【「1天4分鐘間歇訓練!持續燃脂12小時!」是真的嗎?】
身體裡最主要的兩種能量來源是醣類和脂肪,在運動時他們兩者都會依著不同比例燃燒作為能量來源,運動強度愈低燃脂的比例愈高,因為脂肪是高密度的能量,又油又膩,難燒得緊(產能速度很慢),只有在低強度能量需求不高時脂肪才會被大量拿來用。反之,在高強度運動當下,因為能量需求大,脂肪就無用武之地,大都拿醣類來燒,因為它可以快速產生ATP(肌肉可直接拿來用的最小能量單位)。所以在高強度運動當下,燃脂的比例非常低。
但為什麼市面上一大堆強調間歇燃脂的書,然道他們說錯了嗎?
「高強度不是都以消耗醣類為主嗎?為什麼也能燃脂?燃脂的最佳方式不是像LSD這類的訓練嗎?」這是跑友之前聽完課後,過了幾個星期傳來的問題。
剛好抓到空檔把相關知識整理出來,趁此機會解說一下那種以「1天4分鐘!持續燃脂12小時!」為名書的說法並不是噱頭,它是有學術根據的。
根據來源是EPOC,這個字在台灣學術界的名稱是「運動後過量耗氧」(原文為:excess postexercise oxygen consumption)。
【EPOC的解說圖】
試想一下:你在運動前安靜坐在一張椅子上,此時身體的耗氧量很低,即是圖中標記為「Resting VO2」(安靜狀態的攝氧基礎值)的部分,當你經過一小時的激烈的運動後,又再度坐回椅子上,請問剛結束運動的你的耗氧量會比一小時前坐在同張椅子上的你還要多還是少?沒錯,當然是需要更多的氧氣。
我們都有過這樣的經驗:運動結束後,呼吸與心跳還要花上一段時間才能逐漸恢復到休息時的生理狀況。因為在運動結束後,身體的耗氧量並不會馬上恢復到平常值,這些身體在運動後比安靜的基礎值所額外消耗的氧氣量,在運動科學界就稱為EPOC。
其中一張圖是從FIRSTBEAT官網上公佈的White papers資料中截錄下來的,斜線部分就是EPOC,以白話來講就是比平常多消耗的氧氣。
換句話說,就是某些訓練在練完後還能讓身體繼續燃燒,而上述這些書就在教你怎麼練才能達到「靜態燒脂」的最大化。而且經研究顯示,女性從事循環式間歇訓練後的EPOC大都比男性還高,也就是這種短時間高強度的間歇訓練的確具有極佳的燃脂效果。(此結論摘自《ACSM基礎肌力與體能訓練》,頁122~123)
接著可能你會跟我一樣想問:都運動完了,為何身體還要那麼多氧氣?這些多消耗的氧氣拿來做什麼用呢?
【EPOC是為了恢復生理的平衡與修復身體組織】
運動一結束,恢復的機制就開始啟動,此時交感神經啟動,許多激素 (兒茶酚胺、甲狀腺激素、糖皮質激素、生長激素超家族) 開始分泌,隨著能量釋放,體溫會快速的上升。
因為在運動結束後,為了供應心血管與呼吸系統持續運作,所以仍要再合成較多的ATP與肌肉中肌酸磷酸PC(肌肉可使接使用的能量最小單位),此時身體正在移除乳酸使它再合成肝醣,而且為了使身體恢復,需要更多的氧氣儲存於肌紅蛋白裡以及增加血液與其他組織的氧氣含量,還有為了修復訓練時受損的組織,身體裡的蛋白質合成作用變得更活躍,礦物質也需重新分配……以上種種都需要能量,多消耗的氧氣就是為了供應上述的能量所需。
這就是為何在EPOC期間會導致較多的能量消耗,因此對於體脂肪降低與減重相當重要。
【從EPOC看熱身】
運動前,身體的攝氧量很低,剛開始運動後因為身體忽然動起來,還不習慣,所以會形成暫時性的「缺氧」。這也是為什麼我們在剛開始練習時會覺得特別痛苦,過了一陣子「熱開」後,反而覺得舒服。熱身的重要性,由此可見。尤其在重要比賽時,先把身體熱開,可以在避開起跑前幾分鐘的「缺氧」現象。
【從EPOC看緩和】
理所當然地,訓練強度愈高,時數愈長,休息愈短,EPOC愈高。這對想減肥的人來說當然是好事,但對想要藉由規律訓練來變強的耐力運動員來說,EPOC低一點也代表恢復更快。恢復的速度對多日賽超馬跑者,或環法自行車賽來說,可是決定勝負的關鍵。所以他們要知道如何減少賽後的EPOC,最有效的方法就是cool down,也是事後的緩跑、輕鬆騎或慢游。
研究顯示,在高強度間歇訓練結束後進行慢跑,EPOC會比直接休息的情況來得低。
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參考資料來源:
〇《ACSM基礎肌力與體能訓練》
〇《肌力與體能訓練》
〇White papers from FIRSTBEAT
epoc單位 在 運動營養知多少 Facebook 的最讚貼文
心血管疾病的患者採用高強度間歇運動是安全的,但有少部份的情況不適合,詳情請點閱文章。在專業人員的監護下,運動是一種比藥物更有效的治療方法!
