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延遲性肌肉痠痛 Delayed onset of muscle soreness
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有關乳酸的三個迷思大破解
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根據心率設定特定運動目標
運動星球
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延遲性肌肉痠痛 Delayed onset of muscle soreness

2017-01-18
知識庫 保健 運動生理 肌肉痠痛

延遲性肌肉痠痛,簡稱DOMS,是一種運動之後24-48小時出現的肌肉痠痛或不舒適。通常會持續兩至三日。舊式理論普遍認為該痛症為乳酸積聚所引起,近期醫學研究證實真正起因為肌肉伸展時,因為不習慣運動量,肌肉纖維有微細損傷。另有一種說法是痛症並不是因為肌肉細胞受損,而是肌內強化過程之中細胞膨脹,壓住神經、血管,引致延遲性肌肉痠痛。

延遲性肌肉痠痛 ©Youtube_CoreProductsIntl

發生原因

  1. 離心收縮:在保持張力的情況下拉長肌肉,例如緩慢地放下重物、下樓梯等動作。這或許可以解釋為什麼去爬山的隔天那麼容易鐵腿。
  2. 不習慣的運動:一個馬拉松選手跑百米可能會讓他隔天痠痛到爬不起床,同樣的一個百米健將跑馬拉松也可能會讓他隔天蹲馬桶時哀號連連。
  3. 如果突然把運動強度增強,身體在尚未適應之前也特別容易痠痛。

如何治療

當延遲性肌肉酸痛出現時,任何可以增加肌肉血液循環的方法都有助舒緩,例如低強度活動、運動按摩、熱水沐浴,另外充足的運動後營養補給也十分重要。值得一提的是,延遲性肌肉酸痛與乳酸(lactic acid)其實沒有關係,因為乳酸在運動後三十分鐘至一小時後已經回降,而且乳酸作為運動生理過程的一個副產物,其實是為了減慢細飽變酸性。

但如果肌肉酸痛在運動後72小時甚至96小時也沒有明顯減弱,甚至出現肌肉腫脹,那必須馬上求醫了。

參考資料

1.《跑步障礙BOOK》,楓葉社出版 (2015)
2. 《Dr.史考特一分鐘健瘦身教室》,三采出版 (2016)

3.  smartsuppl.com

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史考特醫師
史考特醫師

有關乳酸的三個迷思大破解

2019-01-10
史考特醫師專欄觀念肌肉痠痛運動生理

乳酸一直被認為是運動員的天敵,它讓我們深蹲時大腿如燒灼般疼痛,讓我們跑完全馬的隔天雙腳痠軟。許多人用熱敷、緩和運動、按摩、加壓腿套等方式來加速乳酸的排除,這些做法也確實有「部分」的效果能減緩痠痛,促進恢復。

不過,乳酸對肌肉及運動表現的影響,其實沒有那麼簡單直觀,史考特整理了關於乳酸的三大迷思,包括:

乳酸會累積在體內多久?
乳酸會造成疲勞與痠痛嗎?
乳酸是無用的代謝廢物嗎?

希望讓各位對乳酸有更進一步的認識。

有關乳酸的三個迷思大破解

我們為什麼分享這篇文章?
時至今日,仍然有許多愛運動的人都錯怪乳酸了。跑完全馬隔天鐵腿都是乳酸的錯?用熱敷、緩和運動、按摩、加壓腿套能加速乳酸排除?乳酸是無用的代謝廢物?這些問題其實都是人們對乳酸的舊有迷思,其實在運動醫學研究不斷進步中,這些迷思早已被推翻,而史考特醫師運用各種研究來分析乳酸的排除時間、乳酸與痠痛疲勞的關係,以及乳酸的用途,讓你更明白被視為運動員夢魘的乳酸是真的可怕嗎?

甚麼是乳酸?

