頭怎麼那麼痛:妳知道女性賀爾蒙跟頭痛有關嗎?

常感覺到頭漲漲的,時不時的抽痛讓人無法忍受嗎?其實台灣有高達200萬人罹患偏頭痛,只要頭痛反覆發生,每次持續4-72小時,伴隨噁心、嘔吐、畏光、怕吵的症狀就符合偏頭痛定義。頭痛不只會讓身體不舒服,還可能會影響工作、家庭與生活等人際關係,以及讓我們的生活品質大幅降低。

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下背痛十大迷思

根據健保署資料庫,有70~85%的台灣人在一生中至少都會有一次嚴重下背痛困擾,因為背痛求診的人數僅次於感冒,光是一年健保花在背痛上就超過76億。疼痛不止會影響我們生理、心理、經濟與人際關係,也會產生許多直接和間接的醫療和社會成本。疼痛本身就已經夠讓人困擾了,如果對自身的疼痛還抱持著錯誤迷思的話,還有可能會讓疼痛本身以及造成的失能、醫療社會等成本上升。所以這篇文章將會根據實證研究分析關於下背痛的十大迷思,讓大家知道目前實證研究看到的是什麼。

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月經跟運動表現有關係嗎?

月經是女性身體因荷爾蒙分泌影響,使子宮出現周期性的出血。雌激素讓子宮內膜增厚為受孕做準備,而黃體素讓子宮內膜剝落進而出血。比起賀爾蒙相對穩定的男性,女性因為月經的關係,女性賀爾蒙一直處於波動狀態,女性賀爾蒙的波動不止影響月經週期,也會影響到其他生理系統,包括心血管、呼吸、代謝和神經肌肉等生理指標,而這些指標的變化,也可能會影響運動表現。、

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訓練前一直滑手機會怎麼樣?

心理疲勞會不會影響訓練是目前運動表現研究的新興題材。做燒腦的事情,像是算數學、寫報告、寫作等等都是會對我們大腦造成高度認知負荷的事,而滑手機用IG或是FB等社交軟體也會對我們的認知產生負荷,並導致心理疲勞。

大部分研究心理疲勞對運動的影響都集中在有氧耐力訓練,可是只有少部分是研究對阻力訓練的影響。 Pageux and Lepers在2018年回顧了15篇研究,這些研究主要是針對進行30-100分鐘認知測試後的心理疲勞對跑步或是單車等耐力訓練的影響。其中13篇研究顯示心理疲勞會立即降低有氧耐力運動表現。訓練前連續使用30分鐘手機社交軟體(例如FB、IG),就會影響100公尺和200公尺的游泳表現。

那對於阻力訓練呢?

2021年發表在Perceptual and Motor Skill上的Mental Fatigue From Smartphone Use Reduces Volume-Load in Resistance Training: A Randomized, Single-Blinded Cross-Over Study 就探討了訓練前滑手機對重訓表現的影響。

實驗方法

  • 研究對象共8男8女,重訓經驗介於1-5年,一週練超過三次。
  • 平均年齡24.8歲,平均體重是73.1公斤,15RM史密斯深蹲重量平均為75.2公斤。
  • 實驗前先請受試者們到實驗室紀錄他們蹲三組80%15RM力竭組總訓練量,並在每組都記錄RPE,記錄心理疲勞、心跳變異數以及恢復品質。
  • 實驗設計為隨機分配單盲交叉試驗。
  • 在實驗前三小時要求受試者避免做會造成認知負荷的事,像是寫作、算數學,並且不能喝咖啡、抽菸以及用手機。
  • 將他們隨機分配為兩組,手機組在訓練前連續用30分鐘社交軟體(FB,IG,Twitter等),控制組則是看30分鐘的NASA紀錄片。
  • 實驗後10分鐘分析受試者們的心理疲勞程度、訓練動機強度,並用史密斯機蹲三組80%15RM重量蹲到力竭。並且每組都讓受試者回報RPE,並在最後一下做完的兩分鐘測血液乳酸。

