第貳章 相關文獻探討
本章主要分為下列四大部分加以敘述：一、有關運動後過攝氧量之文 獻；二、有關運動強度與持續時間對 EPOC 影響之文獻；三、有關阻力運 動後過攝氧量之文獻；四、本章總結。
一、有關運動後過攝氧量之文獻
運動中，攝氧量(V•
O2)增加以維持運動中增加的能量需求。在運動後，
攝氧量並不會立即回到休息時的水準，反而會高於休息水準一段時間。因 此，Hill 等人 (1923) 年提出”氧債(oxygen debt)假說”。氧債假說認為運動 後較高的攝氧量是用來償還運動開始後氧不足(oxygen deficit)的現象，且將 氧債歸因於細胞組織移除乳酸時所需的氧氣。Margaria 等人 (1933) 再將氧 債的概念分為非乳酸性氧債(alactacid)與乳酸性氧債(lactacid)，前者是用來 恢復肌肉組織中的磷化物(creatine phosphate)，後者則用來氧化運動中所產 生的大量乳酸。
然而，氧債這個名詞所表示的內容與現今我們對運動後代謝的生化機 制的了解，有著很大的矛盾存在。運動後較高的攝氧量不僅有顯著的高於 氧債現象，而且長期運動訓練後的休息代謝率(RMR)增加的現象也不是簡單 的氧債概念所能說明。因此，Gasser 和 Brooks (1984) 提出”運動後過攝氧 量(excess post-exercise oxygen consumption)”的概念。在運動後的數分鐘內，
體內的能量供應物質即大致恢復，因此，EPOC 可能只維持 1 小時內的時 間，即回到休息時的攝氧量水準。但在長時間的激烈運動後，某些能量的 代謝物質的恢復時間(例如，肌肉肝醣的恢復)可能長達一兩天之久，所以 EPOC 可能會持續維持一段很長的時間才逐漸恢復到休息時的水準。Bahr (1992) 讓 12 位受試者進行 71~80 分鐘、69~78% V•
O2max 的非最大運動，
運動後發現運動對受試者 EPOC 的影響長達 12 個小時以上(圖一)。
0 20 40 60 80 100 120 140 160
0 2 4 6 8 10 12
Time after exercise(h)
EPOC (ml/min)
圖一 運動後 EPOC 之持續時間圖(修改自 Bahr，1992)
但是，影響運動後過攝氧量的機制，至今仍未被完全的了解。一般認為 由於運動中呼吸、循環系統的工作量大量的提升，因此，在運動後肺換氣 量、心跳率、體溫未能立即回到安靜的狀態下，而導致 V•
O2的提升（Brooks 等人, 1971）。然而，研究指出因為上述因素所產生運動後恢復期 V•
O2的增 加量小於 1 公升(Bahr, 1992)。這樣的結果與在研究中所得到 EPOC 的量相 去甚遠。因此，似乎其他的作用機制才是造成 EPOC 長時間持續的主要原 因。
二、有關運動強度與持續時間對 EPOC 影響之文獻
此外，參與不同強度和不同持續時間的運動對於 EPOC 的影響也有所 不同。許多研究一致發現在較低強度和較短持續時間的運動後，EPOC 僅 能維持很短的時間。Hagberg 等人 (1980) 讓受試者以 50%、65%和 80%
•V
O2max 的強度踩 5-20 分鐘的腳踏車，在運動後的 35 分鐘即沒發現 E POC 的存在。Freedman 等人 (1985) 讓受試者以換氣閾值(ventilatory threshold) 的強度在跑步機上進行 20-40 分鐘的跑步後發現，運動後 40 分鐘受試者 的 V•
O2即回到休息時的水準。Elliot 等人 (1988) 以 80% V•
O2max 的強度 進行 10-30 分鐘的腳踏車運動，運動後發現 EPOC 的持續時間低於 30 分 鐘。此外，在 Brehm 等人 (1986) 和 Maresh 等人 (1992) 的研究中都發現 短時間的運動，在運動後受試者 EPOC 的持續時間皆短於 1 個小時。因此，
由這些文獻可以發現運動持續時間似乎是 EPOC 持續時間長短的關鍵因 素。
Hermansen 等人 (1984) 讓一名男性受試者進行 80 分鐘、75% V•
O2max 高強度的腳踏車運動，運動後發現 12 小時的恢復，過程中 EPOC 的量為 48 公升，同時，在運動結束 24 小時後發現受試者的 V•
O2仍比安靜時的
•V
O2高出 5.9%。Mahlum 等人 (1986) 以八名受試者進行 30 分鐘、70%
