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  • 什麼是「運動基因」?
1
什麼是「運動基因」?
2
骨骼肌、心肌與平滑肌
3
提高生活品質與運動表現的呼吸肌力訓練
運動星球
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什麼是「運動基因」?

2017-02-24
知識庫 運動生理 觀念

與運動能力相關表現的都統稱為「運動基因」,一般來說,速度和耐力就是運動基因最直白的解說。對於人體個體的差異的基因言研究多年來,宛如雨後春筍般不斷冒出,如今已知會決定運動能力的相關基因目前有100種以上,其中被認為最具有影響力的叫做「ACTN3」的基因。

「運動基因」速度和耐力的組成

在澳洲體育研究院發表一項ACTN3基因型的調查,發現ACTN3能破解決定新陳代謝的蛋白質,在人體的肌肉纖維迅速拉扯之下,會產生高速行動的力量,讓個人基因與人體肌肉的爆發力有著密切的關係,他們調查了737名運動員,發現其中高水平的耐力項目運動員,像是長跑項目的運動員,擁有ACTN3基因的比例為50%左右,而參加奧運會並取得頂級運動成績的爆發力項目,像是短跑、舉重等項目的運動員,ACTN3基因的攜帶比例高達95%,特別是爆發力項目中的女運動員,她們基因攜帶的比例高達100%。

也有數據顯示,除了運動員帶有這種基因,這種基因也存在於85%的非洲人以及50%的歐洲人和亞洲人體內。

研究顯示,ACTN3被認為是與短跑等爆發力運動相關的基因,也是目前科學家研究得最早、也較為透徹的運動基因,而ACTN3分為正常製造蛋白質的R形與完全不製造蛋白質的變異性X型,一般來說,含有這種R型基因,可能可以讓人體生成一種存在於快肌纖維中的蛋白質,為人體提供充足的爆發力,而X型變異則會抑制這種蛋白質的生成,也因為如此,ACTN3基因也因此得名「速度基因」。  

一提到奧運賽場上選手們的運動基因,就不能不聯想到撐竿跳女皇伊辛巴耶娃(Yelena Isinbayeva)、泳壇飛魚菲爾普斯(Michael Phelps)、飛人喬丹(Micheal Jordan)以及足球金童貝克漢(David Beckham)這些非凡的運動天才,如果說僅憑後天的努力能達到他們所能達到的高度,那簡直很少有人相信,因為先天上的運動基因也佔非常大的優勢。

伊辛巴耶娃是歷史上最偉大的女子撐竿跳運動員,她擁有五項重要賽事冠軍頭銜,像是有奧運會、室內世錦賽、室外世錦賽、室內歐錦賽和室外歐錦賽等,伊辛巴耶娃5歲就進入體操學校,她在體操領域顯得很有天賦,身體的柔軟度和協調性特別的好,比同年齡層也在學習的學生還要好,伊娃爆發力、身體力量、柔韌性、舒展性、協調性等多方面的特長決定她在撐竿跳這塊領域所向無敵。

菲爾普斯被稱為泳壇飛魚,除了天身擁有過人的長臂以及過人的身高,他還集結了許多泳壇天才的運動基因。在籃球界和足球界的飛人喬丹和足球金童貝克漢更是不必贅述,他們除了天賦超常,他們更有在各自領域常人不能想像的先天條件,比如說肌肉的活躍程度。

撐竿跳女皇Yelena Isinbayeva ©bellyinc.com

遺傳基因確實在運動能力中起著關鍵性的決定作用,在研究角度看來,能走上奧運會賽場的世界頂級運動員,身上確實帶有上天賦予的特殊基因,我們將這個稱之為「金牌基因」,運動能力70%靠遺傳基因,如果確實缺乏「金牌基因」,不妨只好把運動作為休閒來好好享受。

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骨骼肌、心肌與平滑肌

2017-05-24
觀念運動生理知識庫

人體肌肉可分為心肌、平滑肌與骨骼肌(skeletal muscle)三種。心肌是屬於心臟的肌肉、平滑肌則是內臟的肌肉,而在運動中所探討的是骨骼肌,顧名思義就是兩端附著在骨骼上的肌肉。人體運動的發生,是在於大腦下達命令,訊息經由神經系統傳遞至肌肉系統上產生收縮而達成。在肌肉收縮時,會以關節為支點來拉動骨骼,進而完成大腦預期的動作,過程其實極為精密與複雜。

人體的運動主要是骨骼肌的收縮所造成。

人體的肌肉系統

人體的肌肉系統是由三種不同的肌肉組成:

