相信有你我都有經歷過延遲性肌肉痠痛的過程，但我們之間的某部分人似乎在這個症狀上，比其的他要人更糟糕，難道是因為他們在訓練的過程中特別努力嗎？這個問題的答案：也許是吧！但是基於一些早期研究，延遲性肌肉痠痛(Delayed onset of muscle soreness,簡稱DOMS)的延重程度，似乎基因與性別可能是罪魁禍首。

何謂DOMS？

在我們深入研究這個主題之前，讓我們先回顧一下DOMS究竟是什麼(有關DOMS更深入的文章，請點這篇)，簡單來說DOMS主要是在運動時肌肉纖維，因為反覆離心收縮造成微小損傷，所產生的發炎反應，通常會在運動完後8~24小時之後開始產生，雖然DOMS的確切原因尚未確定，但研究人員發現它可能來自以下一個或多個因素：

1.在訓練期間進行不習慣的運動動作。

2.進行一個超過原本肌力的強度訓練。

3.進行反覆離心收縮的肌肉運動。

還有一些研究表明，DOMS因為是由運動導致肌肉組織中被撕裂的微小現象，換句話說，它可能就是實際的肌肉組織損傷，讓你在訓練幾天之後感到肌肉疼痛。那麼，有些人比其他人更容易造成DOMS的狀況，這樣的差異性似乎是與遺傳和性別有關。

基因在肌肉痠痛中的作用

對於運動後遺傳和肌肉酸痛的研究表明，基因可以在你獲得的肌肉疼痛方面，發揮其重要的作用，但這至少涉及兩個重要基因：ACTN3基因(蛋白質編碼)與肌球蛋白輕鏈激酶(Myosin light-chain kinase,簡稱MYLK或MLCK)，每個代碼都代表一種在DOMS中起作用的蛋白質。

ACTN3

α-輔肌動蛋白-3蛋白(ACTN3)基因對肌肉組成很重要。它會影響肌肉蛋白質的形成方式，並在快速肌肉纖維中發現。 快速抽搐肌纖維對於速度和力量是重要的，而不是耐力，其受慢肌纖維的影響。科學家發現ACTN3基因與運動表現有關，人類可以有三種類型的ACTN3基因XX、RR和RX；具有XX形式的基因的人具有ACTN3蛋白的缺乏，而是產生更多的ACTN2蛋白，根據研究發現ACTN2似乎與耐力有關，而ACTN3與力量、速度和快肌纖維有關，具有RR或XR形式的基因的人產生更多的ACTN3蛋白，並且在力量和速度方面比耐力更好。

因此，換句話說ACTN3蛋白的缺乏可能意味著速度和功率的降低，或者它可能表現出更好的耐力，儘管他們仍然強壯有力，但是ACTN3較少的人必須更加努力地提高力量和力量。但這與DOMS有什麼關係？ACTN3蛋白可以減少由離心收縮肌肉所造成的損傷，因此，ACTN3缺乏的人相對來說比一般的人，更容易造成肌肉損傷引發更大量的疼痛。

這一切都表明，有些人可能傾向於力量和速度超過耐力的表現能力，在一項研究「ACTN3基因型與人類精英運動表現相關」的報告中，發現幾乎沒有任何基因分型的優秀運動員缺失或缺乏編碼該蛋白質的ACTN3基因。這項有力的研究表明，該基因可能有利於衝刺和為運動員提供動力，如果你沒有它可能會受到部份的運動成效限制，研究人員還接著表示，α-輔肌動蛋白-3(ACTN3)可以進化優化，以最大限度的來減少由於離心收縮造成的肌肉損傷。 另外，有更多的證據表明ACTN3基因在保護身體免於疼痛方面的重要性，一項對馬拉松運動員進行比較的研究發現，缺乏ACTN3的基因的人，在進行長距離耐力型比賽如馬拉松之後，會產生更多的肌肉損傷狀況。

同樣，研究人員在進行的另一項類似研究中顯示，缺少ACTN3基因的鐵人三項運動員，在參加半程鐵人三項比賽後，容易造成肌肉受損的現象比別人要多。簡單來說，ACTN3可以讓你成為更好的力量和速度運動員，並保護你免受肌肉損傷；但如果你的身體基因缺乏它你可能更容易造成DOMS。

肌球蛋白輕鏈激酶

除了α-輔肌動蛋白-3蛋白(ACTN3)基因對肌肉組成很重要外，另一種叫做肌球蛋白輕鏈激酶基因(MLCK)的基因也可能對運動引起的肌肉損傷產生影響，從而對肌肉的痠痛產生不小的影響。根據一項對MLCK基因進行了類似於ACTN3的研究，比較了馬拉松運動員他們的血液中的MLCK基因，一些被發現是CC純合子和其他CA雜合子的MLCK基因，純合子具有兩個相同的基因等位基因CC；雜合子具有兩個不同的基因等位基因C和A。