研究結果

  • 手機組的心理疲勞度比起前測顯著增加59.9%,而紀錄片組則只增加14.5%。
  • 和前測相比手機組完成的總訓練量(總次數*重量)降低29%,而紀錄片組則只降低14.8%。
  • 手機組蹲到力竭的次數比紀錄片組顯著降低。

討論

心理疲勞影響運動表現的可能機轉是認知活動會增加血液中的腺苷酸濃度,腺苷酸濃度上升會使運動表現下降。而咖啡因是腺苷受體拮抗劑,因此若要避免心理疲勞影響運動表現,可以考慮攝取茶、咖啡等富含咖啡因的飲品。Azevedo et al在2016發表的研究就發現在引發心理疲勞後,有攝取咖啡因的受試者比起沒有的受試者,騎腳踏車的時間長了63分鐘。

因此從研究結果的趨勢來看,心理疲勞是會顯著影響有氧耐力的表現。但是研究阻力訓練的相當少,目前筆者僅看到有三份心理疲勞研究是做阻力訓練的(Gantois et al.2021, Fortes et al.2021, de Queiros et al.2020,)。從現有阻力訓練研究結果來看,如果不想要訓練品質受到影響,那麼在重訓前兩小時就要避免長時間(連續30分鐘)使用社交軟體、會造成認知負荷並進而導致心理疲勞的活動,例如寫作、算數學等等燒腦的事情。如果無法避免,那麼可以試試看不要連續做燒腦的事,或是重新調整訓練課表,將次數調降,組數增加,例如從3組10下改成5組6下,這樣就可以避免訓練量被影響。

ref:

Mental Fatigue From Smartphone Use Reduces Volume-Load in Resistance Training: A Randomized, Single-Blinded Cross-Over Study. Perceptual and Motor Skills. 2021 May

Mental Fatigue Reduces Training Volume in Resistance Exercise: A Cross-Over and Randomized Study. Perceptual and Motor Skills.

Put That Cookie Phone Down, Now! BY MICHAEL C. ZOURDOS

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跨性別女參與女性賽事 — 把睪固酮濃度壓下來會比較公平嗎?

2015年奧委會宣布跨性別女性參與女性項目的標準:

在比賽前12個月血液睪固酮濃度都要低於10 nmol/L

根據奧林匹克憲章:

奧林匹克精神就是相互瞭解、友誼、團結和公平競爭的精神。

公正原則是參與奧林匹克競爭的行為規範。

因此可以合理推斷,強調「公平競爭」的奧委會所設定的血液睪固酮標準,是他們所認為可以將男性運動表現上的優勢「降低」到合理的範圍,達到公平與安全競賽。

那這邊文章就要從身體比例/人體測量學肌肉肌力指標耐力表現與心血管參數來檢視:

奧運所設定的跨性別女性運動員參賽的血液睪固酮標準,是否能夠「有效」降低男性運動表現優勢。

沒有訓練/輕度訓練的男女身體差異,以女性為基準,
中欄數字為男性相對百分比(1+x%)

身體比例/人體測量

骨頭測量與骨質密度

生理男性的骨頭較大和骨質密度也較高。為了要探討跨性別族群的健康問題,之前已有數篇研究探討跨性別族群在接受性別重置治療後的骨質變化。這些研究發現跨性別女性在抑制睪固酮之後的24個月,骨質仍然保持,而且在腰椎的骨質還看到了顯著小幅增加。目前的研究結論是跨性別女性的骨質密度至少可以保持12.5年,而且在臨床上也沒有觀察到抑制睪固酮後骨折機率有增加。

國際臨床骨密度的協會對於接受性別重置治療的跨性別女性的建議是,除非有其他危險因子,否則不需要檢測骨質密度。骨質密度的維持是因為跨性別女性所接受的性別重置治療除了抑制睪固酮,還補充了雌激素,而雌激素有保持骨質密度的效果。

在骨頭大小的部分,沒有證據證明抑制睪固酮會影響骨頭的長度和骨盆的寬度、因此可以推論跨性別女性在骨頭的參數上是不會有變動的。

從以上的研究可看出,抑制睪固酮到奧運規定之下,並不會讓跨性別女性的骨頭變小、骨盆變窄或是骨質密度顯著降低。

那骨頭大小、骨盆寬度跟骨質密度與運動表現的關係在哪裡呢?