這是最近我在糖尿病衛教學會會刊上寫的一篇文章,有關於這一陣子很熱門的間歇式訓練!分享我在實習過程中看到的一些成果。不知道怎麼上傳pdf檔,只好把文字copy過來,圖片用上傳的方式,希望對於有興趣的朋友們有幫助!
高強度間歇式訓練與心血管疾病
孫志銘/營養師
對於一般健康人而言,運動的確是預防慢性疾病的最佳良藥,然而運動的方式千百種,根據美國運動醫學會的建議(American College of Sports Medicine, ACSM),對於一般人而言,每週至少30分鐘的適當強度的連續型運動(Moderate Continuous Exercise, MCT)或是20分鐘高等強度的連續型運動,當然如果需要減重則這樣的運動頻率當然是不夠的。但是,你是否曾想過,建議用來燃脂減重的高強度間歇式訓練(Higher Intensity Interval Training, HIIT)是否也能運用在患有心血管疾病的慢性病人身上?答案是YES!
什麼是高強度間歇式訓練?相較於適當強度(40~60% 儲備心跳數1或是感覺盡力程度評級2表4~5/10或是12~14/20)連續運動維持一定心跳的運動方式,高強度間歇式訓練指的是在一段時間內的運動,同時包含了較高心跳速率(80~90% 儲備心跳數1或是感覺盡力程度評級2表7~9/10或是15~16/20)以及恢復適當的心跳速率(60~70% 儲備心跳數1或是感覺盡力程度評級2表4~5/10或是12~14/20)反覆出現的運動模式,圖A上半部指的是適當強度的連續型運動,下半部則是屬於高強度間歇式訓練,圖解則可清楚表示兩種運動的不同。常見的較高心跳速率以及恢復適當的心跳速率的時間比約為1:1或是1.3:1,1個比例的間隔運動通常會是3分鐘、4分鐘或5分鐘,意思是說每進行3分鐘的高強度運動之後,便需要3分鐘的恢復期,然後再繼續3分鐘的高強度運動繼續下去;而1.3:1則為4分鐘的高強度運動之後搭配3分鐘的恢復期。針對於有慢性病患的訓練的頻率則為一個禮拜1~2次的高強度間歇式訓練,每一次則包含3~4組(1組為一個高強度加一個恢復)間歇式訓練。根據美國運動醫學會的建議,適用於高強度間歇式訓練的有氧運動包含了:走路、跑步、階梯運動(Stair climbing)、腳踏車、划艇(Rowing)以及游泳。
為什麼這幾年高強度間歇式訓練會變得這麼熱門?因為這樣的訓練方式可以根據每個人的狀況不同而有所調整,像是過重、肥胖甚至是糖尿病人都適合。它所提供的運動效果會比適當強度的連續型運動要來的更好,運動時間也來的更短,運動完畢之後所需要的氧攝取量(Excess Postexercise Oxygen Consumption, EPOC)也比較高,消耗的熱量也比傳統的連續型運動多增加6~15%。那高強度間歇式訓練具備了什麼優點呢?1.可以同時使用到有氧及無氧呼吸來消耗能量;2.改善血壓、促進心臟血管功能;3.改善胰島素敏感性,增加肌肉對於葡萄糖的利用;4.改善膽固醇指標;5.減少腹部脂肪及增加肌肉重量。對於心血管疾病的患者比起適當強度的連續型運動,高強度間歇式訓練更可改善心肺功能、促進血管舒張、改善心情以及更多的能量消耗。
圖A:適當強度的連續型運動的運動強度及高強度間歇式訓練的運動強度 (Puhan et al., 2006)
文章到此,許多人可能會關心的問題是,對於心血管疾病的患者,包含心肌梗塞、心臟移植、冠狀動脈繞道手術…等,高強度間歇式訓練真的安全嗎?根據Leon等人在2005年所發表的研究,對於心血管疾病復健(Cardiac rehabilitation)的患者,適當強度的連續型運動發生危險的機率約為每50000至120000有1人;而根據Rognmo等人在2012年所發表的研究中發現,高強度間歇式訓練所發生的危險機率其實也很低(表1),因此安全性是無庸置疑的。
表1 (Rognmo et al., 2012)
雖然高強度間歇式訓練對於一般心血管疾病患者是很安全的運動方式,但是並不代表這樣的運動方式適用於所有的心血管疾病患者。根據美國心臟血管及肺臟復健學會(American Association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation, AACVPR)建議,若符合以下條件之患者,則不建議使用高強度間歇式訓練:
Angina pectoris greater than class I on Canadian Cardiovascular Society Classification
Greater than 1 mm ST depression on exercise EKG
Myocardial Infraction / Percutaneous coronary intervention < 3 weeks
CABG < 4 weeks
LV Ejection Fraction < 40%
Complex ventricular arrhythmias or a-fib
Orthopedic limitations to treadmill exercise (must be able to walk > 20 minutes on treadmill)
(請原諒筆者沒有把這些翻成中文,因為覺得英文就可以解釋的很清楚,翻成中文之後可能會沒有這麼貼切)
就安全性考量,當心血管疾病患者剛開始在做任何運動時,都建議需要有專業的醫護人員以及醫療器材做適時的監測,確定患者在運動時出現任何的不適都可以被記錄,例如呼吸短促、心絞痛、心電圖異常、跛行…等,等到患者運動一段時間之後,這些不適的情況皆已改善且不再出現,我們也了解怎麼樣的運動方式、運動強度對於患者是最安全的狀態下,才能夠讓他們自由自在的去運動。因此除了美國心臟血管及肺臟復健學會所提及不適合高強度間歇式訓練的條件之外,當然還須考量患者的意願、平時的運動習慣、生活型態…等,才能夠讓這些患者可以安全且開心的運動。
後記:會挑這樣的主題寫下這篇文章的原因是因為,筆者目前正在美國的心肺功能復健中心(Cardiac and pulmonary rehabilitation)實習,看見許多來做復健的病人們其實存在的不只有心臟疾病問題,當然有血糖問題的也是佔多數,而這些患者因為保險給付的關係(根據疾病狀況,美國保險給付總共24次或36次的復健次數),因此每週會到復健中心報到3次,每次運動1個小時,持續維持2至3個月,當然在運動期間會有所屬的醫護人員照護,包含了呼吸治療師、護士以及運動生理學家(exercise physiologist)3。而高強度間歇式訓練目前正運用在實習的單位中,很讓我難忘的是,筆者在實習中心看到兩位即將畢業的心血管疾病患者竟然可以在跑步機上奔馳,他們的年齡也都50歲以上了!當然不是建議要跑步,只是看到他們在復健中心有如此大的進步真的讓人很驚豔!運動不止可以當作一種處方,而是一種比藥物更棒的治療方法!
備註:
1儲備心跳數:(Heart Rate Reserve, HRR = (HRmax-HRrest) x intensity + HRrest)。HRmax為最大心跳,可用年齡做為預測方式,其公式為(220-年齡);intensity指的是運動強度,適當的運動強度為40~60%,較高的運動強度則為60~80%;而HRrest指的則是休息時的心跳。
2感覺盡力程度評級表:Rating of Perceived Exertion (RPE) Scale,為一種評量運動時候自己對於運動強度的評值,評級表分為兩種:一種是1到10分,1分是自己覺得運動很輕微,10分則是強度最重;另外一種是6到20分,中等的運動強度約為12到14分。臨床上6到20分的評量表較為常見。
3美國運動醫學會(American College of Sports Medicine, ACSM)在2015年之後不再使用原本的運動專員(Certified Clinical Exercise Specialist®)名稱,而通通更名為運動生理學家(Certified Clinical Exercise Physiologist®)
參考文獻:
Puhan MA, Büsching G, Schünemann HJ, VanOort E, Zaugg C, Frey M. Interval versus continuous high-intensity exercise in chronic obstructive pulmonary disease: a randomized trial. Ann Intern Med. 2006 Dec 5;145(11):816-25.
