高強度間歇訓練也稱為HIIT訓練,已經成為健身和醫學界廣為認知能改善心血管健康、呼吸耐力和代謝功能最有效手段之一。有許多的研究都表示,這項訓練方式能有助於短時間內大量消耗脂肪,及提高各項運動所許的體能狀態。
事實上,高強度間歇訓練能有效的改變體能狀態,這是因為這項訓練方式對身體的影響有以下這三個重要系統:
1.心血管健康和耐力
2.身體利用氧氣的能力
3.荷爾蒙平衡
但對於大多數的人來說,高強度間歇訓練是一種促進新陳代謝的方式,他能大量的消耗熱量及脂肪,並於訓練後幾天內都能持續這樣的模式。但除了消耗熱量及燃脂的好處之外,他還能為身體帶來哪6種好處呢?以下我們將仔細的說明,想了解高強度間歇訓練的你,千萬別錯過了!
1.改善2型糖尿病
2019年9月發表在《美國生理學雜誌-心臟和循環生理學》上的一項研究表示,採用阻力的間歇性訓練對於血液流動和血管擴張特別的有效率。研究人員針對17位受過耐力訓練的男性及糖尿病患者,在基線和高強度間歇訓練6週,並接受動態血液監測和多普勒超聲心動圖(spectral Dopplerechocardiography),當研究人員在訓練前和訓練後1小時及2小時測量血液流量時,發現患有2型糖尿病的患者,在每次的訓練後都有獲得改善,其餘訓練組也在訓練後1-2小時候也都出現改變。
2.促進新血管健康
有許多的研究都表明,高強度間歇訓練的方式比穩定固定的訓練頻率,能更有效的促進身體最大攝氧量及體能強度的提升。事實上,最大攝氧量被認為是些血管耐力好壞的最佳指標,這也是許多針對運動醫學研究最常使用的量測方式,用於顯示運動對於身體的影響及衡量身體利用氧氣獲取能量的最佳能力。
而由於高強度間歇訓練的耐力運動,會讓心臟肌肉變得更加強大,因此你能夠運用更短的時間快速的恢復身體,這也就是為何可以透過這項訓練,建立耐力以及體能的強化。
3.觸發運動後過攝氧量
高強度間歇訓練還會引發運動後過攝氧量(EPCO)的問題。這是由於高強度間歇訓練期間,身體會加速使用更多的氧氣,以彌補因為高強度訓練時身體氧氣不足的現象,訓練後的恢復期間也同樣會使用大量的氧氣,以促進身體內激素的活化、葡萄糖的儲存補充和修復肉組織的的能力。
引發運動後過攝氧量,除了提升身體運動更多的氧氣之外,它還會伴隨身體對於「燃料」或「能量」的需求增加,將體內的脂肪進行轉化,將游離脂肪酸(free fatty acid,FFA)釋放到血液之中;接著在訓練後的恢復階段,這些游離脂肪酸會被氧化,身體就會利用這些當作修復的能量來源,這也就是為何高強度間歇訓練能幫助身體消耗熱量及提升減脂效率的原因。
另外,還有一個好處就是新的 ATP(三磷酸腺苷)也會被合成,做為身體的燃料或能量來源,因此就能減少乳酸的堆積。在訓練的過程中,乳酸會透過血液進入腎臟、心臟肌肉和肝臟內;身體必須要增加氧氣才能將乳酸轉化回丙酮酸,這樣的好處就是能減緩身體因運動訓練造成的痠痛感,讓身體進入修復的狀態。
4.釋放肌肉生長激素
高強度間歇訓練還可以刺激肌肉生成激素,同時消耗卡路里和燃燒脂肪。在高強度間歇訓練的過程中,身體會產生一種被稱為類胰島素生長因子1(英語:Insulin-like growth factor 1,IGF-1)也被稱為生長調節素C(somatomedin C),是血液高濃度的營養調節因子,具有調節大部分生長賀爾蒙的功能。人體每個細胞幾乎都會受到IGF-1的影響,特別是肌肉、骨骼、肝臟、腎臟、神經組織、皮膚以及肺臟細胞。
5.延緩身體衰老
在2017年3月的一項研究報告中表明,高強度間歇訓練可以有效的幫助並阻止細胞老化外,還被證明有助於修復身體細胞損傷和恢復活力的功效。研究人員對年輕人和老年人,進行全面的代謝和分子表型分析,分成12週的有氧訓練(使用 HIIT)、阻力訓練(RT)、中等強度有氧加阻力訓練(CT)和12週久坐不動這4組,並在最後一輪運動後72小時進行量測。
最後發現,HIIT極大地改善了兩個年齡組的心肺健康、胰島素敏感性、線粒體呼吸和無脂肪質量 (FFM);RT改善了兩個年齡組的FFM和胰島素敏感性,而 CT的增益較小,這可能是由於訓練強度的差異。
6.幫助荷爾蒙的平衡
高強度間歇訓練除了能抗衰老之外,還有一個關鍵的好處是它可以幫助荷爾蒙平衡,這些導致體重增加和不健康飲食習慣的激素生成,包含有負責長期體重增加和短期飲食習慣的飢餓素(Ghrelin)、保持能量充足關鍵的瘦素(Leptin)及具有合成代謝的作用、能促進生長和增進肌肉發達的睪酮素(Testosterone) 從理論上講,高強度間歇訓練會對瘦素和睪酮素這兩種產生蹺蹺板效應,但它們同樣會促進理想的減肥效果。重點是,高強度間歇訓練所產生的瘦素,是否足夠抵銷睪酮素減緩瘦素釋放的能力?