骨頭大小會影響身高、四肢長度和手的大小,對於大多數運動來說這些會是影響運動表現的關鍵。生理男性的股骨長度平均比生理女性長9.4%、肱骨長度多12%、橈骨長度也多了14.6%。手腳比較長可以使動作更有效率,能用比較少的肌力產生更大的輸出力量,表現在運動上就是可以跳得更高、投得更遠更快。

生理男性的骨盆寬高比平均比女性低6.1%,這代表生理男性骨盆天生比較窄,窄骨盆使他們的Q angle較小,而這讓生理男性膝蓋運動傷害發生率較低,例如ACL或是臏骨股骨疼痛症候群等。

在骨質密度上,生理男性較高的骨質密度使他們在高衝擊的運動上抗性較強,發生壓力性骨折的機率較低。

肌肉與力指標

在運動表現上,肌肉質量與肌力是關鍵影響因子,而肌力的性別差異最大。沒訓練過的生理男性下肢肌肉量平均比沒訓練過的女生高出33%,在上肢高出40%;而在肌力表現上,男性的握力比女性高57%,膝伸力量則高了54%。

現有研究已指出接受性別重置療法三年的跨性別女性,血液睪固酮濃度降低到1 nmol/L以下,(奧運標準的1/10,或是世界田徑總會的1/5)大腿肌肉減少12%,但即使減少了12%肌肉,還是比補充睪固酮的跨性別男性高了13%。

因此我們可以得出,即使將跨性別女性的血液睪固酮降到極低,還是不會他們的肌肉量不會下降到跟生理女性差不多。

截至目前共有12篇縱貫性研究檢視了抑制睪固酮對跨性別女性的瘦體重或是肌肉大小的影響,都共同指出抑制睪固酮12個月後(濃度皆小於奧運標準)只會讓肌肉量減少3-5%。雖然他們的肌肉量在抑制睪固酮後一年有減少3-5%,但是由於初始肌肉量就已經高於生理女性40%,因此可說是非常些微的減少。

從現有的研究,研究時長無論從四個月到三年不等,都可以看出跨性別女性的肌肉量優勢沒有因為抑制睪固酮而消失,因此從肌肉的觀點來看,在女性競賽納入跨性別女性並不公平。

另外在肌肉的收縮密度上,兩份研究顯示在性別重置療法12個月後跨性別女性的肌肉收縮密度沒有顯著差異,跨性別男性則增加6%。

至於在男女差異最大的肌力上,研究發現在性別重置療法後的第一年和第二年,跨性別女性的握力分別減少7%和9%,但仍比生理女性高了23%。而2019年的研究找來了249名跨性別女性,結果顯示性別重置療法一年後,握力僅減少4%,但是對照補充了睪固酮的跨性別男性,仍高出17%,研究人員指出,這些跨性別女性的握力無論在性別重置療法錢或是後,都在男性中位於倒數25%,可是卻超過了90%的生理女性,可見生理男性的肌力優勢。甚至在另一份研究中發現性別重置療法11個月後,跨性別女性的握力沒有降低。

這些針對跨性別女性的研究結果也與研究攝護腺癌的結果(Storer. et al,)相合,前列腺癌的治療主要是使用藥物來抑制雄激素產生或是阻斷雄性激素與雄激素受體(AR, androgen receptor)結合,接受阻斷雄性激素兩年的患者每年大約會流失2-4%的瘦體重。

若將接受性別重置手術至少三年、已接受性別重置療法八年的跨性別女性與同樣身高體重的男性相比,他們發現跨性別女性的肌肉量少了17%,膝伸肌力則少了25%,這顯示了長時間的抑制睪固酮的確會讓肌肉量和肌力顯著下降,但是由於初始肌肉和肌力遠遠勝過女性,即使大幅下滑仍還是遠勝生理女性。而這些長期接受性別重置療法的跨性別女性平均瘦體重約為51.2公斤,贏過90%生理女性;平均握力為41kg,超過女性參考值25%。

