者基本資料；第二節，不同實驗處理及葡萄糖耐受度測驗對血液葡萄糖濃 度的影響；第三節，不同實驗處理及葡萄糖耐受度測驗對血液胰島素濃度的影響；第四 節，不同實驗處理及葡萄糖耐受度測驗對血液 C-peptide 濃度的影響；第五節，

HOMA-IR 與 HOMA-β 指標之變化。

第一節 研究參與者基本資料

本研究以 12 名自願參與本實驗之糖尿病前期男性為研究對象，其中 8 名符合 IFG (禁食 8 小時空腹血糖 100~125 mg/dl) 、1 名 IGT (OGTT 75g 2 小時後血糖 140~199 mg/dl) 以及 3 名 IFG + IGT (禁食 8 小時空腹血糖 100~125 mg/dl 且 OGTT 75g 2 小時後血糖介 於 140~199 mg/dl)，其基本資料如表 4-1 所示。

表 4- 1 研究參與者基本資料 (N=12)

變項 (單位) 平均數 ± 標準差

年齡 (歲) 36 ± 6

身高 (公分) 175.6 ± 5.6

體重 (公斤) 74.4 ± 7.7

身體質量指數 (公斤/公尺²) 24.2 ± 2.9

體脂率 (%) 23.5 ± 5.5

腰臀圍比 0.9 ± 0.0

安靜心跳 (次/分鐘) 69.2 ± 6.3

空腹血糖值 (mg/dl) 103 ± 6

OGTT 2 小時血糖值 (mg/dl) 127 ± 29

最大攝氧量 (毫升/公斤/分鐘) 37.3 ± 4.3

60% 最大攝氧量跑步機速度 (公里/小時) 6.1 ± 0.8

第二節 不同實驗處理及葡萄糖耐受度測驗對血液葡萄糖濃度的影響

一、 血液葡萄糖濃度

本研究參與者兩次正式實驗 (咖啡因、安慰劑處理) 期間各採血七次，分別為攝取 前、攝取後 30 分鐘/運動前、運動後立即及 OGTT 30、60、90 及 120 分鐘。各點所測得 之葡萄糖濃度變化，經重複量數二因子變異數分析後，結果顯示處理因子與時間因子交 互作用未達顯著 (F=1.774, p=.118, ƞ²=.139)；分析主要效果，處理因子(F=15.690, p=.002,

ƞ

²=.588) 和時間因子 (F=37.821, p=.000, ƞ²=.775) 皆達顯著，經事後比較發現咖啡因處 理的平均葡萄糖濃度顯著高於安慰劑處理 (p＜.05)，而兩種處理之葡萄糖平均值於 OGTT 測驗後均顯著高於測驗前之時間點 (p＜.05)，如圖 4-1。

圖 4- 1 不同實驗處理中各時間點之血液葡萄糖濃度的變化

註：CE，咖啡因+運動；PE，安慰劑+運動。

* p＜.05，主要效果，處理間比較。

#p＜.05，主要效果，和 OGTT 測驗前 (pre60、pre30 及 post0) 之時間點比較。

二、 血液葡萄糖 AUC

本研究參與者兩次實驗期間分別於運動後立即進行葡萄糖耐受度測驗 (OGTT)，將 檢測過程中血糖值轉換為曲線下面積 (AUC)，以成對樣本 t 檢定分析 OGTT 之血糖值 的總曲線下面積，發現 CE 處理顯著高於 PE 處理 (t =3.339, p =.007 )，如圖 4-2。若 將各檢測時段之血糖值變化以重複量數二因子變異數進行分析，結果顯示處理因子與時 間因子的交互作用未達顯著 (F=1.099, p=.363, ƞ²=.091)，分析主要效果，處理因子 (F=11.148, p=.007, ƞ²=.503) 與時間因子 (F=17.488, p=.000, ƞ²=.614) 則達顯著差異，經 事後比較發現咖啡因處理的平均葡萄糖濃度顯著高於安慰劑處理 (p＜.05)，而兩種處理 之葡萄糖平均值於 OGTT 30-60 分鐘顯著高於測驗各時段 (p＜.05)，如圖 4-3。

圖 4- 2 血液葡萄糖於不同實驗處理中 OGTT 的總曲線下面積

註：CE，咖啡因+運動；PE，安慰劑+運動。

* p＜.05，處理間比較。

圖 4- 3 不同實驗處理 OGTT 各時段血液葡萄糖的曲線下面積

註：CE，咖啡因+運動；PE，安慰劑+運動。

* p＜.05，主要效果，處理間比較。

#p＜.05，主要效果，和 OGTT 測驗各時段比較。

第三節 不同實驗處理及葡萄糖耐受度測驗對血液胰島素濃度的影響

一、血液胰島素濃度

本研究參與者兩次實驗期間之胰島素濃度經重複量數二因子變異數分析後，結果指 出處理與時間因子的交互作用達顯著差異 (F=3.077,p=.010, ƞ²=.219) ，進一步分析單純 主要效果考驗發現，CE 處理在 OGTT 30 (165.36 ± 74.12 μIU/mL) 及 120 分鐘 (90.60 ± 58.36 μIU/mL) 胰島素顯著高於 PE (117.69 ± 68.42、61.76 ± 48.66 μIU/mL) 處理。時間 因子方面，CE 處理與 PE 處理之胰島素濃度於 OGTT 測驗後均顯著高於測驗前各時 間點 (p＜.05)，如圖 4-4。

圖 4- 4 不同實驗處理中各時間點之血液胰島素濃度的變化

註：CE，咖啡因+運動；PE，安慰劑+運動。

* p＜.05，單純主要效果，處理間比較。

#p＜.05，CE 和 OGTT 測驗前 (pre60、pre30 及 post0) 之時間點比較。

^p＜.05，PE 和 OGTT 測驗前 (pre60、pre30 及 post0) 之時間點比較。

二、血液胰島素 AUC

本研究參與者兩次實驗期間分別於運動後立即進行葡萄糖耐受度測驗 (OGTT)，將 檢測過程中胰島素濃度轉換為曲線下面積 (AUC)，以成對樣本 t 檢定分析 OGTT 之胰 島素的總曲線下面積，發現 CE 處理顯著高於 PE 處理 (t =3.143 , p =.009 )，如圖 4-5。

若將各檢測時段之胰島素濃度變化以重複量數二因子變異數進行分析，結果顯示處理因 子與時間因子的交互作用未達顯著 (F=1.192, p=.328, ƞ²=.098)，分析主要效果，處理因 子 (F=9.876, p=.009, ƞ²=.473) 與時間因子 (F=9.484, p=.000, ƞ²=.463) 則達顯著差異，經 事後比較發現咖啡因處理的平均胰島素濃度顯著高於安慰劑處理 (p＜.05)，而兩種處理 之胰島素平均濃度於 OGTT 30-60 及 60-90 分鐘顯著高於其餘時段 (p＜.05)，如圖 4-6。

圖 4- 5 血液胰島素於不同實驗處理中 OGTT 的總曲線下面積

註：CE，咖啡因+運動；PE，安慰劑+運動。

* p＜.05，處理間比較。

圖 4- 6 不同實驗處理 OGTT 各時段血液胰島素的曲線下面積

註：CE，咖啡因+運動；PE，安慰劑+運動。

* p＜.05，主要效果，處理間比較。

#p＜.05，主要效果，和 OGTT 0-30 及 90-120 分鐘時段比較。