•V
O2max 強度的腳踏車運動，發現在腳踏車運動 80 分鐘後的平均 EPOC 為 26 公升。Bahr (1992) 發現運動強度、運動持續時間和 EPOC 的量之間
有一個清楚的關係存在，Bahr 以 80 分鐘的固定運動持續時間進行不同強 度的運動後發現，低於 30% V•
O2max 強度的運動，並不會使恢復期的 V• O2 長時間的增加。但是若運動強度高於 50-60% V•
O2max，受試者的 EPOC 則 會持續數個小時之久。本研究同時發現運動強度與 EPOC 的量之間呈現一 個曲線的關係（圖二 a）。此外，若是以 70% V•
O2max 的固定運動強度進行 不同持續時間的運動，發現恢復期 EPOC 的量和運動持續時間之間有線性 的關係存在(圖二 b)。Sedlock 等人 (1989) 也以運動強度和持續時間對
(a) (b)
0 10 20 30 40 50 60
0 20 40 60 80
Exercise intensity(%)
EPOC(L)
0 5 10 15 20 25 30 35
0 20 40 60 80
Exercise duration (min)
EPOC(L)
圖二 EPOC 與運動強度和持續時間之關係圖(修改自 Bahr，1992) EPOC 的影響進行研究，在研究中以 50 和 75%的 V•
O2max 強度分別進行 30 和 60 分鐘的運動，研究發現運動強度可以影響 EPOC 的量和持續時間，而 運動持續時間只能影響 EPOC 的持續時間。Dawson 等人（1996）也進行類 似的研究，發現對於 EPOC 的量來說，運動強度要比運動持續時間來的更
重要，這個觀點也支持了 Sedlock 等人的研究結論。
許多研究也將運動期分段進行，發現將運動分段進行的 EPOC 顯著的 高於連續運動。Kaminsky 等人 (1990) 以女性受試者進行 70% V•
O2max 強 度的 50 分鐘連續跑步和兩組 25 分鐘的分段跑步，發現分段跑步後的 EPOC 比連續跑步後的 EPOC 多出了 1.7 公升。Almuzaini 等人 (1998) 進行 70%
•V
O2max 強度的 30 分鐘連續腳踏車運動和兩組 15 分鐘的分段腳踏車運動，
發現分段運動組的 EPOC 為 7.4 公升，而連續運動組則為 5.3 公升。因此，
由文獻的資料可以發現分段運動的 EPOC 顯著高於連續運動。然而，雖然 分段運動有較高的 EPOC，但是將文獻中 EPOC 的差異換算為能量消耗(卡 路里)後發現分段和連續運動的差異很小。因此，以分段運動來增加能量消 耗的效果可能還需要更近一步的討論。
三、有關阻力運動後過攝氧量之文獻
(一)阻力運動和有氧運動後 EPOC 的探討
以健康的觀點來說，低強度、長時間的有氧運動可以增加氧氣的利用 進而增加能量消耗。美國運動醫學會(ACSM)也倡導大眾應該進行每週 2-3 次、每次 20-60 分鐘的中等強度有氧運動來維持或促進身體的心肺適能。以 能量消耗的觀點來說，運動的能量消耗包括了運動中的能量消耗和運動後 恢復期的能量消耗。許多的研究(Sedlock 等人, 1989；Bahr 等人, 1987；Brehm
等人, 1986)認為穩定狀態的有氧運動，對於 EPOC 的量和持續時間來說，運 動強度要比運動持續時間來的更重要。此外，Tremblay 等人 (1990) 發現高 強度的間歇運動在恢復期的脂質氧化量比穩定狀態的有氧運動多。
然而，阻力運動在本質上也被認為是一種間歇運動，因此，阻力運動 在恢復期可能會有持續較久的 EPOC 和氧化較多的脂肪。Elliot 等人 (1992) 讓受試者進行 40 分鐘、80%最大心跳率的腳踏車運動、循環阻力運動(4 組、
8 個動作、50%1RM 的強度進行 15 次反覆)和激烈的阻力運動(3 組、八個動 作、80-90%1RM 的強度進行到衰竭)，研究發現激烈阻力運動後產生 EPOC 的量最多，但是這個研究的每種運動型式的作功量並不清楚。
此外，Burleson 等人 (1998) 讓受試者進行循環阻力運動(2 組、8 個動 作、60%1RM 的強度進行 8~12 次反覆)和 27 分鐘、45% V•
O2max 強度的跑 步運動。在這個研究中，先進行阻力運動，再以阻力運動中的平均 V•