在一場馬拉松比賽之後，CC純合子的肌肉力量低於CA雜合子，因此，研究人員發現CC純合子在比賽後造成更多的肌肉損傷狀況，這些肌肉損傷較多的馬拉松運動員，在馬拉松比賽之後也有更多的肌酸激酶血清(Creatine Kinase,簡稱CK)，而CK是產生DOMS的標的物，一般來說當CK濃度升高時就表示肌肉已經產生受損的狀況。

性別與荷爾蒙

DOMS研究的另一個有趣結果，是它可能與性別和荷爾蒙的差異有關。由於女性荷爾蒙雌激素水平較高，一些研究人員認為女性可能不太容易因運動而受到肌肉損傷；有一些相關研究表明，女性的靜息血肌酸激酶濃度皆低於男性，但是從某些研究中發現，實際上有部分的女性比男性更容易受到DOMS，但她們通常比男性恢復得更快。最近的研究結果中也存在一些差異，這使得很難得出關於性別和DOMS的確切結論，因此，大多數的研究也表明，女性和男性對疼痛的嚴重程度有所不同。

另一方面，針對這樣的問題有一些研究已經對雌激素進行測試，以確定它是否確實存對抗DOMS的優勢，有個研究對於被實驗的女性指示做下坡跑步的訓練，這些女性被分為有節育或沒有節育這兩組，最後發現兩組都有產生DOMS，但是節育的組的肌酸激酶含量低於沒有節育的這組。研究人員表示，這樣的研究結果可能是由於節育措施導致的雌激素濃度升高，因此，可以保護肌肉免於受到損傷。另外一項研究，次針對女性與男性在完成離心運動後，肌酸激酶濃度與肌肉酸痛的密切關係；在最後的研究報告發現，女性比男性的肌酸激酶活性在運動過程中，更容易升高並且更快的恢復到正常值甚至更低，所以，女性的延遲性肌肉痠痛(DOMS)恢復基本上都只需要24小時，比男性的72小時要快上不少。

資料參考／bodybuilding、draxe

責任編輯／David

跑步是人類與生俱來的移動模式之一，透過近代運動科學的興起以及持續不輟的研究，有關跑步生物力學機制的論文已相當豐碩，然而卻較少研究探討到跑步訓練時，手臂擺動對於能量消耗的影響，以及不同擺臂姿勢或型態對跑步時能量消耗的影響又有多少？

2014 年一篇名為《The metabolic cost of human running: is swinging the arms worth it?》的研究，實際針對跑步時的不同擺臂姿勢對能量消耗的影響進行研究。

他們研究了 13 位年輕跑者，在跑步機上以 11.5 km/h 的速度(每公里配速5分13秒)進行正常擺臂(Normal)、雙手交叉放背後(Back)、雙手交叉放胸前(Chest)以及雙手交叉放頭頂(Head)等 4 種不同擺手姿勢的跑步，並同步收集他們跑步時的能量消耗與動作變化情形。雖然一般跑者很少會把手放在背後或頭頂跑步，但此研究是希望了解，當手臂不正常擺動時，會對跑步動作及能量消耗有什麼影響，因此設定了不同擺放位置。不過值得注意的是，雙手交叉放胸前的擺臂方式，類似於一些習慣將手緊貼胸前並幾乎不擺動的跑者。

雙手放頭頂能量消耗最高

研究發現正常擺臂(Normal)的能量消耗(net metabolic power) (下圖中的灰線) 是最低的，而雙手交叉放背後(Back)、胸前(Chest)以及頭頂(Head)上跑步皆比正常擺臂分別多出3%、9%、13%的能量消耗。

擺臂動作有助減少身體旋轉

這項研究也發現，當跑步時不擺臂，其肩膀與骨盆左右旋轉的幅度會比正常擺臂來的高。雙手交叉放背後、胸前及頭頂分別增加了10%、44%、8%的肩膀左右旋轉幅度以及63%、102%、101%的骨盆旋轉幅度。

此結果反映出，跑步時的擺臂動作有助於減少身體的旋轉。因為擺臂時所產生的力量可與擺腿所產生的旋轉力量相互抵銷，進而減少軀幹的轉動，藉此達到較少的能量消耗。換言之，當跑速增加擺腿力量隨之增加的情況下，擺臂的幅度自然也需要相應的提高，就如同衝刺跑時，我們會自然加大擺臂動作來穩定軀幹姿勢，避免身體過多的旋轉。

結語

跑步時的擺臂是相當重要的，它可以幫助我們抵消擺腿時所產生的旋轉力量，進而減少軀幹的轉動與能量消耗，讓我們跑得更省力。雖然平常跑步時，我們很少會將手放在背後或頭頂，但值得注意的是，當擺臂過小時容易產生像研究中雙手交叉放胸前的姿勢。因此，適度的擺臂，並隨著跑步速度調整擺臂的程度，才能減少不必要的能量消耗。

參考文獻:
Arellano, C. J., & Kram, R. (2014). The metabolic cost of human running: is swinging the arms worth it? Journal of Experimental Biology, 217(14), 2456-2461.

