咖啡因是在咖啡和茶類飲料中自然存在的一種興奮劑，同時，它還會添加到其它食品中例如常見的能量飲料和蘇打水等。由於攝取咖啡因可增加大腦中的化學物質，從而改善情緒、消除疲勞並增強注意力等好處，因此，就會有許多人開始飲用含有咖啡因的飲料開起一天的工作節奏，以及從下午昏睡的狀態下清醒過來。

但你有發現當隨著時間的累積，咖啡因對於腦部的刺激就不再那麼明顯，這是因為我們的身體出現了對咖啡因的耐受性，這樣的狀態也會影響到運動表現的能力，接下來我們將介紹咖啡因如何產生刺激作用，以及咖啡因耐受性對於運動表現有什麼影響。

咖啡因耐受性發展

咖啡因（caffeine）主要通過血腦障壁（blood brain barrier）阻斷大腦的腺苷受體（adenosine receptor）發揮作用，這些受體在睡眠、喚醒和認知方面起著重要的作用。通常稱為腺苷（Adenosine）的分子與這些受體結合，從而抑制腦化學物質例如多巴胺的釋放，這種化學物質會增加喚醒並促進清醒。另外，通過阻斷腺苷與其受體的結合，咖啡因可增加這些刺激性大腦化學物質的釋放，進而減少腦部疲勞狀態並提高機敏性。

有一項研究表明，高咖啡因劑量可以阻斷大腦中高達50％的腺苷受體，並說明咖啡因的刺激作用發生在食用該物質的30-60分鐘內平均持續3-5小時，但一天內是否可反覆讓咖啡因產生這樣的刺激？根據1980年代的一項開創性研究報告指出，經常食用咖啡因會增加人體腺苷受體的產生，從而增加腺苷與這些受體結合的可能性，因此，反覆食用咖啡因會降低其效能，這也就是為何越喝越沒感覺得原因。

影響運動表現

有多項研究都表明，食用咖啡因可改善肌肉強度和力量外，還能延緩運動產生的疲勞性。但這些咖啡因所造成的優勢，有可能因為長期或高頻率的攝入而降低效能。在一項為期20天的咖啡因耐受性研究找來11個人來進行研究，分別採用一項交叉、雙盲、安慰劑與對照的實驗，讓它們連續20天攝取3mg/kg/天的咖啡因，而在另一種治療中，他們攝取安慰劑20天服用不透明膠囊中的每種物質，在膠囊攝入後45分鐘開始進行實驗。實驗的結果發現，與安慰劑相比有食用咖啡因的人，在兩次運動測試中的前15天提高了4-5％的循環力，但隨後的效果卻下降了。

克服咖啡因耐受性

因為咖啡因所造成的身體耐受性，可以透過減少攝取量以及不經常食用的方式來進行克服，或是攝取比平常更多的咖啡因也可幫助短期內克服耐受力。在一項針對咖啡因情緒和認知的影響的研究報告中指出，研究人員檢查了咖啡因對每天喝咖啡的17個人的自我報告，受測者被告知要像平時一樣喝咖啡或者戒掉30小時，然後再服用含有250 mg咖啡因的藥丸或安慰劑，最終發現咖啡因與安慰劑相比，可以改善受測者的注意力和記憶力，即使他們不戒咖啡也是如此；這個研究結果表明，在每天都有喝咖啡的人，只要比平時多攝取一點咖啡因也能帶來這些好處。

但是，無論在哪種情況之下都不建議持續增加咖啡因的攝入量，就算比平常多攝取一些咖啡因會有某些好處，因為，大量的攝取咖啡因對於身體來說時分的危險，再加上咖啡因的攝取量是有上限的，過多的攝取不見得能一直為身體帶來好處。

