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  • 乳酸會讓你運動時肌肉疲勞嗎?
1
乳酸會讓你運動時肌肉疲勞嗎?
2
跑步對健康的好處
有氧運動之王! 跑步對健康的11項驚人好處
3
基礎代謝率
曾怡鈞
曾怡鈞

乳酸會讓你運動時肌肉疲勞嗎?

2019-05-09
運動部落 運動生理 曾怡鈞營養師 運動傷害 運動恢復 觀念

過去的肌肉疲勞理論認為乳酸是主要限制耐力運動表現的罪魁禍首,乳酸被認為是無氧代謝的廢棄產物、以及高強度運動時導致肌肉疲勞的原因,並直接導致運動時的代謝性酸中毒,使肌肉收縮力降低和運動停止,更認為乳酸造成「延遲性肌肉痠痛」(Delayed muscle soreness,簡稱DOMS)。然而許多的研究早已推翻了這些過去的論點。本文將針對常見對乳酸的誤解來一一的破解。

我們為什麼分享這篇文章?

乳酸會導致疲勞嗎?不會! 乳酸讓你運動隔天痠痛嗎?不會! 這些答案或許會讓部分人驚訝,因為直到現在,仍能常聽到人們把運動隔天痠痛的罪魁禍首推給「乳酸」。事實上,這樣的理論早已被推翻多年,但至今仍根深蒂固在大家腦海裡。讀一遍專業運動營養師的詳細解說,你會更了解乳酸的形成、乳酸對運動「好處」,甚至分辨出Lactic acid和Lactate(中文皆翻譯為乳酸)其實大不同。

乳酸是什麼?又是如何形成的呢?

ATP是運動時骨骼肌收縮的即時能量來源,在運動期間,肝醣與葡萄糖可以分解為丙酮酸(Pyruvate)以產生ATP。丙酮酸在有氧氣的情況下可以進入粒線體進行氧化代謝,以獲得更多的ATP,而在無氧的情況下則會代謝成乳酸(Lactic acid)。

Lactic acid和Lactate中文皆譯為「乳酸」。然而事實上Lactic acid並不等於Lactate,Lactic acid是弱酸,並且會迅速解離成氫離子,剩餘的部分則與鈉離子(Na+)或鉀離子(K+)結合形成稱為乳酸(Lactate)的乳酸鹽,肌肉中不會有太多的Lactic acid,血液裡就更少了,因此乳酸不會長時間堆積在體內。有些學者認為可以將乳酸鹽視為是一種人體內酸性的緩衝物質,乳酸鹽的產生(特別是如果伴隨有高的乳酸鹽去除能力)更有可能延遲酸中毒的發生。而近年的研究也發現,運動誘導性酸中毒對於骨骼肌收縮能力的影響有限,體外研究表明酸性環境具有保護作用可以抑制骨骼肌中的高鉀血症。其他乳酸產生帶來的有益效果還包括從血紅蛋白釋放更多的氧氣、刺激通氣量、肌肉血流量的增強和心血管驅動力的增加。顯然,乳酸鹽在代謝性酸中毒和運動疲勞中扮演的角色必須重新評估。

檸檬酸循環演示的能量產生路徑

以往認為乳酸是無氧性激烈運動下的產物,因為在高強度下運動時,我們無法及時提供電子傳遞鍊足夠濃度的氧氣,積聚的丙酮酸才會代謝成乳酸。然而氧氣的可利用性,只是導致肌肉和血液中乳酸鹽在次大運動強度期間增加的幾個因素之一,事實上,無論是否存在氧氣,都可以經由糖解作用形成乳酸,甚至在靜止時產生乳酸。

使乳酸產生急劇增加的情況有:快肌纖維的招募使用上升、氧氣的遞送效率、肌肉低氧、糖解作用加速、粒線體能量代謝的能力,以及通過身體中其它細胞清除和利用乳酸的能力等多種因素。休息時,血中乳酸之所以能夠維持1mM的原因,就在於乳酸的產生與排除達到平衡。

乳酸代謝與運動疲勞的關係為何?

如上圖所示,氧氣的吸收與利用會隨著運動強度呈線性地增加,但乳酸鹽(Lactate)的產生並非隨著運動強度線性地增加,而是穩定地產生,直到運動強度超過了「有氧代謝」能夠供應的能量負荷,此時身體改以利用「無氧代謝」來提供主要比例的能量來源,遠大於「有氧代謝」,當乳酸的生產速率超過移除速率時,組織內的乳酸濃度提高,使得血液中的乳酸值增加,並隨著無氧代謝地進行會逐漸接近乳酸閾值。

超過有氧代謝的負荷之後,血液中乳酸便開始急遽增加

乳酸真的會導致疲勞嗎?

