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  • 運動強度高低將會影響大腦內的神經功能?
1
運動強度對身體的影響
運動強度高低將會影響大腦內的神經功能?
2
不同蛋白質的來源與胺基酸組成比例有何關聯?要肌肉量增加的你必需要了解
3
用進廢退論的演化模式──肌力訓練的重要性
運動星球
運動星球

運動強度高低將會影響大腦內的神經功能?

2020-02-07
話題 運動生理 新知 觀念

你知道運動的強度也能做為神經系統和精神疾病的治療策略嗎?根據一項新的研究首次表明,低運動強度和高運動強度,都將會影響我們的大腦功能。研究人員使用靜止狀態功能磁共振成像(Rs-fMRI一種無創技術可以研究大腦的連通性),發現低強度運動會觸發參與認知控制和注意力加工的大腦網絡,而高強度運動主要是刺激腦部神經參與情感方面的處理。

運動強度會影響腦部神經
運動強度高低將會影響大腦內的神經功能?

大腦與運動強度

這項研究的主要研究人員為理學碩士-安吉利卡·史密特(Angelika Schmitt)和德國波恩大學醫院放射科功能神經影像學組醫學博士-亨寧·博克(Henning Boecker),透過研究之後兩人皆表示:我們認為功能性神經影像學,將對揭開人腦內神經連貫相互作用,產生極為重大的影響;然而,透過這些新穎的研究方法,使得我們能夠直接觀察一群運動員們的大腦,而且也更為重要的是能透過這些儀器,了解從久坐不動到健康生活方式之間,我們的大腦結構和功能動態的變化。

這項研究使用增量跑步機,分別針對25名男運動員進行測試並個人評估,在不同的日子裡他們分別進行了30分鐘低強度和高強度的運動訓練,在運動之後研究人員使用靜止狀態功能磁共振成像(Rs-fMRI),檢查與特定行為過程相關的不同大腦區域的功能連接性,此外,所有參與實驗的運動員也分別完成一份測量運動前後的正面和負面情緒的問卷。

如何加強運動強度?
透過最新的研究將發現,運動強度有可能會影響我們的大腦結構和功能動態的變化。

情緒的變化

研究之後的行為數據顯示,在分別經過兩種運動強度後,腦中積極情緒均顯著增加,而消極情緒皆無明顯的變化;同時,在Rs-fMRI測試的結果裡也表明,進行低強度運動之後會導致認知和注意力相關的神經功能連接性增加,另一方面,進行高強度運動訓練之後,腦中神經對於情感的功能性加強,但也造成運動功能在腦中神經的連通性降低。

透過這項最新的研究報告結果,研究人員也指出,這是第一項報告運動強度對靜止大腦內,特定功能與神經連接間所產生的明顯影響;也因為這樣的研究報告,讓運動與大腦該領域的未來研究有更多的數據及方向,能有助於提供神經生物學證據;並說明哪種運動強度最適合某些神經或行為調節,甚至在未來也能成為幫助一些情緒性患者或增強腦部功能的治療方式。

資料參考/self、generationiron

責任編輯/David

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運動星球
運動星球

不同蛋白質的來源與胺基酸組成比例有何關聯?要肌肉量增加的你必需要了解

2019-09-02
知識庫觀念飲食方式運動補給增肌補帖減脂增肌運動生理

我們都知道足夠蛋白質的攝取量,對於運動員或一般人的肌肉生長及發育十分重要,只要提高了蛋白質的品質,就能促使其更有效的肌肉蛋白質合成(MPS)是胺基酸的存在,一般來說蛋白質的來源有兩塊,分別為動物性蛋白質與植物性蛋白質,前者可以從肉類、蛋類、奶類與海鮮類取得;後者可由豆類、核果類與五穀根莖蔬菜類獲得,兩者之間胺基酸組成的類型和比例不同。

常見的動物性蛋白質與植物性蛋白質,胺基酸組成的類型和比例將有所不同。

蛋白質和胺基酸

胺基酸是生物學上重要的有機化合物,由胺基(-NH2)和羧基(-COOH)的官能團,以及連到每一個胺基酸的側鏈組成;而胺基酸也是構成蛋白質的基本單位,它賦予蛋白質特定的分子結構形態,使其分子具有生化活性,包括催化新陳代謝的酶又稱「酵素」。

在人體內的蛋白質是由20個胺基酸所構成,其中9個為必需氨基酸(EAAs)和11個非必需氨基酸(NEAAs)組成;然而,由於EAAs不能由身體生產必須來自我們吃的食物所獲得,從我們的飲食中獲得的必需氨基酸包括纈胺酸(Valine)、甲硫胺酸(Methionine)、亮胺酸(Leucine)、異亮胺酸(Iso-leucine)、蘇胺酸(Threonine) 、賴胺酸(Lysine)、色胺酸(Tryptophan)和苯丙胺酸(Phenylalanine);而兒童發育時還需要額外的必要胺基酸為組胺酸(Histidine),經過長時間的研究發現,它也是成年人不可或缺的必要胺基酸之一。

由於9個必需氨基酸(EAAs)不能由身體生產,必須來自我們所吃的食物中獲得!