O2作 為判定跑步機強度的指標。研究發現阻力運動後前 30 分鐘的 EPOC 高於跑 步運動，但是在接下來的 60 和 90 分鐘則沒有顯著的差異。雖然本研究中 兩種運動時的 V•
O2總量相等，但是阻力運動的強度比起有氧運動仍然較 高，因此，似乎可以解釋為什麼進行阻力運動後有較高的 EPOC。由文獻的 資料可以發現阻力運動後的 EPOC 有顯著高於有氧運動的現象，然而要將 阻力運動和有氧運動的作功，很精確的量化來同時比較是有困難的，因此，
是否阻力運動的 EPOC 真的高於相同作功量的有氧運動，這點或許還需要
進一步深入的探討。
(二)不同強度的阻力運動後 EPOC 的探討
先前的文獻探討中提到在穩定狀態的有氧運動中，運動的強度對於
EPOC 的量和持續時間有顯著的影響。那麼阻力運動的強度對於 EPOC 的量 和持續時間的影響是如何值得進一步的探討。Williamson 等人 (1997) 和
Dolezal 等人 (2000) 發現進行高強度阻力運動後的 RMR，在運動後 48 小 時仍然有偏高的現象。這些研究的作者認為這個現象是由於阻力運動體內 大量蛋白質轉換為肌肉組織和肌肉組織進行修復的過程所造成。然而，
Melby 等人 (1992) 讓受試者進行中強度的阻力運動(3 組、7 個動作、12RM 的強度進行 10 次反覆)，運動後發現 EPOC 的量為 4 公升，且 EPOC 的持 續時間短於一小時。Binzen (2001) 讓女性受試者進行相似強度的阻力運動
(3 組、10 個動作、10RM 的強度進行 10 次反覆)，運動後發現 EPOC 的持 續時間短於兩小時。因此，由文獻的資料可以發現阻力運動的強度和 EPOC 的持續時間有明顯的關聯。
Murphy 等人 (1992) 比較兩種不同型式的阻力運動後的 EPOC，分別 是傳統阻力運動(3 組、6 個動作、80%1RM 的強度進行到衰竭、每組休息 時間為 2 分鐘)和循環阻力運動(3 組、6 個動作、50%1RM 的強度進行 10-12 次反覆、每組休息時間為 30 秒)，研究中兩種阻力運動的作功量相似，但是 傳統阻力運動的強度較循環阻力運動高。研究發現傳統阻力運動和循環阻
力運動後的 EPOC 分別為 4.9 公升和 2.7 公升。Olds 等人 (1993) 比較高低 不同強度(75%1RM 的強度進行 12 次反覆和 60%1RM 的強度進行 15 次反覆) 的阻力運動，研究發現兩種不同強度的阻力運動後 EPOC 的量並沒有差異。
然而，這個研究中兩個強度的範圍太狹窄，可能因此無法引起顯著的差異。
此外，Thornton 等人 (2002) 讓受試者進行高強度(2 組、9 個動作、
85%1RM 的強度進行 8 次反覆、每組休息時間為 2 分鐘)和低強度(2 組、9 個動作、45%1RM 的強度進行 15 次反覆、每組休息時間為 2 分鐘)的阻力 運動，兩種不同強度阻力運動的作功量相似，在運動後分別測量 0-20 分鐘、
45-60 分鐘和 105-120 分鐘的 V•
O2 ，發現高強度阻力運動後，每一階段中 EPOC 的量皆高於低強度阻力運動。因此，由文獻的資料可以發現阻力運動 後 EPOC 的量受很多因素的影響，例如：運動強度、組數、反覆次數和每 組間休息時間的長短。雖然，高強度阻力運動的似乎要比低強度阻力運動 更能引起長時間的 EPOC，但是受限於文獻資料的不足，因此，仍然需要更 多的研究來說明阻力運動強度和持續時間對 EPOC 的量和持續時間的影響。
四、本章總結
綜合上列文獻所述，可以歸納呈下列幾點：
(一) 有氧運動的運動強度可以影響 EPOC 的量和持續時間，而運動持續時 間只能影響 EPOC 的持續時間。研究顯示運動強度超過 50% V•
O2max
時，EPOC 才會產生長時間持續的效果。
(二) 由文獻的資料可以發現阻力運動後的 EPOC 有顯著高於有氧運動的現 象，然而要將阻力運動和有氧運動的作功，很精確的量化來同時比較 是有困難的，因此，是否阻力運動的 EPOC 真的高於相同作功量的有 氧運動，這點或許還需要進一步深入的探討。
(三) 對於阻力運動來說，運動強度、持續時間與 EPOC 的關係仍然不清楚。
雖然中高強度的阻力運動似乎要比低強度阻力運動更能引起長時間 的 EPOC。但是受限於文獻資料的不足，因此，仍然需要更多的研究 來說明阻力運動強度和持續時間對 EPOC 的量和持續時間的影響。
