第肆章 結果與討論
第一節 結 果
(一) 運動強度
啦啦隊訓練運動強度記錄表(如附錄四)。
本 研 究 啦 啦 隊 訓 練 運 動 強 度 以 個 人 心 跳 率 來 看 最 低 平 均 為 67.89±3.66 次/分鐘,最高平均為 203.89±9.37 次/分鐘,全程運動強度 總 平 均 達 到 156.21±6.31 次 / 分 鐘 , 約 為 預 估 個 人 最 大 心 跳 率 的 78.11%。全程運動強度直條圖(如圖 4-1)。
圖 4-1 啦啦隊訓練全程運動強度直條圖
(二) CK 指標在實驗前、後的差異比較
兩組受試者 CK 指標在實驗前、後的差異(如表 4-1)。實驗組後測 有低於前測的現象,但其間差異以相依樣本 t-test 分析,並未達顯著 水準 (t=1.145,P>0.05)。對照組前測與後測間的差異以相依樣本 t-test 分析,亦未達顯著水準(t=0.018,P>0.05)。結果顯示:啦啦隊運動員 的 CK 指標在實驗前後的差異並不明顯。說明實施啦啦隊運動訓練對 於啦啦隊運動員的 CK 不具負面影響。
0 50 100 150 200 250
10min 20min 30min 40min 50min 60min 70min 80min 90min
表4-1、兩組受試者各指標在實驗前、後的差異比較
指標 組別 前測 後測 t-test p 值 顯著性 實驗組 149.67±103.90 116.60±40.42 1.145 0.271 N.S.
CK
(U/L) 對照組 145.43±37.57 145.29±53.09 0.018 0.986 N.S.
實驗組 188.07±25.09 160.47±29.34 2.880 0.012 * LDH
(U/L) 對照組 177.51±33.20 167.57±34.24 1.461 0.168 N.S.
實驗組 1287.94±174.61 1461.78±233.29 -5.045 0.000 **
SOD
(U/gHb) 對照組 1316.14±301.88 1278.00±256.40 0.467 0.649 N.S.
實驗組 64.55±15.91 65.21±14.83 -0.367 0.719 N.S.
GPX
(U/gHb) 對照組 80.53±27.14 80.64±24.80 -0.010 0.992 N.S.
實驗組 0.434±0.047 0.379±0.080 3.165 0.007 **
MDA
(uM) 對照組 0.411±0.059 0.381±0.057 1.355 0.198 N.S.
P>0.01**;P>0.05*
(三) LDH 指標在實驗前、後的差異比較
兩組受試者 LDH 指標在實驗前、後的差異(如表 4-1)。實驗組前 測與後測間的差異以相依樣本 t-test 分析,達顯著水準(t=2.880,
P<0.05)。對照組前測與後測間的差異以相依樣本 t-test 分析,並未達 顯著水準 (t=1.461,P>0.05)。結果顯示:啦啦隊運動員的 LDH 指標 在實驗後較實驗前明顯降低。說明實施啦啦隊運動訓練對於降低啦啦 隊運動員的 LDH 具正面的意義。
(四) SOD 指標在實驗前、後的差異比較
兩組受試者 SOD 指標在實驗前、後的差異(如表 4-1)。實驗組前 測與後測間的差異以相依樣本 t-test 分析,達極顯著水準(t=-5.045,
P<0.01)。對照組前測與後測間的差異以相依樣本 t-test 分析,並未達 顯著水準 (t=0.467,P>0.05)。這顯示:啦啦隊運動員的 SOD 指標在
實驗後較實驗前明顯提高。說明實施啦啦隊運動訓練對於調高啦啦隊 運動員的 SOD 具正面的作用。
(五) GPX 指標在實驗前、後的差異比較
兩組受試者 GPX 指標在實驗前、後的差異(如表 4-1)。實驗組呈 現後測有略高於前測的現象,但其間差異以相依樣本 t-test 分析,並 未達顯著水準 (t=-0.367,P>0.05)。對照組前測與後測間的差異以相 依樣本 t-test 分析,亦未達顯著水準 (t=-0.010,P>0.05)。結果顯示:
啦啦隊運動員的 GPX 指標在實驗前後的差異並不明顯。說明實施啦 啦隊運動訓練對於啦啦隊運動員的 GPX 不具任何影響。
(六) MDA 指標在實驗前、後的差異比較
兩組受試者 MDA 指標在實驗前、後的差異(如表 4-1)。實驗組前 測與後測間的差異以相依樣本 t-test 分析,達極顯著水準(t=3.165,
P<0.01)。對照組前測與後測間的差異以相依樣本 t-test 分析,並未達 顯著水準 (t=1.355,P>0.05)。結果顯示:啦啦隊運動員的 MDA 指標 在實驗後較實驗前為低。說明實施啦啦隊運動訓練對於降低啦啦隊運 動員的 MDA 具一定程度的影響。
第二節 討 論
從生物化學觀點而言,自由基是具有不成對電子的化學單元,體 內自由基是相當活躍的分子,在身體內破壞力很大,許多因氧化壓力 所造成的疾病多與自由基有著很大的相關性。自由基所造成的疾病傷 害不勝枚舉,像是很多的慢性病,例如:癌、腦中風、心血管疾病等,
其他如:關節炎、痛風、神經萎縮、免疫系統等慢性疾病,都是源於
「自由基的作祟」導致。這些慢性疾病,都是由於身體長時期遭受過
多的自由基傷害,造成身體老化的現象,而這些症狀都不是一夕之間 就會發生的,都是經由時間的累積,漸漸造成更嚴重的傷害。但是,
人體中卻有一種非常微妙的保護機制,因為我們體內可以分泌抗氧化 酵素,這些酵素可以消除自由基對我們細胞的傷害。但是,隨著時間 的增長,人體在老化的過程中,很多的代謝效率會漸漸地變慢,如此 一來很多的激素分泌,或是酵素的產量也會全面的降低或是停止,這 些因素更會使得體內抗氧化功能下降,進而引起器官功能的退化,當 然人體中原本存在的保護機制便也大大的失效了。(劉吉豐,民 92)。
身體運動期間對能量需求的增加,特別在有氧的運動型式下,身 體活動組織對氧氣量的需求更高於安靜時。在活動期問身體的耗氧量 則可能增加到十至十五倍之多,不同周圍組織則有不同的耗氧量。運 動時所增加的氧被運送到身體組織,促進氧化作用,增進新陳代謝,
產生能量供給活動所需並避免乳酸的堆積。然而,有氧生物所賴以生 存的氧氣,卻相對也會產生毒性,對身體內部造成傷害 Halliwell (1989),身體在自然的代謝過程中,會有氧自由基的產生,在正常休 息的狀況下大約有 2-5 兆的氧會在電子轉換過程中產生過氧化物 Ernster (1986)。有文獻指出運動時,所增加的氧會對不同生物結構產 生影響 Sen (1994)。而更多的文獻指出,氧自由基會隨著耗氧量的增 加而遞增(Alessio & Goldfarb, 1988;Davies, Quintanilha, Brooks &
Brooks, 1982; Jenkins,1998;Kanter, 1993;Sojdin, Hellensten-Westin
& Apple, 1990)。
近幾年許多中外學者研究認為劇烈的強度運動或中高強度運 動 , 可 以 讓 人 體 內 產 生 大 量 自 由 基 (Vina, Gomez-Cabrea, Lloret, Marquez, Minana, & Pallordo, 2000;徐台閣、徐廣明、林明鉐、李建 明、林孝義、謝伸裕,民 88;林學宜、林培元、徐廣明、徐台閣,
民 89;陳德海,民 91)。
Dillard, Litov, Savin, Dumelin & Tappel (1978)更提出激烈運動會 引起身體組織脂質的氧化損傷。而氧自由基的產生,是由於體內的抗 氧化酶,無法及時消除過多的氧自由基,使得氧自由基產生連鎖反 應,進而對人體造成傷害(林天送,民 85)。在這過程中產生過氧化氫 (H2O2)、氫氧化物(OH-)等物質,其中以氫氧化物所造成的傷害性最 大,它能在極短暫的時間內和細胞膜上的不飽和脂肪酸結合,因而形 成脂質過氧化物(lipid peroxidation)。脂質過氧化物會使得細胞膜的結 構破壞,改變其通透性,使得細胞內的鉀離子外洩,鈉離子和水往細 胞內流入,導致細胞內外不平衡,最後使細胞破壞及功能喪失(Sjodin, 1990;Kanter, Lesmes, Neguin, Kaminsky, LaHam-Saeger & Nequin, 1988;Loviin, Cottle, Kavanagh & Belcastro, 1987;Maughan, Donnelly, Gleeson, Whiting, Walker & Clough, 1989)。林欣盈、許美智(民 88);