肌肉量與肌力可說在絕大多數的運動中都是影響運動表現的關鍵因子。從肌肉和肌力角度,抑制睪固酮都不會消除跨性別女性在肌肉量和肌力上的優勢。生理男性在肌肉量和肌力勝過生理女性太多,即使在抑制睪固酮後肌肉肌力下滑,結果仍遠勝於生理女性。因此抑制睪固酮濃度可說是完全無效的措施,並不會使得跨性別女性和生理女性有公平競爭的效果。

耐力與心血管指標

目前並沒有持續追蹤抑制跨性別女性的血液睪固酮濃度對耐力型運動表現的研究。

比起需要爆發力、肌力與肌肉量的運動,耐力型運動表現的性別差異較低。耐力表現因素之一的血紅素會被雄性激素影響,生理男性的血紅素濃度高出生理女性12%。因此,抑制睪固酮的確會減低跨性別女性的紅血球濃度,而血紅素的減少通常會與有氧能力降低有關。

然而,血紅素濃度並非是決定最大攝氧量的唯一因素。總血量、心臟大小與心臟收縮能力、其他因子例如微血管供應、和粒腺體功能都在攝氧量上都扮演重要角色,生理男性的最大肺通氣量比生理女性平均高48%、左心室體積高31%(Astrand et al)、最大心輸出量高30%(Tong et al.)。所以就算跨性別女性因為抑制睪固酮而導致血紅素降低,但是跨性別女性比生理女性大的心臟、總血量、心輸出量,並不會讓他們的耐力表現降到跟生理女性相同的水準。

在耐力運動上另一個影響運動表現的重要因子是體脂肪。生理男性的體脂肪通常較低,跨性別女性在減脂上不會碰到生理女性在過度減脂常遇到的女性運動員症候群,也就是能量攝取不足、停經與低骨質密度三者間的惡性循環。所以從身體組成上,跨性別女性仍佔有優勢。

總體而言,目前對於跨性別女性抑制睪固酮後的耐力運動表現研究仍不足,抑制睪固酮的確會讓血紅素濃度下降,但是從過往的生理性別差異數據來看,跨性別女性天生較大的心臟、總血量以及心輸出量,仍讓他們在與生理女性競賽上保有不公平的優勢。

結語

從現有數據來看,跨性別女性因發育期所獲得的肌肉量、肌力、骨密度、有氧耐力等巨大優勢,並不會被現有運動賽事的睪固酮濃度所消除,且消除的程度相當有限。

對於跨性別女性的生理優勢到底要下降到多少,參與女性競賽才算公平,目前學界尚未有共識。 然而,可以確定的是奧運的血液睪固酮<10nmol標準是沒有科學證據支持的,因為跨性別女性的生理優勢仍會大幅保留,他們的肌力、肌肉量與骨質優勢使得生理女性運動員無法公平競爭,進而使運動競賽的公平性和安全性受到質疑。

況且目前的研究都集中在沒訓練過的跨性別女性身上,缺乏有訓練的樣本,可以猜想如果是有訓練的運動員,在性別置換治療前的基礎肌肉量與肌力比沒訓練過的人高很多,所以保留的優勢很可能會更大。而規律肌力訓練可以抵銷肌肉流失。2006年一份研究就發現,將睪固酮濃度保持在2nmol以下,進行1週3次的肌力訓練,12週後大腿肌肉量仍顯著增加4%,全身肌肉量增加2%,並且在肌力上有大幅成長。

所以抑制睪固酮濃度不管從任何指標上都不會讓跨性別女性與生理女性的競賽變得公平,那此規定的意義在哪裡呢?

