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。

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。

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

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。

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提到減脂就不得不提到有氧運動，可是到底怎樣的運動方式才算是「真正」的有氧運動？

人體的身體能量系統中有三種：有氧、無氧與爆發性。

在這三種能量系統中最有效消除體脂肪的，是有氧系統。所謂的有氧運動，就是在運動中，可以啟動我們身體有氧能量系統，慢跑、單車以及游泳等等就是最常見的有氧運動。

簡單來說有氧運動是全身性的運動，且持續「超過」三十分鐘以上。
減重者為了減少體脂肪開始做有氧運動，做完了很多「自認為的有氧運動」之後，卻發現體重居然都沒有減輕，更不用說體脂肪率的降低了，究竟什麼樣的運動方式才能達到有氧運動的標準？

有氧運動的三個要素：長時間、心跳率以及低運動強度。

身體的「有氧系統」要真的發揮功能，必須進行超過三十分鐘以上的「有氧運動」時，身體的「有氧系統」才會真正的開始發揮消耗脂肪的作用。
在前三十分鐘的時間裡，有氧系統主要是以身體裡「醣類」當作能量，高過三十分鐘後，醣類消耗完畢才會開始真正燃燒脂肪。

在心跳率與低強度的方面，做有氧運動時，必須保持自己的心跳率在最高心跳率的60%～80%，也就是低強度至中強度的運動強度。
簡單來說低強度且心跳率在最高心跳率的60%～80%之間，就是在慢跑時你依然可以說話，但是會覺得有點喘，並且運動超過30分鐘以上，這樣才是完整的啟動有氧系統，達到燃脂的效果。
（最高心跳率計算方法：220減去年齡之後為推算最高心跳率）

所以有些人會說，明明每天做了「十分鐘慢跑的有氧運動」或是騎了「十五分鐘的腳踏車的有氧運動」怎麼都沒有瘦的感覺。

就如上面所說，他的確是進行了「有氧運動」，可是在「時間」是完全不夠的，當身體才開始啟動有氧系統去分解醣類跟脂肪時，運動就停止了，這段時間的運動可以說是跟「有氧運動」是無關的。

要進行「真正」的有氧運動時，必須兼顧時間、心跳率、以及低強度，才能真正運用到「有氧運動」來啟動身體的「有氧系統」達到減少脂肪的功效。

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 (2014)
3.《肌力訓練解剖學》，合記圖書出版公司 (2015)
4.《肌力訓練圖解聖經》，旗標出版公司出版 (2015)
5. 山姆伯伯工作坊－有氧運動
6. Mr.司博特－四個需修正的有氧運動迷思