Jenkins (1988);Smith (1995)即指出,當體內自由基增加,氧化性壓 力也就增加,此時若抗氧化系統無法應付,氧化性傷害就會發生。
Meydani, Evans & Handelmam (1993)認為,這些代謝所產生的氧化反 應作用,可能導致組織的損傷。我們更可從最近的相關研究中得知,
激烈運動所引起的脂質過氧物對於腰酸背痛、疲勞及運動傷害,有著 密切的關係。
適量的氧自由基會被體內的防禦系統所排除,而轉變為無害的 水,排出體外。這些人體的防禦系統為:過氧化物歧化酶(superoxide -dismutase,SOD)、過氧化氫酶 (catalase,CAT)、谷胱甘肽過氧化物 酶 (glutathione peroxidase , GPX) 、 谷 胱 甘 肽 還 原 酶 (glutathione reductase,GRd)。大多文獻指出,以測量氧自由基的最終產物脂質過 氧 化 物 : 丙 二 醛 (malondialdehyde , MDA) , 或 過 氧 化 物 歧 化 酶
(superoxide dismutase,SOD)來做為判斷氧化壓力(oxidative stress)和脂 質過氧化作用後的指標 Alesslo (1993)。那麼啦啦隊運動訓練是否會 產生氧化壓力,造成過氧化的傷害呢?這是前人研究尚未涉及,為我 們所極需探討的課題。
本研究採用大專啦啦隊女子運動員 18 人為實驗組,以一般同齡 學生 14 人為對照組。探討啦啦隊組訓 12 週前、後人體的防禦系統中 做為判斷氧化壓力(oxidative stress)和脂質過氧化作用後的血液生化 指標等的變化,進而瞭解其對個體抗氧化能力的影響。
圖 4-2 運動強度目標區圖
(Chart based on A Basic Guide to Heart Rate Monitors by Les Knight, Ph.D. and Jack Groppel, Ph.D.)
結果發現:啦啦隊全程運動強度總平均達到 156.21±6.31 次/分 鐘,約為預估個人最大心跳率的 78.11%。參考(如圖 4-2)可知啦啦隊 訓練全程運動強度平均位於運動最佳效果區(65%~85%),係培養耐力 與一般體適能最適合的強度範圍。同時發現:啦啦隊運動員的 CK 指 標在實驗前後的差異並不明顯。說明實施啦啦隊運動訓練對於啦啦隊 運動員的 CK 不具負面影響。啦啦隊運動員的 LDH 指標在實驗後較 實驗前明顯降低。說明實施啦啦隊運動訓練對於降低啦啦隊運動員的 LDH 具正面的意義。啦啦隊運動員的 SOD 指標在實驗後較實驗前明 顯提高。說明實施啦啦隊運動訓練對於調高啦啦隊運動員的 SOD 具 正面的作用。啦啦隊運動員的 GPX 指標在實驗前後的差異並不明 顯。說明實施啦啦隊運動訓練對於啦啦隊運動員的 GPX 不具任何影 響。啦啦隊運動員的 MDA 指標在實驗後較實驗前明顯降低。說明實 施啦啦隊運動訓練對於降低啦啦隊運動員的 MDA 具正面的意義。
吳其芸(民 90)從事運動對於人體血液中脂質過氧化及抗氧化物 含量之影響。認為規律的運動可以增強體力、減輕精神壓力、增進心 臟血管的機能以及預防疾病的感染。但不當的劇烈運動會使身體產生 氧化壓力(oxidative stress),進而導致細胞受到傷害。身體中抗氧化的 能力也會隨著長期的運動訓練而有所改變。研究選擇了 21 位單次劇 烈運動 1∼2 小時,以及 31 位每週運動 2∼3 天,每次 1∼2 小時,為 期 12 週的大學生,收集其運動前後之血液,測定其血液中之脂質過 氧化產物—lipid hydroperoxide(簡稱 LOOH)以及谷胱甘肽過氧化物酶 (glutathione,簡稱 GSH)和總硫醇類分子(mercaptans,簡稱 RSH)之含 量,並測量超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,簡稱 SOD)的活性。