安全的攝取量

透過多個研究報告指出，以目前全世界健康的成年人，每天咖啡因平均攝取量大約為400毫克，幾乎都超過每日300毫克的安全攝取上限，而孕婦每天攝入咖啡因量不應超過200毫克，咖啡因的攝取不單單是與喝咖啡有關，有許多膳食補充劑（例如鍛煉前補充劑和燃脂器）以及一些非處方止痛藥（例如Excedrin或Midol）都含有咖啡因；這些產品中的咖啡因可以是人工合成也可是天然來源，另外，純黑巧克力每28g也都含有16毫克的咖啡因，因此，你大量食用黑巧克力也等於攝取大量的咖啡因，對於這點你不得不多加注意食品成分標籤。

結論

在現今的社會或多或少都會攝取到含有咖啡因的食品或飲料，例如咖啡、茶或是能量飲料。當我們定期的飲用這些飲料，會增加大腦內的腺苷受體使更多的腺苷分子結合它們，之後隨著時間的增長，就會開始降低你身體對於咖啡因刺激作用的耐受性；為了能避免這個現象發生，你可以透過減少每日的攝取量或攝取頻率，例如原本每天攝取一次改為每週攝取一次；而不建議短期間內大量的增加咖啡因攝取量來降低其耐受性。

資料參考／draxe、NCBI

責任編輯／David

蛋白質對於運動表現與運動體能的重要性，從古至今一直都是科學家、營養學家、教練以及運動員之間，最熱門討論的運動補給話題，長期以來蛋白質也與肌肉力量與強度有著十分緊密的關聯性，這也正是因為肌肉的組要成分為蛋白質，因此，似乎增加蛋白質對於肌肉的成長與修復，有著不可分割的邏輯性。

為何需要蛋白質？

或許你不清楚蛋白質是構成人體內每個細胞和組織結構的一部分，以平均而言，蛋白質佔你總體重的20%左右，同時，蛋白質也是人體新組織生長、形成、修復和調節許多代謝途徑所必需的營養素，另外，它也被用來製造人體酶以及各種激素和神經傳導物質；蛋白質也是維持組織中最佳的液體平衡，將營養物質進出細胞、運送氧氣和調節血液凝結作用。

運動與蛋白質需求關聯

有許多關於重量訓練及耐力運動的研究表示，每日攝取0.75g/kg的蛋白質攝取量，是不足以滿足有規律運動和訓練的人，必需要額外的補充蛋白質才能支援在運動過程中和後所增加的蛋白質分解，並促進肌肉組織的修復以及生長；這是因為運動時會觸發一種酶的活性，這種酶會氧化肌肉中的關鍵胺基酸將其當做燃料來源；因此，當你的運動訓練強度越大及訓練時間越長時，就會有更多的蛋白質被分解為燃料，所以，不同的運動項目就會有不同的蛋白質補充需求。

初學者需要更多蛋白質

你是否也認為越資深的人需要的蛋白質量越高？其實，這點與一般人的認知剛好相反，當你開始重訓時，體內的蛋白質需求量會隨之增加，這是因為蛋白質的更新率被提高的緣故，有研究表示，當訓練超過三週之後，我們的身體就會開始適應運動訓練這件事，並變得更有效的回收蛋白質，當分解的蛋白質被稀釋放置回胺基酸池中就能再次的被利用，這時身體也更能有效的保留蛋白質。另一項研究也發現，健身新手每公斤體重所需的蛋白質量，比資深的人要高出40%左右。

你需要多少蛋白質？

一般來說低強度的運動（最大攝氧量小於50%）在蛋白質的需求上並不用大量的增加，因此，習慣久坐的人以及業餘型運動員，蛋白質的需求量可以設定為每公斤體重0.75克/日，美國運動醫學院建議，如果是耐力型運動員在蛋白質的需求量可以抓至每公斤體重1.2-1.4克/日，但當進行更高頻率、更長時間或高強度的耐力訓練時，較高的蛋白質攝取量也是適合的。這些建議攝取量可以依據個人的需求以及經驗來進行調整，例如在進行阻力訓練之後，採用較高的蛋白質攝取量是相對適當的，通常會建議每公斤體重1.4-2克/日的範圍之內，簡單來說，蛋白質的攝取必須按照你的訓練方式以及訓練設定來進行調整，以上這些範圍都只是當作參考。

資料參考／muscleandfitness、draxe

責任編輯／David

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。

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！

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