目前看來世界各大運動賽事的方向,都是將血液睪固酮限制到一定水準以下的跨性別女性納入女性賽事。筆者對於生理女性的競賽未來也相當悲觀,Laurel Hubbard是第一位跨性別女性參與奧運,之後可以想像將會有更多跨性別女性運動員排擠掉生理女性運動員的機會,況且美國的跨性別運動員正在組織控告州政府來爭取參加女性賽事。雖然悲觀,還是希望能藉由此系列文章讓更多人知道為什麼這是不公平的,也希望未來可以成立在男女項目之外再成立跨性別男女賽事,才能讓比賽是安全且公平的。

ref:

Transgender Women in the Female Category of Sport: Perspectives on Testosterone Suppression and Performance Advantage

Harvard Sports Medicine Course 2021

John Hopkins Sports Medicine

Sex differences in peak adult bone mineral density

Effects of Testosterone Suppression in Transgender Women

168斷食有那麼神奇嗎?

間歇性斷食對減重有幫助嗎?

在討論前,我們必須要先定義何謂斷食:

間歇性斷食:

限制進食的時間在8小時以內,而其他時間(>16小時)不進食。

ex1: 168斷食每日進食時間為8小時,其他16小時不進食。

ex2: 204斷食每日進食時間為4小時,其他20小時不進食。

間歇性斷食是一個相當熱門的減重方法,甚至你可能聽到周遭有在斷食的人會跟你說這有多有用,但是聽到有人說有用,在科學上並不是可靠的,因為對他有用的不一定對你有用!所以當要討論一個東西的廣泛應用時,我們就必須要依賴科學研究來找證據。

目前現有的斷食益處的證據幾乎都集中在動物實驗,可看到斷食可以預防老鼠的體重增加、或是讓肥胖的老鼠體重下降。在沒有減少熱量總攝取的情況體重下降。

但目前看到對於間歇性斷食對減重或是健康的益處在人體實驗中幾乎都尚未被證實,或是證據力相當低(例如沒有對照組)。

而2020年刊登在JAMA Internal Medicine期刊上的

Effects of Time-Restricted Eating on Weight Loss and Other Metabolic Parameters in Women and Men With Overweight and Obesity
The TREAT Randomized Clinical Trial

研究方法

  • 共116位受試者,平均年齡46.5歲、BMI平均為32.7。
  • 實驗期間為12週。
  • 受試者隨機分配為兩組:實驗組(59位)限制一天只能進食8小時,斷食期間(57位)只能喝沒有熱量的飲料;對照組則沒有限制飲食時間,但是要求他們一天正常吃三餐。
  • 此份研究只控制了進食時間,因為研究者們想知道只限制進食時間會造成的影響。
  • 每天回報體重,並且安裝apps提醒他們進食時間。
  • 在116位受試者中再抽出50人以DEXA測身體組成、每日熱量支出TDEE、空腹胰島素、空腹血糖、HBA1C(長期血糖控制指標)、血脂、血壓、睡眠品質、每日活動量、RMR、每日步數等健康指標。
研究流程圖

研究結果:

我們可以從幾個面向來看研究結果:

身體組成

在減脂方面,實驗組和對照組沒有顯著差異。斷食組的瘦體重顯著下降,但是差別不太大幾乎可以忽略。

健康指標

在空腹胰島素、空腹血糖、HBA1C、血脂、血壓上兩組沒有顯著差別。

所以研究結果代表了

如果你只想要藉由限制進食的時間,不去控制飲食的內容就想要得到減重或是健康的效益,那麼你可能要失望了。因為168斷食並沒有達到顯著減脂的效果,兩組間幾乎沒有差異。

如果你想要靠間歇性斷食成功減重,就必須要減少熱量攝取達到熱量赤字。

另外這份研究雖然顯示了斷食組的體重平均下降1.7公斤,其中1.1公斤是瘦體重(65%),一般來說每瘦一公斤約有20-30%是體重,斷食組的瘦體重流失比率顯著較高,但是因為這份研究沒有控制飲食內容,所以斷食組的蛋白質攝取也跟著降低。如果有其他研究加入重量訓練和蛋白質攝取量的控制,在瘦體重上應該不會降那麼多。

另外一個需要考量的就是斷食組的身體活動量降低,每日平均步數降低了約2500步,而對於需要減重的人來說,無論妳使用任何飲食控制的手段,每日身體活動量相當重要。就算對沒有要減重的人,每日步數也是一個會影響身體健康的重要指標!