結果得知,無論在單次劇烈運動或是長期規律運動,其前後的脂質過 氧化物濃度(LOOH)並無明顯變化。同樣的,長期運動之後與短期運 動之後的脂質過氧化物濃度亦無顯著差異。但是發現:長期運動後的
SOD 活性顯著的比單次劇烈運動後來得高,顯示長期規律運動可能 會提高體內之抗氧化能力。
廖家祺(民 90)探討中等強度有氧舞蹈訓練對女性身體組成、血液 生化值及抗氧化能力之影響。實驗以二十九名健康女性(平均年齡 37.41±9.83yrs、身高 158.62±4.79cm、體重 55.4±5.74kg)為對象,分為 A 組(30 歲以下)、B 組(31 歲至 45 歲)、C 組(46 歲至 60 歲)等三組,
受試者每週進行二次,每次約六十分鐘,為期八週之有氧舞蹈訓練,
其運動強度介於 70%至 80% HRmax。受試者於訓練前、訓練四週後 及訓練八週後接受身體組成測量及抽血取樣分析,所得數據經相依樣 本 t 考驗,其實驗結果結果顯示:抗氧化能力部分:執行訓練四週後,
各變項皆無差異;而訓練八週後,超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化 物酶、丙二醛及硫巴比妥酸反應物皆達顯著差異,超氧化物歧化酶、
谷胱甘肽過氧化物酶的濃度顯著高於訓練前,而丙二醛及硫巴比妥酸 反應物則顯著下降。顯示中等強度的有氧訓練不會造成氧化壓力,且 持續八週的訓練才會增強抗氧化防禦能力。
以上研究顯示,長期規律從事中等強度的運動訓練不會造成氧化 壓力,且持續八週以上至十二週的訓練能夠增強個體抗氧化的能力。
此與本研究的結果基本上是一致的。
此外尚有學者從補充營養的角度對提昇體內抗氧化能力進行研 究。
杜姿慧(民 90)從事優秀年輕女性排球運動員的飲食攝取及其體 內抗氧化狀態與脂質過氧化之評估。認為良好的飲食攝取是決定運動 員運動表現與能力的關鍵,飲食攝取不適當及長期高強度的運動訓練
下,可能會引發體內氧化壓力的提高。研究以 16 名高中優秀女性排 球運動員,並以同年齡之非運動員為對照組,利用體位測量、飲食及 體能活動問卷、三天飲食紀錄、血液及尿液生化檢驗,以評估運動員 飲食攝取、體內抗氧化與脂質過氧化之狀態。體位結果顯示運動員身 高及體重皆顯著高於一般生,而體脂肪及三頭肌皮脂厚度則顯著較 低。分析春、冬兩季之平均每日飲食營養素攝取,發現運動員單位體 重熱量及蛋白質攝取顯著高於一般生,因運動員大量能量消耗,故此 為必然之現象。而從體重在兩季之間無顯著改變,推測其熱量攝取符 合個體所需。另外,兩組受試者在三大營養素方面皆有脂肪攝取過高 (約佔總熱量 33 %)及醣類攝取過低(約佔總熱量 54 %)之情況,且平均 維生素 E、B6、鈣、鐵及鋅攝取低於我國每日營養素攝取建議量表 (Recommended Daily Nutrient Allowance,RDNA 1993),建議量,顯示 其對食物選擇能力較差。分析運動員體內在休息狀態下之抗氧化狀 態,其血漿中 β-胡蘿蔔素及維生素 C 濃度與非運動員間無差異,而 全血中總麩胱、血漿中視網醇及維生素 E 濃度則顯著高於一般生,可 能因飲食攝取量較高及訓練產生向上調節所致。將其與參考正常範圍 相較發現,兩組受試者血漿中抗氧化物質濃度呈現正常偏低之現象。
紅血球中超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性、血漿中丙二醛 濃度及總抗氧化能力在兩者之間皆無差異,推測長期激烈運動訓練會 刺激運動員體內代謝系統產生適應現象,使其維持一恆定狀態。從飲 食攝取不適當及血漿中抗氧化物質偏低之現象,建議實施營養教育,
改善其飲食習慣與行為及體內營養素狀況,以期運動員能有更佳之運 動表現。
姚承義(民 91)探討抗氧化劑增補對激烈運動及魚油引發之氧化 壓力的影響。表示運動與魚油對生理具有相當的影響,特別是降低 TG 及 LDL-血脂質的部份,於學界及臨床上已具共識,但魚油富含多