由於Lactic acid(和隨後的Lactate)會隨著運動疲勞的發展而產生,所以過去學者誤認為Lactic acid就是高強度運動下肌肉疲勞的原因。然而乳酸真的會導致疲勞嗎?

答案是:不會!

Lactic acid肯定不會導致疲勞,而Lactate可以被人體回收利用,心臟、大腦和慢肌纖維能夠非常容易地從血液中清除乳酸,所以如果將快肌纖維產生的Lactate運送到慢肌纖維,或另一個粒線體還未完全過載的肌肉中,這些肌肉可以將乳酸鹽轉換回丙酮酸將其送到檸檬酸循環,並進入電子傳遞鍊,在有氧的狀態下進行有氧代謝產生能量(ATP)。因此,Lactate在運動期間可作為骨骼肌的燃料來源,也是心臟、腦、腎臟和肝臟可用的燃料來源!

乳酸鹽可以回收,運送至其他未過載的肌肉進行能量提供

此外,未以上述方式氧化的乳酸,會從運動肌肉擴散到毛細血管中,並通過血液運輸到肝臟重新合成為葡萄糖,這被稱為「柯氏循環」。而運動過程中累積的乳酸,大約在停止運動後1-2小時血乳酸的濃度就會回復到休息時的狀態。乳酸的產生實際上是一種生存適應,決定了我們能夠在高強度運動下維持多長的時間。

未氧化的乳酸會通過血液到肝臟重新合成為葡萄糖

導致運動疲勞的真正原因是什麼呢?

以下這些才是高強度運動造成疲勞的元兇:​

.無氧代謝時產生的中間產物例如磷酸鹽(Pi)增加

.高能磷酸鹽(high energy phosphates)比例改變

.活性氧物質(reactive oxygen species, ROS)等產生

Lactic acid和Lactate會引起痠痛嗎?

答案是:不會!

運動後1-3天的延遲性肌肉痠痛現象,與乳酸的形成沒有顯著關連。延遲性肌肉痠痛常見會發生在突然急遽增加運動量與強度、進行大量的肌肉離心收縮(eccentric contraction)運動,造成以下狀況,才是遲發性肌肉痠痛的主要原因。

.肌肉纖維的輕微斷裂傷害

.敏感化的疼痛感覺接受器(sensitised nocireceptors)

.超結構肌肉損傷(ultrastructural muscle damage)

那為何需要監測乳酸閾值?

乳酸閾值是指平緩增加的血乳酸濃度會在某一個點急劇拔升,這個血乳酸突然開始大量堆積的拐點就被稱為「乳酸閾值」。V̇O2 max是用來量測運動員最大能力/潛力的指標,而乳酸閾值或到達乳酸閾值時的V̇O2、速度或力量功率,則可以用以估計與度量運動員當前的能力,並用以制定訓練時的運動強度。

血液中的乳酸濃度來自於產生量與排除量平衡後的結果。訓練可以誘導人體對於乳酸鹽堆積有更大的緩衝與耐受性,使得在同樣的負荷絕對量下產生較少的乳酸,運動員還可以透過激烈運動下乳酸大量產生的現象,達成提昇乳酸排除能力的效果,藉此提高乳酸閾值來增進無氧能力。乳酸是運動者的朋友而非敵人,故而在體育運動研究上,應用血液乳酸濃度來當作衡量運動員耐力的指標,以及評估運動員無氧代謝的能力與監控生理負荷強度。

結語

.不論是Lactic acid或Lactate,都不是在較高強度訓練時疲勞的直接原因。

.血乳酸積聚只代表生產和清除的平衡,並不是一個絕對值。只有相對較短,非常強烈的身體活動會導致乳酸累積。

.乳酸鹽堆積並不一定表示乳酸的產量增加、導致氫離子濃度增加和相應的酸中毒,乳酸生產實際上可以幫助抑制酸中毒的發展。

.Lactate是運動中的肌肉、肌肉恢復和休息期間,以及心臟、腦、肝臟和腎臟中有價值的能量來源。

.延遲性肌肉痠痛(DOMS)有許多的成因,但不包括Lactic acid或Lactate的產生。

.乳酸閾值(Lactate threshold)是可測量及可訓練的因子,可以用來幫助監測訓練適應。

備註:以上資訊僅供參考,不能替代營養師給出的適當醫學診斷或飲食建議 。本說明僅供成年人使用,本文在發佈時內容儘可能確保為最新證據,但不排除未來更進一步的證據可能推翻目前的結論。