根據發表在《內分泌》雜誌上的一項研究,答案是肯定的。顯然,高強度間歇訓練會造就一個非常獨特的環境,讓瘦素不受睪酮素提升的負面影響,因此你可以透過高強度間歇訓練,同時獲得兩個幫助瘦身的激素。
另外,根據2010年11月發表在《生理學雜誌》上的一項研究,說明空腹運動也被證明可以提高葡萄糖耐量和胰島素敏感性。這不僅有助於預防2型糖尿病和減輕體重外,而且已被證明可以抑制吃零食的慾望。
資料參考/NCBI、Cell Metabolism
責任編輯/David
研究顯示,平常有運動習慣的壯年人、年長者,只要一停止運動10天,大腦海馬迴等區域血流就會明顯減少;也有研究實證,運動能改善記憶力與其他思維能力,因此想要強化腦力,運動是一種投資報酬率相當高的方式。而想以最少的時間和努力,得到運動對大腦的最大好處,在接下來的日子,就把這三項重點納入你的運動計畫中:有意義(功能性)的動作、高強度間歇性訓練(HIIT),以及阻力訓練。
透過降低心理壓力,讓你睡得更好、表現更好當然很重要,不過要讓粒線體變得更強壯,你能採用的最佳方法,就是透過運動給予細胞一點壓力。我們很久以前就知道,運動能促進粒線體健康,但是我們還在研究運動和粒線體自噬(殺掉虛弱的粒線體)與粒線體生長之間,所有令人振奮的關連性。
運動是刺激一種叫做PGC-1α(peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-1 alpha,殖物啟動受體γ輔啟動因子1α)的重要蛋白質分泌最佳的方式之一。這種蛋白質可以調節新陳代謝和粒線體生長。(暴露在寒冷環境也會刺激PGC-1α分泌,這就是為什麼冷誘導產熱可以製造更多粒線體。)不過就像睡眠一樣,運動的質比量還重要,只是在跑步機上多運動幾分鐘是沒有用的,需要高強度間歇訓練(high-intensity interval training, HIIT)才能釋放這種蛋白質。我們稍後會討論更多高強度間歇訓練的好處。
你運動的時候,肌肉也會釋放一種叫做FNDC5(bronectin type III domain-containing protein 5,纖連蛋白III型結構域蛋白5,又稱鳶尾素)的蛋白質。這種蛋白質一部分會進到血液中,增加海馬迴中腦衍生神經滋長因子(BDNF)的量,海馬迴也是神經生成發生的地方。如你先前讀到的,BDNF是促進新神經元生長和分化的蛋白質,也是你體內神經生成活動中,最重要的成分之一。2008年,哈佛大學的教授約翰・瑞提(John J. Ratey)博士,首度將BDNF指為「大腦的奇蹟生長物質」。當研究人員在實驗室內提供BDNF給神經元時,這些神經元自動長出了新的樹突來輔助學習。它就是我成為生物駭客的最初目標之一,因為BDNF會促進神經生成、神經保護、神經再生、細胞存活、突觸可塑性,還有新記憶的形成與保存。
研究人員早就已經知道BDNF和運動之間的關係,但一直到2013年,他們才發現PGC-1α和BDNF之間的關係,原來增加PGC-1α也會提升FNDC5製造量,也就會引起BDNF更大量增加。新神經元和新粒線體的誕生之間有相關,這一點很合理,但是知道只要透過對所有人都很簡單又容易做的運動,就可以幫忙建立新的腦細胞以及提供腦細胞動力的粒線體,實在讓人讚嘆。
西北大學(Northwestern University)的研究人員也發現,另外一個運動和大腦活動間的關連,相當振奮人心。他們的研究顯示,運動可以降低骨型態發生蛋白(bone-morphogenetic protein, BMP,按︰又稱骨塑型蛋白)的活動,這種蛋白質會降低神經生成率。同時,運動也會提升腦袋蛋白(noggin,我發誓真正的名稱就是這樣),這種蛋白質會抵消BMP,確實提升你的神經生成率。