順帶一提,這份研究因為有對照組的關係,我們可以發現對照組的體重也有下降,這可能是因為當受試者們知道自己在減重的實驗中,就算不需要控制飲食安心做自己就好,他們還是會稍微注意一下自己的飲食和體重。

結論

  • 168斷食對於過重的人想要減重是不夠的。
  • 只限制飲食時間對於代謝健康指標像是空腹血糖、空腹胰島素、HB1AC、血脂、血壓等都沒有顯著改善。
  • 如果想用168斷食作為減少熱量攝取的手段,必須要與其他方法結合,例如增加蛋白質以減少肌肉流失,或是計算卡路里達到熱量赤字。
  • 斷食不想要掉肌肉,蛋白質攝取量和阻力訓練是必要的。

文獻來源:

Effects of Time-Restricted Eating on Weight Loss and Other Metabolic Parameters in Women and Men With Overweight and Obesity
The TREAT Randomized Clinical Trial

Time-Restricted Feeding: Magic Bullet for Fat Loss or Just A Magic Trick? James Krieger

每日步數與飯後脂肪代謝

Introducion

運動的好處相當多,甚至只要運動一次,就可以改善飯後三酸甘油酯指數以及葡萄糖耐量測試等心血管代謝指標。然而這些心血管代謝指標有所改善的研究受試者平均每日步數約在7000~8000步左右,因此研究者們開始想知道

對於那些久坐且每日步數低的人,運動的好處仍是一樣嗎?

kim et al. 發現對那些每日久坐超過14小時,且每日步數僅約1650步的人來說,就算讓他們去慢跑一小時,強度達到67%最大攝氧量,也無法改善隔天早上的餐後高三酸甘油酯症。

長時間不活動(久坐+低日行步數)會讓你無法獲得一般人從事一小時運動的立即效益,例如心血管代謝指數的改善等。

這個現象就叫做“運動抗性 Exercise Resistance“

在2019年,另一批研究人員找來了平均每日步數約3700步的受試者們,在他們身上也發現了運動抗性。

那到底每日步數要到多低才會出現運動抗性,讓運動的立即好處例如餐後三酸甘油酯反應以及脂肪氧化被抵銷呢?

2020年發表在Applied Sciences應用科學期刊的Daily Step Count and Postprandial Fat Metabolism就探討了這個問題。

但首先我們要先了解,為什麼是用每日步數作為指標呢?

這與靜態生活有關。長時間的不活動會使得餐後三酸甘油酯水平持續升高達到10小時,在攝取富含油脂的食物會在三小時後達到高峰。餐後三酸甘油酯會升高多少與升高多久會被個體的基因、飲食習慣、和吃飯前的身體活動影響。

此前的流行病學研究顯示,非空腹三酸甘油酯指數(例如PPL)比起空腹三酸甘油酯指數,對於預測心血管疾病的發生率較準確。心血管疾病包含代謝症候群、第二型糖尿病與粥狀動脈硬化等等。長時間不活動與肥胖、第二型糖尿病等心血管疾病的發生率和致死率有相當大的關係。

甚至已有臨床病學研究顯示,運動無法抵銷久坐帶來的傷害。

即使遵循ACSM美國運動醫學會運動指南中的一週中強度運動至少150分鐘的建議,如果你的生活型態有長時間不活動或是久坐,得到心血管疾病的機率還是會提高。

然而當你從事低強度運動越多,你不活動的時間就越少,因此統計每日步數成為衡量靜態生活的常用指標。每日步數增加可以減低心血管疾病風險,然而當每日步數降低,僅僅只需要一週,口服葡萄糖耐受測試的結果就會變差;減少步數達到兩週,下降幅度會更驚人。每日步數下降也與最大攝氧量減少、內皮細胞功能異常、胰島素敏感性降低、大腿肌肉量降低和內臟脂肪增加有關係。