元不飽和脂肪酸的特性及高強度運動容易造成細胞蒙受氧自由基攻 擊,可能導致氧化壓力升高;抗氧化劑對消除有害自由基有明顯效 果。研究以 33 位未曾接受過運動訓練之健康男性,依平衡次序分為 8 組:運動組、運魚組、運抗組、三合組、魚油組、抗氧組、魚抗組 及控制組。研究者操控運動、魚油及抗氧化劑,分別以單純或同時介 入之不同條件;運動者得接受 2 次近乎衰竭的間歇運動評估;魚油組 與抗氧化劑組,每日服用魚油 9 公克、500mg 維生素 C 及 400IU 維 生素 E 錠片並持續四週。運動前後均抽血檢驗:包含 TAA (total antioxidant ability) 、 SOD (superoxide dismutase) 、 t-GSH (total glutathione)、GSH-Px (glutathione peroxidase)、MDA (malondialdehyde) 等濃度或活性、維生素 C、E 及血脂質濃度。結論指出:單純一次衰 竭性激烈運動及單純服用魚油四週後,造成相當程度的氧化壓力,致 脂質過氧化壓力明顯昇高;且兩者同時介入具加成性;抗氧化系統亦 隨之部份調昇現象。單獨或併服抗氧化劑,對運動與魚油引致之氧化 性壓力,不具有消除的效益。
劉秀麗(民 91)以柔道選手為對象探討補充抗氧化營養素對運動 員體內抗氧化狀態之影響。研究之目的為探究長時間的運動訓練,是 否會令運動員承受較高之氧化壓力,並探討抗氧化營養素之補充,是 否能提高運動員受訓時期之抗氧化能力。運動員篩選自國立臺灣體育 學院柔道選手共 40 人(男:23 人,女:17 人),非運動員則篩選自中 山醫學大學同年齡群之非運動員 20 人(男:10 人,女:10 人)。實驗 一、研究結果顯示:就抗氧化物質而言,男、女性運動員血漿中維生 素 C 濃度皆顯著低於非運動員。在血中抗氧化酵素活性方面,男性 運動員血液中的 Superoxide dismutase (SOD) 的活性顯著高於男性非 運 動 員 。 以 血 漿 中 脂 質 過 氧 化 物 Thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS) 之濃度作為指標,男、女性運動員血漿中 TBARS
濃度皆顯著高於非運動員。實驗二、結果歸納出:運動員體內的氧化 壓力比非運動員高,且抗氧化狀態有較低的傾向,顯示長時間的運動 訓練會降低運動員的抗氧化能力;然於抗氧化營養素補充後,則可增 強運動員的抗氧化能力,降低其氧化壓力的產生。因此對於長期處於 運動訓練的運動員而言,抗氧化營養素的補充實有其必要性,研究支 持運動員應增加含抗氧化營養素食物的攝取,或藉由額外補充抗氧化 營養素錠片來提高體內抗氧化物濃度,以增強抗氧化能力,減少在運 動訓練中所產生的氧化壓力。
黃榮松(民 91) 從事阻力訓練與維生素 E 補充對男性血中抗氧化 酶、丙二醛、及肌酸激酶的影響。以 26 位大學男性自願擔任受試者,
經隨機抽樣分配至控制組(C 組)、阻力訓練組(R 組)及阻力訓練+維生 素 E 組(E 組)。阻力訓練以 8RM、10 個動作、三回合、每週三次訓 練。維生素 E 補充量為每天 400IU。受試者於訓練前(A 期)、一週訓 練完立即(B 期)、七週訓練完立即(C 期)及訓練結束後兩天(D 期)抽血 檢查 GSH、MDA 及 CK。結果指出:阻力訓練有助於上半身及下半 身肌力進步,而維生素 E 補充進步的情況有比較好的趨勢。無論短期 或是長期的阻力訓練都不致於使 GSH 改變,但在維生素 E 的補充下 有降低的作用。而 MDA 濃度顯示阻力訓練後不會有脂質過氧化的發 生。至於 CK 方面則於短期訓練後明顯較高,而長期訓練後則下降的 情形。
以上研究指出,長期的劇烈運動訓練會降低運動員的抗氧化能 力;然於抗氧化營養素補充後,則可增強運動員的抗氧化能力,降低 其氧化壓力的產生。本研究中的啦啦隊運動員在持續接受啦啦隊訓練 十二週期間並未特別在飲食營養上進行控制,運動員的抗氧化能力 亦未發現受到長期運動訓練的影響而降低,可能是該批受試者為護理
系科學生,平日對正確飲食營養認識較深入,營養攝取較為均衡全 面,不致因飲食攝取不適當及血漿中抗氧化物質偏低而導致其抗氧化 能力降低之現象。是否確如所述,有待再進一步研究探討。