運動不只能幫助你身型更緊實,也會促進你體內最適當的粒線體存活下去。因為運動會降低mTOR 蛋白質,幫助身體剷除虛弱、有功能障礙,或變異的細胞,如果沒有殺掉它們,就會讓它們變得更強壯。只有強者才能生存!現在沒有受損的粒線體在拖慢大家,以前虛弱的粒線體現在也運作得更好,你的能量製造將會大幅改善。研究顯示,擁有適當的粒線體也會降低發展出許多神經退化性疾病的機會,在帕金森式症的病患身上,甚至還有保護神經的作用。
你應該已經知道,規律的運動可以降低血糖,讓你對胰島素更敏感。這不只是幫助你保持窈窕,還能讓能量水準保持穩定,提高腦內啡(endorphins),也就是「快樂」的神經傳導物質,可以對抗憂鬱。事實上, 研究人員發現,規律運動對抗憂鬱的效果,至少和抗憂鬱劑一樣好 。最後,運動也可以改善循環、減少發炎, 並讓更多氧氣順利進入所有身體組織,包括你的大腦,並加快粒線體製造能量的速度,而且有更多血流到你的肝臟,也能更輕易移除神經毒素。
新神經元、新粒線體、較少毒素,以及較少有功能障礙的粒線體,噢,還有更穩定的能量和減輕憂鬱, 你準備好要去健身房了嗎?我猜是的。但是要記住,並非所有類型的運動效果都一樣,不同類型的運動其實會給你些微不同的大腦(與生理)好處,所以建立一套平衡的運動計畫非常重要,才能從健身中得到最多好處。以下是一些簡易分析,告訴你哪些形式的運動對大腦最好。
你並不需要去健身房,或是花錢上流行的飛輪課程,才能得到運動的好處。你唯一要做的就是動。像是走路、練習瑜珈、登山健行、騎自行車、跳繩,或是和孩子在遊樂園中跑來跑去,這些活動全都能改善你的大腦、刺激神經生成。
研究指出,每天的活動比起沒那麼頻繁的大量運動,前者對大腦更有益。這就是為什麼整天一直坐在書桌前,對大腦很不好。如果你是在辦公室工作而且開車上班,一整天當中務必要盡量找時間站起來到處走走。我們現在說的是動作,強度遠不及你以為的運動,所以到處走走就可以了。
事實上,走路對大腦特別有益。在一則研究中,一群健康的成人一周走路三次,一次四十五分鐘,連續一年之後,他們的海馬迴尺寸都有明顯的增加。既然神經生成就是在大腦的海馬迴發生的,我們可以推測,走路增加了這群受試者的神經生成。
瑜珈是另一種提升大腦能力的運動方式。伊利諾大學(University of Illinois)的研究人員發現,只要練習一堂二十分鐘的哈達瑜珈(hatha yoga),瑜珈課程之後讓受試者進行工作記憶測驗,就能看出測驗結果有顯著改善。這項研究顯示,瑜珈可以幫助受試者保持專注、吸收、保存,並使用新的資訊。你可能以為任何種類的運動都會有這種效果,但事實不然,受試者在瑜珈練習之後立即接受測試,和進行高強度有氧運動後, 也間隔同樣時間接受測試,兩者比較之下,做完瑜珈的結果明顯比有氧運動好很多。在另一篇研究中提到, 有做瑜珈的老年病患,海馬迴就有成長。瑜珈也被證實可以減輕壓力,因此能減輕全身的發炎,包括大腦。
瑜珈對我們很有益的另一個理由,是它包含側體交錯動作(cross-lateral movements),也就是其中一邊的肢體跨過身體中線的動作。這些動作能夠讓流到大腦所有部分的血流量增加,同時增加腦中突觸連結的數量。側體交錯動作還能迫使左腦和右腦共同合作,被視為是閱讀障礙的可能治療法。
如字面上的意思,阻力訓練(resistance training)就是要對抗一股阻止你移動的力量。阻力訓練包括了舉重、壺鈴訓練,以及身體重量訓練。阻力訓練通常都是短暫而強大的,而短時間爆發的壓力對你的身體和大腦都很棒。