之前已有相當多的研究顯示,單次60~90分鐘的中強度運動能使餐後三酸甘油酯指數下降,並且與受試者原本的血脂和訓練狀態無關。雖然都已要求受試者不能進行額外的運動,但都沒有控制受試者們的每日步數,也幾乎沒有研究有系統性分析每日步數降低再加上中強度運動的整體效應。

因此此篇研究是第一份系統性分析減少每日步數再加上一小時中強度運動對隔日餐後血液三酸甘油酯、葡萄糖與脂肪氧化的研究。

研究的假說:即使在單次一小時達到65%最大攝氧量的運動後,隔日的餐後血脂與血糖指數會因為每日步行數降低而不會被改善。

研究方法

  • 共10位受試者,包含7名男性與3名女性。
  • 分成三組,低活動組(每日2500步)、限制活動組(5000步)、與正常活動組(8500步)
  • 實驗為交叉設計,每位受試者隨機進入試驗後都要接受三種步數調控,在不同步數分配間會有至少一週的沖洗期(washout period)。
  • 要求受試者必須避免任何實驗以外的運動。
  • 受試者知情並且同意研究中所有的流程和措施。

交叉設計的優點是受試者自己為自己的對照組,可以排除治療組別以外其他不必要的干擾因子,使測量的精確度提高,變異量減低,因此可以較少的樣本數達到相同的檢定力(power)。

實驗設計

研究設計
  • 每次試驗皆包括三階段:總共五天,第一階段為控制階段(上圖C1和C2),讓受試者熟悉實驗流程,再來就是兩天(D1和D2)的介入階段,也就是執行受試者被分配到的低活動、限制活動與正常活動步行量。在第二天晚上(D2)每位受試者都要在實驗室跑步一小時,強度為64%最大攝氧量。在第三天(D3),所有受試者都要喝一杯高脂奶昔進行耐受度測試(HFTT),並在喝下後的6小時間紀錄餐後血液指標。
  • 要求受試者在實驗期間睡眠週期保持一致。

實驗前測試

在第一次試驗前,所有受試者都要去實驗室做20分鐘的4階段非最大努力測試,用不同速度的慢跑和坡度了解他們的最大攝氧量。慢跑機的坡度每兩分鐘會增加2%,並監控他們的攝氧量、二氧化碳產生量以及心率。使用ACSM的標準計算最大攝氧量。

控制C1+C2

要求受試者在大腿配戴活動記錄器(activPAL)計算步數,並且要求受試者在這兩天注意自己走了幾步,並且禁止走超過一萬步。但該裝置沒有顯示步數,因此受試者必須在屁股或是手腕另外戴一個可顯示步數的記錄器,也可以使用智慧型手機監控自己的步數。

介入期(D1+D2)

此期間受試者要求走到自己被分配到的步數,並且在第二天晚上六點於實驗室完成一小時中強度慢跑,強度為64.4%最大攝氧量,慢跑的步數沒有計入步數。

高脂耐受測試期(HFTT

受試者在慢跑後的隔天早上7點測量體重,靜躺5分鐘後抽靜脈血得到空腹血液樣本。接下來讓受試者喝下高脂奶昔,高脂奶昔的成分為融化的冰淇淋和超過40%的鮮奶油,喝完後的第2、3、4、6小時採集血液樣本。在此階段受試者都保持坐著,可以去上廁所。

餐後能量受質氧化

  • 收集受試者在餐前和餐後的呼氣來評估基質氧化狀況。在餐後第0、2、4、6小時收集受試者的呼氣。之前已有研究顯示不活動會降低身體的脂肪氧化程度。
  • 用攝氧量、二氧化碳產生量以及呼吸交換率計算能量支出和基質代謝。