/ 關於曾怡鈞 /
曾怡鈞

現職
國家運動訓練中心營養師

學經歷
.中華民國專技高考營養師
.中山醫學大學營養學系學士
.國立體育大學運動科學研究所碩士
.台灣運動發展促進會運動營養諮詢顧問
.教育部體育署各項計畫及增能研習運動營養講師
 .運動傷害防護學會、運動物理治療學會及各單項運動協會教練講習講師

部落格 曾怡鈞運動營養師

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有氧運動之王! 跑步對健康的11項驚人好處

2020-03-16
知識庫核心肌群運動生理觀念下半身肌群有氧運動保健跑步

大家都了解跑步對健康有益,但你知道跑步到底有多少好處嗎?我們整理了11項跑步對健康的驚人好處,如果你還沒習慣跑步,可以考慮投入這項CP值超高的運動;如果你本身就是一名跑者,繼續保持!並把這篇文當作推坑別人跑步時的說辭。

跑步對健康的好處
有氧運動之王! 跑步對健康的11項驚人好處

1. 對心臟功能好

發表於JACC期刊的一項研究顯示,有持久而規律跑步習慣者死於心血管疾病的機率,是從沒有跑步習慣者的一半。而近期一項發表於BMJ的研究更發現,每週只要低於50分鐘(也就是每天5-10分鐘)的任何形式跑步,能使心血管疾病死亡風險大幅降低30%。

2. 跑者的愉悅感

Runner’s High是真實存在的!當你跑步時,大腦會分泌出兩大讓人感覺愉悅無比的化學物質:腦內啡(Endorphins)和內源性大麻素(Endocannabinoids)。前者大家應該都知道,是緩解疼痛感與壓力、帶來愉悅感的「幸福化學元素」;而後者你沒有看錯!在化學上,內源性大麻素跟大麻沒什麼不同,它與吸食大麻的感受類似,它除了能降低焦慮和疼痛敏感度,也帶給跑者快感。

3. 消耗熱量有助燃脂

許多人利用跑步減肥,以60公斤的人在平地慢跑30分鐘來算,可消耗246大卡熱量(此數值因每個人身體狀況及基礎代謝率不同、環境中地形坡度和風向而各異)。雖然跑步並不是消耗熱量最高的運動,但相較於其他低強度運動,跑步更能增進「後燃效應」,讓身體在停止運動後還繼續消耗氧氣、熱量來燃脂;況且它的投入門檻最低、方便性高,成為許多人運動減肥的首選。

跑步瘦身的更多好處請見《4個理由告訴你 為什麼跑步是瘦身最佳選擇》

跑步燃脂
相較於其他低強度運動,跑步更能增進「後燃效應」

4. 對骨骼關節好

別再說跑步傷膝蓋了!一項針對10萬名跑者與步行者的研究發現,跑步並不會增加骨關節炎的風險,即使是常規地跑全程馬拉松的人也不會。更進一步,研究顯示跑者患有膝蓋關節炎的可能性是步行者的一半。研究結果令人驚訝,事實上,當跑者在正確的姿勢下每一次著地,都是對骨骼和軟骨施加壓力,讓它們更強而有力地回彈;反而步行、飛輪有氧、游泳等運動並沒有跑步帶來的骨骼益處。

5. 訓練人體最大肌群

腿部肌群是人體最大的肌肉組織群,不只能幫助走動,更可以幫助人體的血液循環、保護膝蓋與瘦身,正因如此,大腿肌可說是你的第二個心臟。而跑步對大腿內側和外側、臀大肌、股四頭肌、大腿後肌(膕旁肌)和小腿後肌(腓腸肌和比目魚肌)都能訓練到。

腿部肌力的更多好處請見《大腿肌是你的第二個心臟》

跑步使用臀部及腿部肌群
跑步使用到許多臀部及腿部肌群

6. 對核心肌群有益

跑步不只對腿部肌肉有幫助,如果姿勢與出力點正確,跑步還能雕塑核心肌群。無論你想挑戰六塊肌、腹直肌、還有更深層的核心肌肉,包括腹斜肌、豎脊肌、腹橫肌,跑步都可以幫助到,並促使這些深層肌肉穩定脊椎。