一般來說大多數動物性食物來源的蛋白質,都含有適量的所有必需胺基酸(EAAs),這些也被稱為完整蛋白質,而來自植物性來源的食物通常會缺少一種或多種必需胺基酸,進而產生出不完整的蛋白質。因此,植物性蛋白顯示出特定胺基酸的限制,包括賴胺酸(Lysine),甲硫胺酸(Methionine)和色胺酸(Tryptophan),這限制了蛋白質在體內的功能;根據一些研究發現,動物和乳製品的蛋白質含有最高量的EAAs,適合在訓練後用於蛋白質合成和肌肉生長。

總體而言,蛋白質的品質是指它在刺激肌肉蛋白質合成(MPS)和促進肌肉生長方面的有效性;這是許多成年人、運動員和健身愛好者們最關心的蛋白質攝取量,另外,還有部分的研究表明,有三種必需氨基酸主要負責調節蛋白質平衡。

肌肉生長三大胺基酸

我們知道了胺基酸提供蛋白質修復、重建骨骼肌和結締組織的能力;雖然所有必需氨基酸(EAAs)都對此功能很重要,但有三種必需胺基酸有起主要的作用,這三個分別為亮胺酸(Leucine)、異亮胺酸(Iso-leucine)和纈胺酸(Valine),被研究出有調節蛋白質代謝、神經功能、血糖和胰島素調節。

另外,亮胺酸(Leucine)、異亮胺酸(Iso-leucine)和纈胺酸(Valine)也是我們常見的支鏈氨基酸(BCAAs)內必要的成分,這也是肌肉蛋白質合成(MPS)的關鍵成分;當我們食用BCAAs時它們會迅速進入血流並為肌肉組織提供,高濃度的胺基酸成分用於肌肉修復和生長。這也就是為何許多的運動員或是健身愛好者們都會選擇補充BCAAs的關鍵原因。

雖然,研究已經鑑定出前三種必需氨基酸對於肌肉成長有幫助,但似乎亮胺酸(Leucine)對於肌肉生長和纖維強度是較為優秀的,透過一些研究的報告發現,在兩餐之間單獨攝取亮氨酸,就可通過增加肌肉組織中的濃度來延長蛋白質合成效率,因此,有許多的運動營養師都會建議運動員們,在餐與餐之間攝取較高含量的亮氨酸做為補充。

亮胺酸(Leucine)、異亮胺酸(Iso-leucine)和纈胺酸(Valine)是我們常見BCAAs內的必要成分。

EEAs攝取量

必需氨基酸(EEAs)被認為在6-15g劑量範圍內,能有效的增加肌肉蛋白質的合成,同時,每餐攝取1-3g的亮胺酸(Leucine) 似乎也對於刺激肌肉蛋白質合成佔有十分重要的地位。另外,支鏈氨基酸(BCAAs)內含重要的三種胺基酸:亮胺酸(Leucine)、異亮胺酸(Iso-leucine)和纈胺酸(Valine);似乎單獨或共同食用將能刺激蛋白質的產生以促進肌肉生長和修復。

雖然有研究表示,單獨使用更多劑量的亮氨酸,可以延長蛋白質合成效率和刺激肌肉生長,但它也有表明,透過均衡攝入所有必需氨基酸(EEAs)更可促進肌肉增長。所以,在適當的時間點使用足夠量的亮胺酸(Leucine)與BCAAs,就能加強促進肌肉蛋白質合成(MPS)的增加。

根據上面所說的研究報告,大家都知道肉蛋白質是人體必需氨基酸(EAAs)的豐富來源,同時,肉類蛋白質內也含有高濃度的亮氨酸,例如30克份的牛肉蛋白質,就可以刺激年輕人和老年人的肌肉蛋白質合成(MPS)效率;另外,肉蛋白質還含有優質微量的營養元素和礦物質,這包括鐵、B12 和葉酸,慢性研究也顯示肉類蛋白質有助於增加肌肉量和減少脂肪量,而肉類蛋白質也是一種叫做肉鹼的分子的豐富來源,它能有助於減少因運動訓鍊所造成的肌肉損傷。