飲食控制

在實驗期間要求受試者要吃飽、紀錄飲食內容,並且在每次HFTT前一天都要吃一樣的東西。在HFTT前一天要求受試者攝取較低脂肪的晚餐,以免影響隔日高血脂耐受測試表現。分配到正常活動和限制活動組的受試者可以多吃一些來補充他們多消耗的熱量,但是整體巨量營養素分配必須遵守研究要求。

生化分析

採檢血樣用來分析血液三酸甘油酯和血糖濃度,並使用分光光度法,且在同一次分析中對每一位受試者分析工具都是相同。血脂和血糖的組內變異係數小於10%。

統計分析

先計算血脂和血糖的曲線下面積後,使用重複量測單因子變異數分析。並使用雙因子變異數分析(試驗x時間)來分析血脂和血糖。使用雙因子變異數分析每日步數。呼吸交換率、脂肪和碳水化合物的氧化使用重複量測雙因子變異數分析。當交互關係達到顯著就會用Tukey’s test分析。p值設定為<=0.05

研究結果

受試者特性

10位受試者包含7男3女,皆為年輕健康且未訓練過的,平均年齡為25.7歲、體重79.7公斤、身高173公分、BMI為26.4、最大攝氧量為42.7/mL*kg*min。

非最大努力運動的反應

非最大努力的慢跑一小時間平均心率為154,64.4%最大攝氧量,自覺強度為11.4,以上皆符合中強度運動標準。

每日步數

在控制日組間和組內沒有顯著差異。但是在介入第一日和第二日皆有顯著差異。

液三酸甘油酯反應

低活動和限制活動組在餐後的第2、3和4小時餐後血液三酸甘油酯顯著高過正常活動組。

低活動和限制活動組在曲線下面積AUC高出正常活動組22~23%,兩組都顯著高於正常活動組。而低活動和限制活動組間沒有顯著差異。

血糖濃度

三組間沒有顯著差異。

餐後能量受質氧化

餐後呼吸交換率低活動量組顯著高於正常與限制活動組,代表使用脂肪為能量的比率顯著較低。脂肪氧化率低活動和限制活動組顯著低於正常活動組。

討論

  • 此研究顯示低活動和限制活動組(平均2675;4759步)的餐後血脂與脂肪分解反應都比正常活動組(平均8431步)低,但要注意在非實驗期間受試者的每日平均步數都在一萬步左右。
  • 雖然三組受試者都進行完全一樣的中強度跑步,如果受試者的每日步數減少到2500~5000步,單次運動所帶來的好處就會降低。
  • 低活動組和限制活動組的餐後三酸甘油酯濃度比正常活動組高的原因,可能是因為身體減少使用脂肪為能源。
  • 在此研究設計中顯示即使脂肪代謝會因為運動而提升,但是提升效果不及不活動所帶來的抑制效應。
  • 不活動不只降低脂肪,還對肌肉有負面影響。有幾份研究已指出在日行步數降低到1400步左右的老年人和健康年輕人,兩週內的肌蛋白合成就會降低。
  • 目前對於何種運動可以克服運動抗性尚不得而知,但是至少在這篇研究中,一小時的跑步是沒有效果的。
  • 如果可以打破長時間久坐,那麼運動抗性是可以被克服的,且不只有提高步行數這個方法,像是累積多次極短持續時間,高強度的間歇訓練也有效果。
  • 肌蛋白脂解酶(LDL)是分解血漿三酸甘油酯的酶。LDL活動的降低可能可以解釋低活動和限制活動組餐後三酸甘油酯的增加。缺乏活動會大幅降低LDL的活動,在動物實驗中,使動物的後腳無法活動會在12小時內迅速降低超過60%。

結論

  • 只要步數減少到2500~5000步達到兩天,就會增加對運動的抗性,特別是在脂肪代謝與隔日餐後血液三酸甘油酯上。
  • 當受試者的日行步數降低到少於5000步,即使有氧運動一小時,脂肪代謝還是會降低16~19%,並且隔日的餐後血漿三酸甘油酯會比正常活動組增加22~23%。
  • 如果想要達到最佳脂肪代謝狀態,每日步數可能不要少於8500步。