骨骼肌(skeletal muscles):附著於骨骼上,與骨骼系統相配合,受大腦意志支配而做出各種各樣的動作。在顯微鏡下可看見明暗相間的橫紋,故亦稱作橫紋肌。

平滑肌(smooth muscles):主要構成人體內臟器官(心臟除外),如胃、腸、血管等的管壁。在顯微鏡下沒有橫紋,也不受意志支配。

心肌(cardiac muscles):只存在於心臟中,在顯微鏡亦可看見橫紋,但不受意志支配,也不易疲勞。

人體的肌肉系統

骨骼肌(Skeletal Muscle)

一般我們習稱的「肌肉」指的就是骨骼肌,這種肌肉是以兩端的肌腱連結在骨骼上。由於這種肌肉通常需要由大腦發出命令來控制,故稱為「隨意肌」;而將其肌肉解剖出來,在顯微鏡觀察之下,其肌纖維會呈現亮暗交錯的橫紋,因此又稱為「橫紋肌」。

人的身體共有大約600多條骨骼肌,約佔體重36~40%。骨骼肌藉由肌腱(tendon)與骨骼相連,而肌肉是由長圓柱狀的肌肉細胞所組成,稱為「肌纖維」;一條肌纖維直徑約10~150微米,長度可由1毫米到30公分左右。每條肌纖維均由極細的細胞膜所包覆,這種特化的、薄層纖細的網狀纖維被稱為「肌膜」或「肌漿膜(sarcolemma)」。數條肌纖維被膠原、彈性纖維混合成的結締組織「肌束膜(perimysium)」包裹而成肌束(muscle fascicle),而數條肌束則藉由一層較厚的結締組織「肌外膜(epimysium)」的包裹而成為一條肌肉。筋膜(fascia)是貫穿身體的一層緻密結締組織,它包繞著肌肉、肌群、血管、神經。身體中的筋膜有幾種,分別稱作淺筋膜、深筋膜與內臟筋膜,肌外膜即是深筋膜的一種。

骨骼肌構造

肌纖維的一個細胞通常有數百個細胞核,因此即便有一部份受損,也能進行修復並增強。在運動時,會藉由這些細絲狀肌纖維的收縮而產生力量,而且直徑越粗的肌纖維所能發揮的力量就越大。而肌纖維又分為「紅肌」與「白肌」等,可在運動時發揮不同功能。肌纖維的數量並不會增加,不過可藉由訓練的方式,讓這些肌纖維變粗,從而強化它們。

參考資料

1. 《運動健身知識家》,旗標出版公司出版 (2015)
2.《運動生理學》,新文京出版公司出版 (2014)
3. 《人體學習事典 肌肉骨骼運動解剖篇》,楓葉社出版 (2016)
4.  維基百科
5.   黃sir的跑步秘笈

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提高生活品質與運動表現的呼吸肌力訓練

2016-12-09
健氣家呼吸訓練運動生理知識庫

呼吸提升生活品質

現代人生活忙碌,雖然沒有立即的危險疾病,卻常天天受到許多小毛病所苦,例如腰痠背痛、胸悶頭痛、失眠焦慮等等,而引發這些問題最大的因素之一,來自於生活中的種種壓力和負面情緒。
 
俗話說:「忙得喘不過氣」來,你可知道,平常被忽略的「呼吸」竟是解決這些文明病的重要良方?改善你的呼吸長短、次數、頻率和深淺,就能夠有效地改進你的生活品質,更不用說呼吸扮演關鍵角色的運動了!

現代人生活壓力大,常常覺得喘不過氣來。

呼吸也需要訓練

常聽人家說,「深呼吸,讓自己平靜下來,」才能夠讓自己思慮清晰,呼吸和身心健康的關係,是非常密不可分的。我們的身體,天生有其自然的運作頻率與節奏,而外來或內在的壓力,會容易導致這些節奏的紊亂,讓大小毛病通通找上身。因此,從呼吸這個我們可以控制的、維持生命的基本能力來做改善,就能讓身體找回該有的運作節奏,也就能更容易維持身體健康了。
 
進行呼吸訓練,就是在訓練身體控制呼吸行為的肌肉,使之變得更強,從而增進我們每一次呼吸的空氣量,如此一來便可以改善我們的呼吸品質。
 
那麼,呼吸會使用到的肌肉有哪些?所謂的「呼吸肌」分為吸氣肌(主要為橫膈肌、外肋間肌)與呼氣肌(內肋間肌和胸腹部的輔助呼吸肌如腹外斜肌、腹內斜肌、腹橫肌與腹直肌),呼吸運動便是由這些呼吸肌收縮來完成,這些肌肉都核心肌群的一部分,所以訓練呼吸肌也等於訓練核心肌群。
 