撰文／董智尚、陳韋翰、相子元

*文章授權轉載自《運動科學》網站，原文：跑步時的擺臂對能量消耗有影響嗎？

想要減脂瘦身的你，是否也曾經努力並持續的進行有氧運動？但脂肪反而沒減去多少，肌肉確開始流失！首先，我們要先了解脂肪(Fats)共分為：脂肪酸(fatty acids)、三酸甘油脂(triglycerides)、磷脂(phospholipids)和類固醇(steroids)這四大類，而脂肪酸在人體內是以三分子的脂肪酸和一分子的甘油，所組成之三酸甘油脂的方式被身體所儲存，我們體內大部分的三酸甘油脂都是儲存於脂肪細胞內，其餘小部分儲存於肌肉與肝臟內。另外，三酸甘油脂的利用將要藉由脂肪分解(lipolysis)作用，再形成脂肪酸及甘油，脂肪酸就能立即成為肌肉收縮或其他組織細胞的能量來源，而甘油將被肝臟用來合成葡萄糖，以減少醣類的消耗。

脂肪是如何釋放

我們體內的脂肪(三酸甘油脂)由脂肪細胞內游離出來的速度，即使當身體在運動中也是相當慢。通常脂肪在體內主要被囤積於白色脂肪細胞內，想要將這些脂肪轉變為脂肪酸讓肌肉與組織細胞使用，首先，必須要給於適量的運動刺激，讓交感神經分泌兒茶酚胺(例如腎上腺素與正腎上腺素等)，兒茶酚胺會刺激白色脂肪細胞內的ß3受體，這時酵素之一的腺甘酸環化酶便會活化合成出環磷酸腺甘，接著，將脂肪分解為脂肪酸的酶也會活性化，使脂肪轉變為脂肪酸成為肌肉收縮或其他組織細胞的能量來源。另外，根據一份研究報告指出，堪稱脂肪分解出發點的ß3受體，在39%的人身上相對較少，這也就是說有部分的人，即使進行有氧運動分泌出兒茶酚胺，但ß3受體仍然沒有任何反應，這也就意味著有些人做有氧運動能快速燃脂，有些人確絲毫紋風不動的原因。

運動強度與脂肪關聯

我們經由身體能量的轉換了解，要減脂就必須要藉由脂肪分解(lipolysis)作用，形成脂肪酸及甘油這兩塊，最重要的就是要利用運動來刺激體內的賀爾蒙來加快這個過程，那如果我們將運動的強度增強是否能快速分解脂肪呢？當然脂肪酸氧化的速度會加快，但是乳酸的產量也會增加！因為，我們身體骨骼肌收縮的能量來源是腺苷三磷酸(ATP)，而提供給肌肉細胞使用的ATP路徑有：經由磷酸肌酸分解重新組成的ATP，稱之為磷化物系統又稱ATP-PC；在無氧條件下將醣類經醣解作用產生ATP的稱之為乳酸系統，最終的產物為乳酸；最後一個是利用氧氣將醣、脂肪與蛋白質代謝形成ATP，稱之為有氧系統。我們將運動強度增強就會讓身體進入所微的無氧運動狀態，這時後就會排出大量的乳酸，而乳酸會降低脂肪酸游離的速度，並增加脂肪酸再合成脂肪的速度，接下來碳水化合物就成為能量的重要來源。在中低強度的運動中，血液內的乳酸濃度非常的低對脂肪酸的游離幾乎沒有影響，這樣脂肪的氧化就會成為最主要的運動能量來源，碳水化合物作為能量來源的比例也大幅降低，所以，中底強度的運動比較有利於脂肪分解的效率。

缺乏能量肌肉會減少？

我們之前已經知道脂肪會分解作為能量的來源；然而身體同時還會分解體內的蛋白質和碳水化合物來做為能量的來源，當我們減少熱量攝取又要維持身體運作的同時，體內的胰島素的含量也會成腺出非常低的狀態，這時身體會分泌其它的荷爾蒙－胰高血糖素(Glucagon)又稱為升糖素，是一種由胰臟胰島α-細胞分泌的激素，而促使全身的組織開始分解產生可用的能量，所以體內長時間胰島素過低與升糖素過高對於增加肌肉是不利的。你要知道身體有三個胺基酸的能量來源，當我們增加飲食中的蛋白質，可以減緩肌肉組織的流失，但無法完全停止流失的問題，一般認為當身體能量缺乏的越嚴重，就越會消耗體內的組織來提供能量；所以在減重減脂的過程中不要太過於心急，以至於讓身體的能量缺乏，慢慢的減重這樣肌肉流失就會少多了。

結論

可以看出脂肪分解(lipolysis)作用是個精細而複雜的過程，從脂肪組織中的脂肪細胞開始，再到血液，最後到肌肉細胞的線粒體中氧化供能，完成了脂肪分解作用與能量供給。運動根據運動強度和時間，動脈血漿中的游離脂肪酸會比安靜狀態增加10－20倍；即使是低強度運動，游離脂肪酸也會顯著增加，一般達到安靜狀態的6倍以上，唯有持續運動才能繼續燃脂，越持續運動越分解脂肪供能進而消耗脂肪越多，所以一般建議有氧運動需要持續30-45分鐘以上，畢竟時間短的運動燃燒的脂肪量較少。

資料來源／barbend、draxe

責任編輯／David