自從發現動物肌纖維的顏色有深有淺,早期便根據肌纖維的顏色分為紅肌(red muscle)與白肌(white muscle)兩類;後來又按肌纖維的生理特點而分為慢縮肌(slow twitch 或 Type I)及快縮肌(fast twitch 或 Type II);更有人把快縮肌再分為 Type IIA、Type IIB 及 Type IIC。然而,在每一個運動單位內的肌纖維都只會屬於同一類形,亦即是說,「快」運動單位內只包含有快肌纖維,「慢」運動單位內則只有慢肌纖維。只是在同一塊肌肉之內,可以由不同數量的「快」和「慢」運動單位所組成。
按照肌纖維在結構與功能上的分別,白肌纖維目前被分為五種,紅肌纖維為兩種。紅肌纖維具有非常高的有氧能力與疲勞阻力,但是糖酵解(無氧)能力差、收縮速度慢、以及運動單位肌力較低,屬於低強度、長時間運動的肌肉類型。白肌則具有最高的糖酵解能力與運動單位肌力,但是,在有氧能力、收縮速度、以及疲勞阻力方面較差,屬於高強度、短時間運動的肌肉類型。
在人體肌肉中,紅、白肌纖維的比例往往都會受遺傳基因影響,因此有的人白肌纖維比例大,有的人則紅肌纖維比例大,但每一個人身體不同部位的肌肉中紅白肌纖維的比例也不盡相同,導致在不同負荷、不同動作、不同速度等運動條件下,肌肉收縮的肌纖維類型也不同。一般來說,在一定負荷強度下用較慢的速度完成動作,就是紅肌纖維起主導作用,如果要快速完成動作,則是白肌纖維起主導作用。
當嬰兒出生後第五個月時就已經確定紅肌與白肌的多寡,然後再過一年,就會形塑肌纖維的數量以及紅、白肌纖維的比例。這些肌纖維的組成就算透過後天的鍛鍊仍是無法改變的 ; 也就是說,如果你自身的紅肌纖維數量比例高,你有成為優秀長跑運動員的潛力;如果你自身的白肌纖維比例數高,你有成為優秀舉重選手或短跑運動員的潛力,這就是先天上的肌肉纖維比例,影響人們在不同運動所呈現的不同天賦。
訓練者鍛鍊肌肉時想要增長肌肉,也就是讓肌肉肥大的意思,要讓肌肉肥大主要是鍛鍊白肌。然而白肌會很快產生疲勞,因此在鍛鍊時,慢慢做很多次的訓練,是不會幫助肌肉增大的,要讓白肌成長,就是需要高強度配合更快的速度來進行,就像是舉重、衝刺等高強度、短時間、低次數,甚至需要爆發力來完成的運動。另一方面,長時間的進行有氧運動、低強度以及低重量高次數的訓練,主要用以鍛鍊紅肌纖維,讓紅肌纖維起作用 ,比如長跑、競走、騎車、跳舞、有氧等。
研究結果還顯示速度性項目運動員主要運動肌肉內,快縮肌纖維的比例較高。例如,世界級優秀運動員小腿肌內的快縮肌可佔到 70 至 90%。反過來說,耐力性項目運動員主要運動肌肉內,慢縮肌纖維的百分比較高,一些頂級長跑運動員小腿肌內慢縮肌的比例可以高達 90%。當然,一般認為這種現象便是自然選擇的結果。
以奧運等級的運動員來說,研究顯示短跑選手普遍擁有較多的白肌,馬拉松選手則紅肌比較多,研究說明肌肉中紅肌與白肌的比例是由遺傳決定,也就是一出生下來,就己決定一個人的體質是屬於短跑健將、舉重選手,或是一般人的體質。研究也發現,兄弟、雙胞胎的肌肉類型比例具有顯著的相關,因此我們常見家族性的運動團隊。非洲黑人的快縮肌比例,顯著高於北美白人,因此黑人選手能夠在爆發性的運動項目中展現優異的表現,顯然與骨骼肌纖維的比例有關。因此,是否擁有特殊的肌纖維比例,是判斷一個人運動潛能的重要參考因素。
