2019/10/29

那些年,被攝氧量耽誤的我們-淺談影響最大攝氧量的點滴

在跑者之中,最常聽到利用間歇跑來提升攝氧量,似乎攝氧量和表現劃上等號,真的是這樣嗎?

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回憶童年看七龍珠時,達爾身為佛利沙的手下初次來到地球,透過左眼的戰鬥力感測器可以一眼看出你是不是個渣,「你最大攝氧量多少?我們似乎常用這個數據去界定耐力運動員的才能或潛能,常聽到著名的單車選手有著驚人的攝氧量,在滑雪選手中的最大攝氧量更是世界之最,然而,它真的這麼神?

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在討論攝氧量之前,先簡短了解一下氧氣從吸入和利用的過程。

 

氧氣的吸入

透過體外和肺內的空氣壓力差,由口鼻將空氣吸入,經過氣管、支氣管、微支氣管進入肺中,微支氣管的末稍為肺泡,透過肺泡的微血管,氧氣經由擴散運動進入血液中,因此微血管的數量多寡和密度對於耐力運動員非常重要,較多且密的微血管可以有較長的機會接觸流入的血液,氧氣有更多的時間可以進行交換,這也是輕鬆跑帶給我們最大的益處。

肺泡和微血管(圖片來源)

即使是高強度的訓練,血中氧氣飽和度仍然高於95%,證實限制的因素並不是氧氣的吸入和從肺部運送至血液中,但是在訓練有素的運動員身上可能會有運動誘發動脈低血氧(Exercise Induced Arterial Hypoxemia, EIAH)的現象,主要是他們的心輸出量較大,使得血液快速流經微血管而來不及交換氧氣,使得氧氣飽和度比正常狀態低10-15%左右。檢測的方法,可以透過1000m間歇跑,短暫休息後漸漸增加速度,並於每組結束後馬上測量血氧,如果比正常狀態低5%以上,則很有可能是EIAH,肺部限制了運動表現。

間歇跑中間可以輔佐器材測量血氧,可以用手指夾的血氧器,或者也可以透過穿戴裝置,圖為Forerunner 945

呼吸肌在運動過程中也佔有一席之地,已經有部分研究證實呼吸肌對於耐力運動後段的疲勞抵抗有正面的效果,但是隨著訓練程度的增加,呼吸肌的耗氧量也會上升,未受過訓練的一般人士進行適度運動時,呼吸肌佔攝氧量3-5%,高強度運動時佔10%;若是在訓練有素的運動員身上,劇烈運動呼吸佔攝氧量的15-16%,由此得知在計算攝氧量的時候必須也要把呼吸肌本身的耗氧也考量進去

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氧氣的利用

進行有氧耐力運動可以增加心搏量,主要是心臟大小和收縮力的增加,心臟的跳動是由不斷的收縮和舒張交替進行,舒張的過程中血液流入心房接著到心室中,透過訓練可以讓我們的心臟在舒張時有更多的血液流入,之後收縮的力道也越強,可以有更高的心輸出量。在劇烈運動的情形下,心臟越沒有充足的時間讓血液充滿再輸出,耐力運動員在這方面的能力高於一般人,是造成心輸出量較大的關鍵,然而如同前面提到,過快的血流速度會影響到氧氣在微血管中交換,也是需要平衡的問題。

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氧氣到達肌肉後,在細胞內透過粒線體產能,菁英運動員之所以比較厲害,是因為他們可以比我們利用更多的氧氣? 其實不然。透過動靜脈氧氣的差,透過小動脈流入的氧氣和從小靜脈離開肌肉的氧氣差,即可量化肌肉氧氣的使用量,有趣的是,菁英運動員和一般人的動靜脈氧氣差異幾乎沒有,動脈氧氣含量約為200mL O2/L,靜脈氧氣含量約20-30mL O2/L。

 

最大攝氧量的謬見

 

一直以來,最大攝氧量(VO2 Max)被認為是確認耐力的重要能力,很多訓練強度的規劃也圍繞在攝氧量為主,接下來將會討論,最大攝氧量似乎沒有想像中的那麼神。

 

最大攝氧量的觀念約莫始於1920年代,A. V. Hill以不同速度繞著草地跑道跑,同時測試自己的攝氧量,發現在速度243m/min時,攝氧量達到4.080L/min,就算速度再提升,攝氧量沒有上升,因此推斷有最大限制,即是最大攝氧量,象徵一切有氧能力的指標。

 

然而近期攝氧量是否能真正代表心肺耐力,開始受到質疑,Noakes等人認為最大攝氧量無法代表氧氣輸送的能力,只是反映肌肉徵召的調節情形,受到大腦中樞的控制。如同前一篇所述,我們的中樞系統會透過調控而非限制,讓疲勞的感覺去保護自己,讓身體在喪失平衡前就停下。此外,研究發現在缺氧的情形下運動,總心輸出會降低,因為心跳速率和每下打出的血量都降低,這是一個很有趣的發現,照原本的傳統理論,心輸出應該提升因為要供應肌肉足夠的氧氣;透過中樞系統同時調控,讓肌肉活性下降,也使心輸出量同步下降,這就是為什麼在高地訓練時,體感覺得很吃力但是心跳上不來的原因。

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