結論

攝取正確的好蛋白質來源,對於增強肌肉和減少脂肪來說非常的重要,但似乎並非所有的蛋白質來源都相同,因此,建議大家在攝取蛋白質時能多注意必需氨基酸(EAAs)的含量,如果你想要攝取支鏈胺基酸(BCAAs)做為補充品時,也要特別注意我們蛋白質來源中的高濃度亮氨酸,因為,它將會是我們肌肉生長、強度與恢復重要的胺基酸。

資料參考/draxe、bodybuildin

責任編輯/David

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鄭匡寓
鄭匡寓

用進廢退論的演化模式──肌力訓練的重要性

2016-10-24
運動部落鄭匡寓知識專欄運動生理

從開始跑步、運動至今,常常有人問:「爬山跟跑步不是會傷膝蓋嗎?」這是很簡單的科普問題,卻也是常態以來最大的迷思。

當考古學家接連找出原始人如智人、南方古猿,或我們稱為直立人的骨骼時,演化生物學家與科學家都樂透了!他們解出了最好也最關鍵的問題──為什麼人類可以站起身來?

從蹲踞式行動的猿人、原始人進入到依靠雙手狩獵採集的直立人,歷經了非常漫長的過程。起初,這些猿人是為了更方便使用上肢而有偶然式的站立動作,例如取石作大動作投擲、爬樹前抓穩樹枝、舉起雙手恐嚇外族等等 (或許可以把小狗跳起身使用上肢向主人乞討食物當成一個例子)。

開始使用上肢只是一個契機,然而經過取物、拖帶物、甚至是攀高的動作後,直立的動作就從短時間行為漸漸地延伸,最後早期人類使用雙手作為『取拿搬扛』等動作,而不再成為行動四肢,當人類開始直立之後,自體負重就成為演化關建。人直立的關鍵不是為了負重,而是為了使用上肢。終其一生,人類就算是痀僂著背,雙手仍是常保靈活。

常用的會進化,不用的就會弱化或失去功能。譬如我們的尾椎與盲腸就是最好的證據。

我想再高一點,但無法一直長高

人類的骨骼成長,女性約莫是十八到二十歲,男性約莫是二十到二十五歲就會結束,這也是為什麼大人都會說:「男生當兵還會長高。」但事實上,這取決於基因、營養跟載重問題等等複雜因素。

骨骼完整成長之後不久,骨架就會每年流失骨質直到死亡。但還好的是,骨骼本身有自我修復的功能。當骨骼經過外力刺激而有輕微的變形,骨骼會自我進行修復,並填充新鮮的骨質。而過度的外力刺激就是我們所說的疲勞性骨折等等。

©kalytera.co

美國運動醫學會調查,從小培育的網球選手,從十多歲開始培育之後到成年,他的運動慣用手的骨質比另一隻手高出百分之四十。亦有生物學家作過研究,紅毛猩猩在完全沒有樹枝、攀爬地形的環境成長,骨質疏鬆狀況會加速惡化,但把一些假山造景攀爬樹枝還給他們之後,這些紅毛猩猩人猿的骨質問題有大幅度的改善。

©Timothy Allen/BBC 2010

所有動物都無法在骨骼完成生長後,還盼望能繼續長高。但骨質透過刺激卻能一直更新,骨質無法完成更新與修復的原因,一個是過度的刺激導致毀損斷裂,一個是你完全不運動。

正如我們常說的『沒有買賣就沒有傷害』,同理可證『沒有刺激就沒有修復』。甚麼是輕微而又不過度的刺激,簡單地說,就是運動。為什麼太空人在不進行任務操作時要多行重量訓練?因為無重力狀態在他們值勤回到地球後,骨質疏鬆的問題已經到達危險的等級。

有外力刺激,就有來自內在的修復能力。有來自病毒的感冒,就有來自身體自癒的巨噬細胞與殺手T細胞。

骨質疏鬆是演化問題,不是老年疾病?