雖然大部分學者都認為每塊肌肉內兩種肌纖維的比例是遺傳決定的,訓練並不會改變肌肉內慢縮肌和快縮肌的百分比組成,但是有許多研究顯示,訓練會使得各種肌纖維無論在大小和功能上均有所增長,這也是人們強調利用訓練與活動狀況的改變,增大骨骼中纖維肌類型比例的重要因素。
對於大多數人來說,進行有氧運動的好處將遠遠勝於潛在的風險性,然而,一項新的科學聲明“長時間訓練後與運動有關的急性心血管事件,和潛在有害的風險將會浮出檯面”這項聲明於2020年2月26日發表於美國心臟協會(American Heart Association)的主要期刊上。裡面提到極限耐力運動,例如不習慣高強度運動的人參加馬拉松和鐵人三項運動,可能會增加心臟驟然停止的風險性。
我們經常聽到「運動就是醫學」這句話,毫無疑問的進行中度到劇烈的運動訓練整體心血管健康有好處的;但是就如同醫學一樣,運動過頭時就如服藥過量將會對身體產生一些危害,並且可能導致心臟方面的問題,尤其是當你身體狀況或不經常運動的人,這個風險性將會大幅度的上升。
博蒙特衛生公司預防性心臟病學和心臟康復主任Barry A. Franklin博士說,近幾年來越來越多人參加馬拉松賽事與鐵人三項比賽,在比賽之前的訓練都會加入所謂的高強度間歇訓練(HIIT),然而,許多的人都沒有在進行這項訓練前,先評估自身的狀態是否能在此獲得好處或是增加危害的風險。
然而,在審查了300多項科學研究之後,Barry A. Franklin博士發現對於絕大多數人來說,運動和訓練對於改善體能狀態的好處會大於風險,前提是在於找出適合自己本身的運動強度。例如一般人進行普通的步行運動,心臟病發作和猝死的風險將會降低了50%,但是,只要提高運動的強度至激烈就確定會提高潛在的風險。
這些研究小組還審查了一項小型的研究,該研究得出的結論是,參加高強度運動(例如馬拉松和鐵人三項)的人,心臟猝死或心臟病發作的風險較低;但是隨著訓練的時間增加,男性馬拉松運動參與者心臟病發作或心源性猝死的風險便會增加,這表明這些事件正在提高某些潛在的風險族群,那些可能具有潛在或未診斷的心血管疾病的人,例如心律異常或先前心臟疾病,對於僅佔研究人群15%的女性,心臟性猝死的發生率比男性少3.5倍。
另外,在鐵人三項的參加者中,幾乎有40%的心臟突發事件發生在首次參加的人中,這項研究將表明這樣的風險可能涉及訓練不足或潛在的心臟問題。同時,也發現有一些心臟病事件發生在全馬或半馬的最後一英哩,因此,建議跑者保持平穩的速率與步伐,千萬不要過於激烈的衝刺。
在進行運動或訓練之前,應該要以較慢的速度進行熱身(例如慢走),使得你的心率能以較緩慢的速率提升;當你在一般平路上行走6-8週之後,如果沒有呼吸急促、頭昏眼花、胸痛或胸悶等症狀出現,就可以開始進行上坡行走或慢跑等較為劇烈的心肺運動。
在一開始時,可將訓練的時間從5分鐘逐漸的增加到10分鐘,然後再依據體能狀況增加到你所需要的運動時間,這時也要特別注意當心臟承受更大的壓力時(例如不習慣的劇烈運動或強度)請盡快調整降低運動強度。 最後,在運動或訓練到一段落時,請不要立刻停止身體要以慢走的方式讓心率慢慢的恢復正常,讓心率狀態冷靜下來。
如果你在過程中有遇到任何與心臟有關的症狀,如頭昏眼花、呼吸急促、胸痛或壓迫,請立刻停止運動或訓練並尋求醫院與醫師的評估,千萬不要忽略這個症狀。
資料參考/American Heart Association
責任編輯/David