而呼吸肌除了基本的呼吸功能,影響呼吸行為的容積量、氣體交換、壓力與瞬間吸吐的流速,還有說話時的清晰度與音量、運動中熱氣的排放、呼吸道的暢通、咳嗽時的強度、吞嚥的力道等等,是平常為一般人所忽略,但是卻扮演我們生命維持的關鍵角色,不可不重視它!

呼吸訓練與日常保健

如前所述,呼吸肌除了基本呼吸功能,還影響我們說話的清晰度、呼吸道的清潔與暢通、咳嗽時的強度、吞嚥的力道等等,因此,不是有呼吸疾病或是需要增強肺活量的人才需要做呼吸訓練,若能夠時常做呼吸肌力訓練,平時就鍛鍊好自己的呼吸肌,就能讓我們的喉嚨和氣管保持暢通不卡卡,呼吸道暢通,自然能一整天都神清氣爽!
 
巴西聖保羅聯邦大學一項以呼吸訓練改善老人睡眠品質的研究發現,老人經8周訓練訓練後,睡眠品質有明顯改善,比較不會睡睡醒醒,睡眠呼吸中止次數也下降。失眠應該是很多人的困擾,老人尤甚,若能進行呼吸訓練,便能有效改善睡眠品質。

呼吸訓練可優化運動表現

人體活動所需的能量,來自於腺嘌呤核苷三磷酸 (adenosine triphosphate, ATP) 的供應,而體內製造與儲存 ATP 的量,則直接決定人體活動量的大小與運動表現。運動選手一般會藉由肌力訓練來鍛鍊運動時所需肌群的肌力,以增加動作肌群的表現,並使其較不易產生疲勞以延長運動時間。而呼吸肌也可像骨骼肌一樣,可透過訓練而提升肌力。據文獻指出,呼吸肌力的訓練有助於改善呼吸肌群張力收縮的協調與效率、提升呼吸肌肉的肌力與耐力,因此,呼吸肌訓練證實是可延後呼吸肌疲勞的發生,而且運動強度所需的氧氣與 ATP 能量也就能被正常、充足地供給,進而突破運動員個人的運動極限表現。2012年加拿大英屬哥倫比亞大學物理治療系所主導的一項研究指出,呼吸肌力訓練對於運動員來說,不管是在耐力運動、短跑衝刺型運動或間歇運動;不管是頂尖選手還是休閒型運動員,在呼吸肌力的表現上都有顯著的提升效果,而且,比較不會發生換不過氣來的狀況。因此,這種效果也可應用到一般人,以及年長欲提升運動能力者等等。

那麼,呼吸有哪些方式呢?一般來說,人類的呼吸分為胸式呼吸和腹式呼吸2種,當然,呼吸還有許多種方式,哪一種方式是最理想的,並沒有所謂的正確答案,每一種方式都能為自己帶來好處,身體處在不同狀況,也可以使用不同的呼吸法來因應。在進行激烈運動時,身體需要迅速攝入大量氧氣,此時胸式呼吸能幫你快速獲得需要的氧氣量;而平日較為靜態的活動中,你可以使用腹式呼吸或胸腹呼吸法,來幫助自己穩定身心。

2大基礎呼吸法 ©tweez.net/dejaboo0421

胸式呼吸

胸式呼吸是最自然的呼吸方式,每個人每天都會重複進行上萬次。這種呼吸方式以肋骨和胸骨的活動為主,吸氣時胸腔擴張,空氣直接進入肺部,吐氣時胸腔收縮將廢氣排出。雖然這是一種大家最熟悉的呼吸方式,但是長期不良生活習慣的累積下來,卻讓呼吸變得短淺,使肺底部的肺泡無法徹底的擴張與收縮,得不到好的運動,氧氣也就無法充分被運送到身體各處。因此,就算是進行胸式呼吸,也可以藉由練習讓自己的呼吸變得更均勻、更流暢。