名不正則言不順,首先我們要來說清楚乳酸到底是甚麼。

在氧氣充足的情況下(註1),大部分的葡萄糖會完全氧化,產生能量及二氧化碳。但在氧氣供應量相對不足時,葡萄糖只能部分燃燒並產生乳酸(Lactate)。

在過去乳酸被認為是一種代謝廢物,它會使肌肉細胞的pH值下降(就是變酸的意思),並造成肌肉痠痛、無力。

但2004年美國學者Robergs提出不同的見解:他認為乳酸上升與pH下降同時發生,並不代表兩者間有因果關係。部分證據顯示,乳酸不但不會使肌肉變酸,反而能中和酸性,使pH下降的兇手應該另有其人。

儘管細節部分尚未釐清,但傳統認為乳酸會使肌肉酸化的想法,可能是錯誤或不完整的。

註1:過去認為乳酸是身體氧氣不足的情況下,被迫使用無氧呼吸所產生的代謝廢物,但近年來的研究開始質疑這個說法。目前認為除了氧氣不足之外,糖解作用加速、乳酸清除速率降低、快縮肌群被徵召都是乳酸濃度升高的原因。

乳酸清除的速度比你想得快

按摩、熱敷、緩和運動皆被認為能加速乳酸清除,消除肌肉痠痛,但真有必要這麼麻煩嗎?

2010年針對8位耐力型運動員所做的研究顯示,運動後60分鐘不管有穿還是沒穿壓縮腿套,血液中的乳酸濃度都會回復到運動前的水準。

有趣的是,運動剛結束時穿壓縮腿套的運動員乳酸濃度反而稍高一些,想利用壓縮腿套排酸的朋友可能需要重新考慮一下。

血液中的乳酸大概需要一個小時來恢復,但肌肉內的乳酸呢?速度很可能更快!

1994年的研究採用6位年輕男性的左右腳做為實驗及對照組,在劇烈運動至疲勞後,兩腳分別進行「緩和運動」及「完全休息」兩種復原模式,並重複採樣肌肉組織(痛痛!)來看哪一種對乳酸排除較有幫助。

學者發現,輕微活動對肌肉乳酸排除有幫助,不過即使是完全休息的那腳,運動後10分鐘其實也恢復得差不多了。針對越野滑雪所做的研究也發現,10分鐘的收操就能讓肌肉乳酸排得清潔溜溜。

根據以上研究,我們知道肌肉與血液中的乳酸在運動後很快就消失了(註2),超過1小時後再來按摩、拉筋、泡熱水澡、壓縮腿套對排乳酸是沒有幫助的。

註2:上述研究都是針對有氧運動所做,目前我還沒有看到重量訓練後的乳酸清除的數據。不過,我猜測重量訓練與有氧運動的的乳酸清除率應不致相差太多。

乳酸造成痠痛與疲勞?

遲發性肌肉痠痛(編按:又稱延遲性肌肉痠痛,Delayed-onset muscle soreness, DOMS)是每個運動員都有的經驗,做完劇烈、或是不熟悉的運動後,隔天肌肉才會開始酸痛,所以才有「遲發性」之說。史考特個人的經驗是在運動後12小時會開始有感,24-48小時達到酸痛的頂點,之後才慢慢開始改善。

從時序上判斷,乳酸在運動後1小時內就已經清除完畢,但痠痛至少要12個小時才會產生,要說乳酸造成遲發性肌肉痠痛,真的是有點怪怪的。

早在1983年就有學者質疑過乳酸與肌肉痠痛的關係,他們發現上坡跑雖然產生較多乳酸,但選手的痠痛感不顯著。相反地,輕鬆地下坡跑只產生一點點乳酸,但隔天選手們痠痛到哀哀叫。

照這樣看來,乳酸並不會造成運動後的遲發性肌肉痠痛,但乳酸應該會造成運動「當下」的痠痛與疲勞吧(註3)?

不一定喲!

2004年一篇研究顯示,在運動前服用乳酸竟然能幫助跑者在高速下跑更久,這明顯與「乳酸造成疲勞」的假設不符。2011年的研究也重現了這個結果:比起安慰劑,乳酸能讓運動員在高強度的心肺能力測試中持續更久。

甚至在著名的《科學》期刊上,有一篇文章以「乳酸:最新的體能增強藥物」為名,來說明乳酸增強運動表現的能力。

如果上述資訊使您感到困惑,請記住這點就好:乳酸不會造成酸痛,也不是運動疲勞的主因。

註3:肌肉細胞內pH值下降目前被認為是運動時肌肉痠痛的原因,回到我們文章一開始所提到的,乳酸本身不會造成pH下降,所以運動的酸痛與疲勞都不該被歸咎到乳酸身上。

乳酸是無用的代謝廢物?