阻力訓練可以讓你的肌肉變強壯,這點並不讓人意外,但是它還可以改善大腦功能,讓你能移動得更好。在一個最近的研究中,請十五位男性舉重十四周,十四周後,他們的肌肉可以聚集更大的力量,這是必然的, 不過比較有趣的是他們的神經驅動力,也就是從大腦發射電子訊號到肌肉的能力,也變得更強、更快30 。有更好的神經驅動力,就能更精準地控制你移動的方式。
阻力訓練還能輔助身體自然的排毒程序。你先前讀到淋巴系統,它倚賴生理的動作,讓淋巴液能在體內移動並收集細胞內的廢棄物。有一篇研究指出,十到十五分鐘的短暫肌肉收縮,就能增加淋巴流動300到600%。部分原因是來自你運動時製造更多EZ水,把周圍所有水分都帶到細胞裡,而EZ水可以幫助粒線體和淋巴流動。
也許最重要的應該是,阻力訓練對大腦健康有深遠的助益,對你的表現影響相當大。一份2010年隨機對照的研究中顯示,重量訓練可以大幅減輕焦慮、改善記憶和認知功能、減少疲倦,讓你更快樂。這全部都是因為阻力訓練可以增加腦內啡,也提升神經生成率、粒線體生成和粒線體自噬。阻力訓練也能夠讓睪固酮大量增加,以及提升200到700%的人類生長激素,幫助你長出新的神經元。
然而說到阻力訓練,最大的問題應該是,大多數人要不是沒有盡力做就是做得太過了。記住,這種類型的訓練會給肌肉和粒線體造成壓力。這是好事,但是你不能每天這樣給它們壓力,它們需要時間復原,然後才能再次施予壓力。在休息的時間裡,身體才會調整因為運動而造成的大腦變化。換句話說,你的新神經元和粒線體是在休息時間裡生成的,有功能障礙的粒線體則會變強或死亡。
我們的身體因為有毒食物、環境毒素和垃圾光這類東西,已經過度承受壓力。運動是短暫讓你變虛弱,好讓你往後長期變得更加強壯。但如果你過度運動,給自己太多壓力,會讓自己太過虛弱而無法獲得好處。過度訓練是目前很常見的問題,當你過度運動時,最先發生的事情就是皮質醇上升,皮質醇一上升,BDNF就會下降 。
《身體科學》(Body by Science,中文名暫譯)的作者(這本書我非常推薦)道格・麥卡夫(Doug McGu)醫師建議,只要每隔七到十天做一次阻力訓練就夠了。他的研究顯示,這樣的間隔比更頻繁的運動,更能帶給身體極大的好處,當然也能幫你省下許多時間。但重點是,當你訓練時,必須用力訓練,你得用強度打擊粒線體,然後休息讓它們復原。
在為期兩周的防彈腦力計畫中,你一周要做一次阻力訓練。就這樣。其他的日子裡你會做許多動作,但是這種核心運動一周做一次,對大腦最有幫助。
耐力訓練(endurance training)通常指的是有氧運動,仰賴肺部的氧氣來製造能量。任何能讓你用力呼吸的活動,像是跑步、騎自行車,或游泳,都會對你的有氧系統造成壓力、測試你的耐受度、帶出大量的好處。
雖然阻力訓練和耐力訓練都會增加BDNF,阻力訓練只會在運動完的短時間內有這樣的作用。然而耐力訓練似乎可以更長久地提升BDNF。一份對十二位男性進行的隨機對照實驗顯示,連續三個月每天騎自行車,讓他們平時的BDNF 提升了將近四倍。
耐力訓練是讓身體釋放腦內啡的最佳方式,而且也證實對情緒有正面影響。這解釋了為什麼你做完耐力訓練後,會感覺到「跑者的愉悅感」(runner’s high)。不過,你也不需要跑到臉色發青這麼賣力,有一篇研究顯示,只要健走10天,就足以大幅降低憂鬱症的症狀。另一篇研究則指出,在適當的耐力訓練後, 創意也會到達顛峰 。
許多人認為必須每星期做3到4次有氧運動,每次30到40分鐘,才會有效果。但如果你忙著處理各種事物、有很多任務要完成,這些運動會占掉非常多時間,而且顯然不會有太多剩餘的時間,去進行其他種類的運動,像是阻力訓練等。好消息是,有一種運動結合了阻力訓練和耐力訓練的所有好處,讓你一次獲得雙重優勢。
責任編輯/Oliver Wu