腹式呼吸

腹式呼吸對於多數人來說較為陌生,不過這卻是身體在保持靜態活動時最佳的呼吸方式,而且,使用腹式呼吸可以按摩到腹腔的器官,幫助血液流通。腹式呼吸時,請使用橫隔膜出力,吸氣時專注在讓腹部鼓起,呼氣時則讓腹部回縮,呼吸時則建議使用鼻子吸氣、嘴巴吐氣的方式進行。若覺得練習不易,可以採取仰臥的方式(見圖示)來進行。在進行呼吸訓練時,建議以腹式呼吸為主,因為以這種方式才能讓身體的空氣吸吐量,也就是所謂「肺活量」達到最大化。

以90-90姿勢方式做腹式呼吸較為有效。 ©wikiHow

可測量的呼吸訓練

既然提到肺活量,表示呼吸訓練是一種可以進行科學測量的方式。根據維基百科的記載,肺活量為用力吸氣後盡力呼出的氣體總量,能夠反映一次呼吸時的最大通氣能力。它是潮氣量(平時自由呼吸時一次所呼出的氣量)、補吸氣量(最大吸氣時的增量)和補呼氣量(最大呼氣時的增量)三者的總和。其正常值為成人男子為3500毫升、女子2500毫升,有過專業訓練的運動員可以達到8000毫升以上。肺活量反映了肺通氣功能和身體機能狀況,也是在做呼吸訓練時,最關鍵的指標。

使用電子式吸氣肌訓練器測量吸氣肌強度等數據。 ©girodilento.com

呼吸肌力訓練器的種類與用途

呼吸肌力的測量與訓練,除了專業使用的電子式吸氣肌訓練器,現在市面上尚有一種針對一般人及運動族群所設計的簡便型呼吸肌力訓練器,為一種屬於吸、吐閥負荷法 (threshold loading) 的手持呼吸肌訓練器系列產品。這種訓練器為一機三用設計,同時具備吸吐氣肌訓練及噘嘴呼吸訓練的功能,有10級精準的阻抗值、30段調節設定,可依照使用者呼吸肌力的程度做精細的調整。這種呼吸肌訓練器,針對專業與一般使用者等級推出了兩種款式:適用於專業高階運動選手與高強度訓練需求者的「訓練躍級款」與適用於基本入門及一般訓練者使用「一般訓練款」。使用這種簡便型的呼吸肌力訓練器,可以幫助你提高核心肌群穩定度、改善心肺耐力、提升氧合能力,並讓你呼吸時減少耗能,呼吸順暢之餘也能調節、放鬆身心,達到紓解壓力的效果,可說好處多多!

使用簡便型呼吸肌力訓練器,隨時隨地都可以做訓練。

我們邀請到物理治療師曾彥綸針對此訓練器進行實測後,他表示,使用此呼吸肌訓練器時,建議將阻力調整得輕一些,比較能感受到自己的身體是哪裡在出力。吸氣肌訓練,他也建議最大出力可設定在每個人所能承受最大阻力的30~60%即可,例如你的吸氣最大阻力可以到3等級,那麼平時訓練時調整為1~2即可,讓一點點阻力帶動你的身體慢慢做調整,避免阻力太大讓你做到臉紅脖子粗,才是比較有效的訓練方式。一般人短期內也許比較感受不到顯著效果,不過這種訓練器本來就是需要長期使用才能有所差別,正如我們的不良生活習慣並非一朝一夕養成,持之以恆才能發揮其長遠的矯正作用。
 
呼吸肌力訓練器對一般人來說可能是一種從來沒聽聞過的產品,不過只要你仔細閱讀本文就不難發現,其實人人都需要呼吸肌力訓練!就像我們做肌力訓練需要拿啞鈴來加重強度,這款呼吸肌力訓練器就是我們呼吸肌的重量訓練器材。熱愛運動的你,想要在劇烈運動時能夠游刃有餘、大口暢快呼吸,不想喘不過氣來?你絕對需要這種呼吸力訓練器來幫你強化你的呼吸肌!

健氣家BRAVO舒呼樂呼吸訓練器
編號  DT12/DT13
名稱  舒呼樂呼吸力訓練器(一般訓練款)/(訓練躍級款)
顏色  青草綠 / 艷陽橘
配件  專用軟咬嘴、軟式鼻夾、卡扣式安全頸帶、舒活樂運動收納包(綠/橘)
建議售價  一般訓練款$2450 / 訓練躍級款$2750
詳細資訊  健氣家粉絲專頁|健氣家購物官網

關於曾彥綸物理治療師Dr. GYM Movement Director
陽明大學碩士(肌肉骨骼與運動科學)
專長運動傷害之預防、運動表現強化、醫療等級精密動作分析及動作訓練、客製化暖身

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