過去的科學觀念一直認為乳酸是人體在缺乏氧氣下,被迫「飲鴆止渴」的產物,但隨著時代演進,這個觀念受到嚴厲的挑戰。

現在科學家明確知道,乳酸不是一無是處的垃圾,心臟、肌肉、肝臟、大腦都能利用乳酸作為能量來源。

在氧氣不足的環境下,無氧代謝產生的乳酸可以在身體其他地方作為有氧代謝的原料,有點「你的垃圾是我的黃金」的意味。這樣「一條龍」形式的產業鍊,讓全身器官在劇烈運動時一起參與代謝,乳酸是重要的中間產物,絕非亟需清除的污染源。

(譯1:我吃了我的大便,這樣你就不必清理了。) (譯2:我的黃金就是我的黃金)

結語

本文起先的題目是「關於乳酸的3個迷思」,沒想到文章寫完後竟然整理出5個重點,看來運動生理學還是個不斷在翻新的科學領域啊!

本文的重點回顧:
乳酸不一定是運動時肌肉與血液變酸的原因。
乳酸在一個小時內就會回復到運動前的濃度,一般人實在不需擔心乳酸排除的問題。
乳酸不會造成遲發性肌肉痠痛。
乳酸未必會造成運動時的疲勞,部分研究甚至認為乳酸能促進運動表現。
乳酸不是代謝廢物,人體許多重要器官都能以乳酸作為燃料。


各位運動員,別再錯怪乳酸囉!

關於史考特醫師史考特醫師,本名王思恆。從醫學院時代開始著迷於健身運動,空閒時間不是在運動/烹飪/進食,就是在研究運動/飲食/健康的科學知識,是個健身呆。

/ 關於史考特醫師 /
史考特醫師

史考特醫師,本名王思恆。從醫學院時代開始著迷於健身運動,空閒時間不是在運動/烹飪/進食,就是在研究運動/飲食/健康的科學知識,是個健身呆。

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根據心率設定特定運動目標

2016-10-26
無氧運動有氧運動健身單車跑步運動生理知識庫

根據你自己的運動經驗,你應該知道體能有很多種類型。有些人騎單車遠比游泳厲害,有些人擅長速度而非距離,有些人非常強壯,但是跑不遠。基本上,這些運動需要不同型態的體能,我們稱此為「不同的能量系統」。而比較常見的用語是「有氧」與「無氧」,更容易理解的說法是「時間長、節奏慢的運動」以及「時間短、節奏快的運動」。

人們在不同運動中移動的形式,反映了不同運動有不同的體能需求,因此也有不同的能量需求。舉例來說,足球球員不斷地跑跑停停,或是不停慢跑又衝刺;網球選手先是靜止,接著快速啟動;長距離跑者總是用同樣的速度練跑。因為不同的運動需要不同的移動模式,也就需要不同的訓練方式。要了解你自己的訓練計畫不同的階段,你就得了解體能有哪些型態,以及它們運用的能量系統為何。

如果你是耐力型運動員,你也得了解影響這些能量系統運作的因素,而最重要的兩個因素是「營養」和「強度」。即使本書主要聚焦在心率訓練,但是在此我們會花點時間探討其他因素如何影響你的體能。

根據心率設定特定運動目標

能量如何產生

心率對運動的反應受幾個因素主導,心肺系統是其中之一。因此,當我們討論心率時,也該涵蓋完整的心肺系統功能。這個系統將氧氣和能量運送給肌肉,我們可以把「運動時使用能量的能力」直接視為「肌肉的代謝能力」。

最基本的兩個能量代謝系統是「有氧系統」和「無氧系統」,它們分別使用不同的能源提供能量,你是否能順利瘦身或是在賽事中得名,端看其中一種能量系統訓練的成果。一般來說,時間較長、速度較慢的運動,例如越野滑雪以及長跑主要仰賴有氧系統,它會將脂肪轉化成能量。

衝刺型和爆發式運動,例如百米短跑,或是鍊球,主要仰賴無氧系統。團隊型的運動大體居中,兩種系統都會用到,不過各種團隊型運動對於不同系統的依存度差別很大。舉例來說,冰上曲棍球大約有80~90%屬於無氧,剩下的10~20%是有氧,足球則是一半一半。

這些代謝需求其實指明了訓練的方法:刻意偏向訓練某一種能量系統,或是訓練不足,不僅影響你的表現,也會影響你的恢復,甚至有受傷的風險。

三種能量系統

肌肉中最終的能量來源是三磷酸腺(adenosine triphosphate),一般簡寫為ATP。不管你吃或是喝什麼食物,最後都必須轉化成三磷酸腺才能被當作能量來運用。人體透過三種能量系統來釋放出三磷酸腺:磷酸-肌酸(ATP-PC)系統、無氧醣酵解系統(anaerobic glycolysis system )、有氧系統(前二者都是無氧系統)。通常,一個能量系統會主導某個特定運動強度,但是這三種能量系統其實在各種運動類型中多少都會用到。