7. 讓專注力集中

許多跑者會發現,獨跑時能讓他專注地思考和解決問題,主因從忙碌壓力大的工作環境中抽離,以跑步暫時休息一下,可幫助恢復精神和洞察力。而越來越多研究證實,冥想可以增加大腦負責對資訊深入處理的「灰質」數量、改善注意力,並對抗憂鬱和焦慮情緒。

8. 增強記憶力

有研究顯示,定期進行跑步之類的有氧運動,可增加「灰質」數量、以及大腦負責掌管記憶及空間定位的「海馬迴」體積,進一步鍛鍊控制語言的大腦區域。也就是說,如果你常跑步,也許能更快地找出你想表達的詞彙、減少「話在嘴邊卻忘記」的初老現象。

有氧運動與初老現象的研究詳情請見《研究發現:有氧運動提高記字詞能力 避免「舌尖現象」》

9. 隨心暢跑、幫助放空

跑步時可以思考,更可以放空。專家指出,跑步時的學習曲線不會像其他身體活動那麼多,例如舞蹈團課、重量訓練、CrossFit或是瑜伽。另一方面,跑步不像游泳那麼依賴環境,是個再自然不過的運動,所以你再跑步前也不需要多加思考就能開始進行,是一項「說走就走」的運動。

10. 促進社會參與

路跑、越野跑風行,跑步圈可說是一個強大的社群。現在各地區都有不同特色的跑團,不只能找到志同道合的跑友,良好的氛圍更能讓你備感溫馨,同時得到身心上的支持,對跑者的好處是無法估量的。

跑團
跑團能找到志同道合的跑友,得到身心上的支持

11. 短時間就能延年益壽

承第一項好處所提及的研究,你不用跑全馬、半馬才能讓自己多活幾歲。事實上,每週只要跑不到50分鐘(即每天5-10分鐘,相當於每週跑5公里),就能降低27%總體死亡風險;並使心血管疾病死亡風險降低30%、所有類型癌症致死的風險降低23%。而大家都知道,盤據國人死亡人數前兩大頭號殺手正是心血管疾病和癌症。

資料來源/SHAP.COM、國民健康署   
責任編輯/Dama 

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基礎代謝率

2016-05-16
知識庫觀念減脂增肌瘦身運動生理

基礎代謝率是維持人體生命,最低限度所需的熱量,即使人一天什麼都不做,身體自然會消耗這些熱量,這些熱量的消耗主要有四成來自肌肉,四成來自身體器官,這些消耗的熱量完全只是為了維持生命,而且整天人體的總消耗熱量=基礎代謝(60%~70%)+活動消耗的熱量(15~30%)+食物熱效應10%。唯有消耗超過總消耗熱量才會減少脂肪,而非減少熱量攝取,更不該攝取低於基礎代謝率的熱量。

過去「錯誤」的觀念認為,只要攝取的熱量低於基礎代謝率,就會讓身體自動去燃燒脂肪,達到瘦身的功效,但是人體的保護機制,並不會聰明到跟自己所設想的一樣,當攝取過低的熱量時,身體自然會降低基礎代謝率,並且在這極少的熱量中,儲存一部分的熱量轉換成脂肪,以免身體機能出現問題時,沒有預備的熱量可以使用,這時候反而更容易增加體脂肪的量,導致體重上升。這樣的錯誤的方式也非常危險,當身體為了保持能量過度降低機能時,就容易造成器官功能失調與抵抗力低下等問題。

基礎代謝率的算法有兩種,利用公式計算或是利用體脂計測量,一般來說建議利用體脂計測量,雖然仍舊有誤差,但是比起公式來說,誤差相對比較小,另外基礎代謝率也會隨著連年紀的增加而減少,在發育期時,是基礎代謝率最高的一段時間,這時候身體需要大量的能量,身體的各項器官快速得運作,但隨著年齡增長,各項器官與肌肉功能變差,熱量的消耗也自然減低,基礎代謝率自然下降。

所以為了減少體脂肪的行程,最好的辦法還是攝取完善且熱量充足的飲食,並且搭配運動,讓運動所消耗的熱量大於「總消耗熱量」才有辦法真正減少體脂肪,也不會影響到身體的狀況,唯有這樣的方式才是正確的熱量攝取方式。

©ShutterStock

參考資料

1.《運動健身知識家》,旗標出版公司出版 (2015)
2.《運動生理學》,新文京出版公司 (2014)
3.《肌力訓練解剖學》,合記圖書出版公司 (2015)
4.《肌力訓練圖解聖經》,旗標出版公司出版 (2015)

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