Leon AS, Franklin BA, Costa F, Balady GJ, Berra KA, Stewart KJ, Thompson PD, Williams MA, Lauer MS; American Heart Association; Council on Clinical Cardiology (Subcommittee on Exercise, Cardiac Rehabilitation, and Prevention); Council on Nutrition, Physical Activity, and Metabolism (Subcommittee on Physical Activity); American association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation. Cardiac rehabilitation and secondary prevention of coronary heart disease: an American Heart Association scientific statement from the Council on Clinical Cardiology (Subcommittee on Exercise, Cardiac Rehabilitation, and Prevention) and the Council on Nutrition, Physical Activity, and Metabolism (Subcommittee on Physical Activity), in collaboration with the American association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation. Circulation. 2005 Jan 25;111(3):369-76.
Rognmo Ø, Moholdt T, Bakken H, Hole T, Mølstad P, Myhr NE, Grimsmo J, Wisløff U. Cardiovascular risk of high- versus moderate-intensity aerobic exercise in coronary heart disease patients. Circulation. 2012 Sep 18;126(12):1436-40. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.112.123117. Epub 2012 Aug 9. PMID: 22879367
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時常聽見很多人在講,減脂時有氧運動最好「連續」運動半小時以上,
燃燒脂肪的效果才會好,理由是因為「運動時間拉長之後,脂肪代謝佔能量
消耗的比例會提高,因此效率較好」。不過根據研究顯示,實際上這樣的
現象並不明顯。脂肪代謝佔能量消耗的比例,主要還是受到運動強度的影響
(強度越高脂肪代謝的比例越低)。因此最重要的還是運動的「總時間」,
有沒有「持續」三十分鐘以上,影響並不大。
以下是以穩定速度快走六十分鐘的能量消耗測定[1]:
https://140.123.226.99/haochao/picture/00001cho&fat.gif (單位是大卡/每分鐘)
紅線是脂肪代謝的能量,而藍線是碳水化合物代謝的能量
我們可以看出來,在六十分鐘的運動時間以內,兩者的比例變化非常微小。
而這張圖則顯示了連續100分鐘有氧運動的能量代謝比例[2]:
https://140.123.226.100/epsport/image/200205181.gif (注意y軸是由30%起跳)
當連續運動100分鐘時,脂肪代謝的比例只上升了10%左右,實務上來說其實並不顯著。
而在運動後持續燃燒的熱量方面(運動後過攝氧量EPOC以及休息代謝率RMR提升的結果)
目前的研究在這方面的機制還未完全,但有幾點是比較清楚的[3]:
(1) EPOC跟運動強度有很大的關係,跟持續運動的時間關係較小。除非連續運動超過
兩小時,否則變化不大。將30分鐘的有氧運動分成兩次15分鐘之後,EPOC反而
增加了(出現兩次EPOC的現象)。而重訓由於強度較強,EPOC明顯高於有氧運動。
(2) RMR的提升跟長期的運動訓練較有關係,單次或數次的運動影響不大。
由以上的資料顯示,以減脂為目的之有氧運動,其實並不需要執著在「連續」運動
多久,即使分攤開來做,只要強度和總時數一樣,效果也是差不多的。
一天慢跑一次60分鐘,和一天用同樣的速度跑三次20分鐘,總時數都是60分鐘,
對減脂的效果相差不大。因此若是覺得一次要連續運動30分鐘以上很累、不想運動的人,
恭喜你,你又少了一項藉口~ XD
參考資料:
[1] 運動生理週訊(第130期) 有氧運動能量參與的個案分析(August.25.2002) 吳顥照
https://www.epsport.idv.tw/epsport/week/show.asp?repno=130&page=1
[2] 運動生理週訊(第122期) 運動期間之能量交叉調控概念─運動時間(May.18.2002)
吳顥照 https://140.123.226.100/epsport/week/show.asp?repno=122&page=1
[3] 運動生理週訊(第22期) 運動後的過耗氧量(September.03.1999) 王順正
https://www.epsport.idv.tw/epsport/week/show.asp?repno=22&page=1
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◆ From: 61.231.203.219
※ 編輯: FlyinDeath 來自: 61.231.203.219 (08/26 12:39)
老人家只要能動就謝天謝地了...
70歲的人HRMax只剩下150 沒辦法做太激烈的運動的 ^^"
在65~70%HRMax最大的是脂肪代謝的能量消耗,而非脂肪代謝所佔的比例
雖然運動強度提升時,脂肪代謝的比例降低,但因為總消耗能量提高的關係
因此脂肪代謝的能量消耗反而比較高,並且在65%~70%HRMax左右到達高峰
這個高峰就是所謂的FatMax,也就是最有效率的燃脂範圍
相關的資料可以看這裡:
https://140.123.226.100/epsport/week/show.asp?repno=123&page=1
https://140.123.226.100/epsport/week/show.asp?repno=156&page=1
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