在三種能量系統中,利用心率監測來量測有氧運動的強度,相對簡單,也很可靠,當然這不是說無氧運動不能利用心率來量測,它也可以,尤其在強度最低的部分相當準確。然而,當運動強度持續上升,到達無氧運動的高強度區,心率反應就會產生延遲的現象,尤其是強度急遽上升時。這個延遲現象的確降低了它的可靠度,然而當延遲發生時,恢復心率量測的可靠度卻上升。因此,在這類情況下,心率計可能更適合作為恢復的量測工具。

磷酸-肌酸系統(ATP-PC)

磷酸-肌酸系統是一個非常強大的高能量系統,能夠快速地提供大量的能量,但是它只能維持幾秒鐘,主要用來應付衝刺和節奏極快的運動。多數的情況下,它需要最高或是接近最高強度的輸出,它同時也是任何一項運動,不管強度如何一開始幾秒最主要的能量來源。 這個能量系統仰賴儲存在肌肉的ATP,一旦有需要可以立即釋出。由於這個系統高度仰賴磷酸肌酸(creatine phosphate) ,所以力量型和速度型運動員經常補充肌酸,這個能量系統恢復的速度很快,通常只需要3到5分鐘。

當你在磷酸-肌酸系統為主的狀態下運動,心率的功用相對小很多,因為運動負荷增加很快,但是心率反應卻很遲緩、遠遠落後。就像在接著要說明的無氧醣酵解系統中運動一樣,此時心率計較適合用來測量恢復狀況。

無氧醣酵解系統

無氧醣酵解系統也可略稱為「醣酵解系統」,或是「乳酸系統」。現代運動科學又稱其為「快速醣酵解」或「慢速醣酵解」,這個系統主要在最高運動強度持續15到90秒時供應能量。它仰賴分解的碳水化合物,能夠非常快速地提供能量。不過因為它依賴碳水化合物,通常會導致乳酸的產生,這就是它有時也被稱為乳酸系統的原因。當氧氣供應量不足以完全分解碳水化合物(或是能量快速產生時),乳酸就成為最終的產物。當乳酸大量堆積,會產生一個酸性環境,讓你的雙腿變重,也讓肌肉縮放的能力受損。通常,在跑步或是騎單車爬上一個陡坡後,你會產生雙腿變重的感受;爬完坡之後,強度降低,肌肉又有餘裕可以再承受乳酸,你就可以繼續向前。

要在時間這麼短的無氧運動中運用心率協助訓練,的確有點困難。因為心率要反應到足以辨識運動強度的變化所需要的時間,有時就和該次無氧運動的時間差不多長。因此在週期較短的情況下(少於90秒),我們建議你不如將心率用在測量恢復所需的時間,而非實際的運動心率。當運動持續的時間拉長,超過90秒並維持在無氧區,你的心率反應才會值得參考。

有氧系統

最後一個能量系統是「有氧系統」,或者說「氧化系統」,它主要燃燒脂肪,可說擁有無窮盡的能量供應力。一個普通成人擁有約十萬卡路里的脂肪,有些人甚至多很多。有氧系統產生能量的速度很慢,但是餘裕充足,可以歷久不衰。由於運動的強度比較溫和,所以氧氣供應充足,讓分解速度慢的脂肪,也能夠被代謝。這就是為什麼耐力運動員總是比較精瘦,體重較輕的原因。

有氧系統主導的心率訓練區間,是運動強度在最大心率75%以下的部分。我們的挑戰是讓能量系統成為心率訓練區間的一部份。要多辛苦、或是最大心率百分之幾的強度的訓練,才會用到哪個能量系統?運動時你燃燒哪一種燃料,在特定強度下,燃燒的速度又如何?時間的長短又與這些能量系統有何關聯?要回答這些問題,我們必須更深入探討這些能量系統。

運動時的能量系統

將能量系統與時間因素連結起來,有助於你進一步了解兩者關係。如果你以最高強度分別運動15秒、90秒、以及5分鐘,你會得到一個很完整的能量系統分布(請參閱本書表4.2)。全力輸出的運動只要不超過15秒,主要使用磷酸-肌酸系統,如果是15到90秒之間,主要使用無氧醣酵解系統,超過90秒之後,就會使用有氧系統。田徑賽事剛好可以為前述現象作為佐證,本書表4.3即是各種田徑運動與相互搭配的主導能量系統。