人們的骨骼完成生長後,除非持續保持輕微的外力刺激(運動)並搭配食用含豐富鈣質的食物,否則隨著年紀漸長就會出現骨質疏鬆的問題。女性比男性更甚。

骨骼細胞有兩種主要細胞:成骨細胞與噬骨細胞。噬骨細胞的主要功能是『分解老舊骨骼』,成骨細胞的重點就是創造新骨骼。簡單地說就是為了打造堅固的高牆,身體必須先將老舊牆面打掉再行重建。但隨著年紀漸長,人們不再進行運動、飲食上出現問題,噬骨細胞會持續增生、並繼續執行它『分解老舊骨骼』的工作,但也因為沒有外力刺激了,成骨細胞就不會再增生。最後噬骨細胞過多,而無法及時修復,一當過了安全指數就出現骨質疏鬆的情況,因為跌倒而骨骼斷裂、或產生我們所說的老年駝背問題 (簡稱叫老鬥縮)。

科學家不只一次指出,原始人、智人與直立人,在他們的殘骸骨骼上找不到骨質疏鬆的毛病,許多骨骼雖然經過風吹蝕化的問題,但仍保持著強健的骨質。這代表著兩件事,許多原始人還沒老到足以產生骨質疏鬆的問題就死亡;第二,即使是老死的原始人,依舊保持著良好的運動習慣。前者的說詞很快就被後者的證據推翻掉,而其實我們都知道,原始人還不知道甚麼叫作重量訓練、肌力訓練。

©1zoom.net

他們只知道搬移、投擲、長距離健行與推動拖拉使力,即使是臨老或不堪狩獵的老者、婦女、幼童等,即便是攀爬或是過活都比每天坐在電腦桌前更有活動力。

肌力訓練或重量訓練的第一好處:變得更健康

百分之一百二十的人聽到重量訓練跟肌力訓練的第一個念頭,會變成六塊肌、粗手臂、阿諾、健美先生、金剛芭比或者是變成浩克?

年輕時的阿諾·史瓦辛格 ©geek.com

通常要達到以上想像的等級,需要的是循序漸進的長時間鍛鍊、強調成為壯漢的飲食方法、以及基因、還有伽瑪射線。

維持健康的最佳方法之一就是,簡單二十到三十分鐘的運動,輕微的肌力訓練或是重量訓練。這是不求功能性、純粹只追求健康的最低底線,包含跑步與登山、舉啞鈴或是單槓等等都是肌力上的訓練。你需要的是維持運動習慣、而不是偶然興起、或完全不運動。

人類從站立以來就開始進行負重、支撐軀幹的運動,但因為過長時間的坐臥與沒有外力刺激(運動),致使我們逐漸失去支撐軀幹、身體的能耐。但這些失去的能耐,透過運動與肌力訓練得以有效的恢復與提升。人體的奧秘之一快速適應,短則幾週,長則幾個月,人體就能恢復適合進行運動或是維持健康的體能。

©nof.org

人的肌肉與骨骼都是用進廢退論的演化,透過外力刺激,肌肉骨骼會更強健,並能負擔更大的重量。但如果你的重點只是維持健康,那麼就不是加重,而是常態維持外力刺激,也就是我們所說的養成運動習慣。

爬山跟跑步會傷膝蓋嗎?如果運動方式或是技巧錯誤會有可能。但如果你維持著健康的運動習慣,膝蓋也許比你的牙齒還要硬朗。

順道一提,阿諾·史瓦辛格從15歲開始他的健身生涯,你看得出來他已經要70歲了嗎(1947年生)?只要開始運動,幾歲都不嫌晚。

©Arnold Schwarzenegger

[編者註] 用進廢退說 (use and disuse)

拉馬克主義(英語:Lamarckism)也稱做拉馬克學說,或是拉馬克式演化。這個理論是由法國生物學家拉馬克於1809年發表的《動物哲學》(Philosophie zoologique,亦譯作《動物學哲學》)首先提出,其理論的基礎是「獲得性遺傳」(Inheritance of acquired traits)和「用進廢退說」(use and disuse),拉馬克認為這既是生物產生變異的原因,又是適應環境的過程。

用進廢退說:拉馬克認為,生物經常使用的器官會逐漸發達,如鐵匠的手臂較粗,而不使用的器官會逐漸退化。(維基百科)

關於鄭匡寓因為減肥而開始運動,從此就戀上跑步。
透過呼吸、心跳與疲勞的雙腿體驗真實存在的美好。
多年研究運動科學及跑步技術,每天都在追求更進步的自己。
同時是個患有癲癇的運動員,所以深深期望推廣健康運動給每一個人。

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鄭匡寓

因為減肥而開始運動,從此就戀上跑步。透過呼吸、心跳與疲勞的雙腿體驗真實存在的美好。多年研究運動科學及跑步技術,每天都在追求更進步的自己。同時是個患有癲癇的運動員,所以深深期望推廣健康運動給每一個人。

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