能量補充需考量的營養成分因素

運動時使用的能量系統與營養素的類型,如碳水化合物、脂肪或是蛋白質等有密切關聯。簡單來說,有氧系統仰賴脂肪,而無氧醣酵解仰賴碳水化合物和蛋白質。磷酸-肌酸系統仰賴儲存在肌肉的ATP,在它全部釋放後即需立即透過有氧代謝補充。

不管什麼運動,恢復都是有氧型態,有時可能還需要補充碳水化合物,例如在長跑或是單車騎乘之後。無氧醣酵解系統主要仰賴碳水化合物和少量的蛋白質。不過,這個系統也會出現在有氧運動的過程中,當你在有氧運動中用完碳水化合物(又稱為撞牆期),就會處於低碳水化合物狀態。雖然人們多數認為有氧運動只會燃燒脂肪,其實它也會用到大量的碳水化合物,這是長距離耐力賽之後,必須適量補充碳水化合物的原因。

不同類型的運動對於體能的需求

對能量系統的了解,能釐清為何不同運動類型的運動員必須用不同的訓練方式。美式足球的後衛和2000公尺划船選手的訓練方式完全不同,因為訓練內容必須能激發和模擬正式競賽時主要使用的能量系統,這就是為何同一種運動的選手總是有近似的體型。精瘦、體重輕的選手通常受過良好的有氧系統訓練,體型壯碩、肌肉較多的選手通常以無氧訓練為主。所以足球選手和橄欖球選手體格大不相同,一個是衝刺型,一個是耐力型。

還有一個需要了解的是「肌肉形態」與「能量代謝」之間的關係。慢縮肌纖維(Slow-twitch fiber)利於耐力運動,通常燃燒脂肪,它們比較細小。快縮肌纖維(Fast-twitch fiber)利於力量型和速度型運動,通常燃燒碳水化合物,它們相對也比較粗壯。

不同能量系統的心率監測

在你了解三種能量系統與運動強度之間的關聯性之後,你可以選擇適當的心率來刺激特定的能量系統,並藉此設計出一系列的訓練課表。這個做法對於可監測強度的無氧醣酵解系統和有氧系統最為適合,但是一遇到時間短、強度極高的運動形態,例如衝刺,就會失去效用。然而,心率在偵測短時間高強度週期性運動(同時會用到磷酸-肌酸和無氧醣酵解兩個系統)的恢復情況時非常有用,因為你可以藉此來決定何時再開始重複衝刺,或是繼續休息等到心率下降到一定程度。

有些教練認為,當運動員的心率下降到最大心率的65%以下,就可以開始重複衝刺訓練。不幸的是,雖然在整個有氧運動區間裡,恢復心率是非常好的觀察指標,此時卻不足以用來判斷恢復狀況。當體能增強時,你應該會發現在前後兩次高強度訓練項目之間的恢復速度變得越來越快,即使仍在訓練的過程中也一樣。舉例來說,單車騎士在短上坡時心率常常會上升到非常接近最大心率,然後在幾分鐘之內就會落回到65~75%之間,這表示他具有優異的有氧能力。

要藉由這樣的心率與訓練資訊進行訓練,你必須仔細考慮下列幾點:

1. 你進行的運動,有氧和無氧的比例?
2. 根據你的能量代謝分配,你該如何分配有氧和無氧訓練的總時間?
3. 你應該用什麼樣的心率區間進行訓練,才能讓想要的能量系統向上提升?
4. 你是否考慮透過營養素的使用方式來增強能量系統的表現?
5. 在訓練暫停休息,或是剛結束一段短時間的高強度訓練時,你期盼怎樣的恢復心率?

找到上述問題的答案,就能幫助你為自己的訓練課程選擇正確的強度。

書籍資訊
◎本文摘自臉譜出版,羅伊.班森與狄克蘭.康諾利著作《心跳率,你最好的運動教練:解讀最佳體能指標,找到自己專屬的運動方式與進步關鍵》一書。全球頂尖運動教練一致推崇的「心跳率訓練法」完全聖經。掌握心跳率,你的運動計畫就成功了一半!

──心跳率是身體內建、最懂你的貼身運動教練,也是科學化訓練的第一步
──一個數值,即能連結你身體及運動之間的所有狀態
──讓你以最少的訓練量、最安全的狀態達到最佳的運動成果


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