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健康生活健康體能

2019-10-06 10:36:58

高強度間歇訓練(HIIT)有助改善你的粒線體健康

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我們都知道運動有助於維持身體健康,尤其是隨著年齡的增長,鍛煉變得更加重要。原因很多,從保持肌力、維持血糖、強健骨骼到擁有更好的心理健康,身體活動和鍛煉對於人們想過更健康的生活至關重要。

 

 

我們的身體從皮膚到細胞每天都在不斷地發生變化,這些變化隨著年齡的增長而更趨嚴重。老年人的細胞累積了多年的損害而較弱,產生能量的粒線體不再快速且輕易地再生。雖然大多數醫生和科學家都了解運動對成人身體的整體積極影響,但是他們並沒有真正的了解什麼類型的運動可以再生細胞和那些非常重要的粒線體。

 

然而,2017梅奧診所Mayo Clinic進行了一項研究,比較了由兩組不同年齡層從事不同運動類型的結果,總共有72名(32名男性、32名女性)長時間久坐但健康的志願者參加

  • 第一組:年齡18-30歲
  • 第二組:年齡65-80歲

 

每個年齡組又分為四個小組,其中三個分組被分配了不同類型的運動鍛煉方案,分別是:

  • 高強度飛輪間歇訓練(Bike HIIT) - 短時間激烈的飛輪踩踏
  • 每週兩次重量肌力訓練
  • 高強度飛輪間歇訓練,隔天進行重量肌力訓練

 

第四組作為對照組完全沒有進行任何運動。

 

這些運動計畫追蹤了三個月,所有參與者的預期結果都被實現了,例如耐力增加、血糖改善和肌肉量增加。

 

HIIT 於細胞層面逆轉了老化

但是當HIIT組的結果顯示細胞中的粒線體得到改善時,他們進一步發現了新的資訊:年齡較小的參與者表現出274個基因的改善,而年齡較大的參與者表現出驚人的400個基因的改善。(重量肌力訓練方案也顯示出基因相關的改善,但程度要小得多。)老年參與者的細胞表現出肌肉蛋白質下降的逆轉以及粒線體健康的改善,粒線體數量的增加和蛋白質構建模塊,又稱為核醣體(ribosomes)的回春。這些結果都意味著HIIT運動藉由讓細胞增加粒線體和核醣體的蛋白質產量,而實質上停止了細胞的衰老。

 

粒線體能為細胞提供化學能量,因此也被稱為「細胞的發電站」。當我們年紀漸長,粒線體產生能量的能力便會慢慢變弱;而核醣體是細胞內蛋白質合成的場所。研究發現,運動也會刺激核醣體,增進其製造粒線體蛋白的能力,這部分也解釋了受測者粒線體功能的提升與肌肥大的現象。

 

Robinson et al. 團隊的研究證實了一個事實,改善健康永遠不會太老。事實上,正確類型的高強度運動可以讓老年人更大幅度地在細胞層級上逆轉衰老。對於年輕的成年人,將HIIT納入他們的日常運動鍛煉也可以幫助減緩衰老的影響,並且很可能使他們隨著年齡增長而更健康和更活躍。

 

2012 Gibala et al. 研究團隊就曾發表HIIT可激活5'-AMP活化蛋白激酶(AMPK)和p38有絲分裂原活化蛋白激酶(MAPK)。(如圖一)這兩種運動反應性信號激酶都與PGC-1α的直接磷酸化和活化有關。 HIIT鍛鍊後PGC-1α的核密度增加,導致共同激發轉錄因子(TF)增加粒線體基因轉錄,最終使得更多粒線體蛋白的積累以驅動粒線體產生。

 

圖一:HIIT被證實可激活AMPK和MAPK(圖片來源:Gibala et al.)

 

 

怎麼進行 HIIT 

HIIT代表高強度間歇訓練,指的是從事短暫高強度運動與低強度恢復期交替進行。有一系列可接受的鍛鍊期與恢復期比率均可被視為HIIT:

  • 為了改善有氧適能:間隔通常包括鍛鍊與恢復比例為1:1或1:2(即鍛鍊30秒休息30秒或鍛鍊30秒休息60秒)。
  • 無氧訓練(針對肌力和爆發力的運動特定訓練):恢復間隔通常更長,以允許更大的鍛鍊強度,通常至少1:5的比例(如鍛鍊15秒,恢復75秒)。

 

高強度間歇訓練並不需要特殊訓練或特別的設備,跑步就是一個很方便的HIIT鍛鍊,風哥每星期通常會利用跑步進行一次HIIT鍛鍊。3分鐘慢跑(時速7km),3分鐘慢快跑(時速11~12km)交替5~6個循環。(強度/心率表現如圖二)除了跑步,飛輪與橢圓機皆非常適合有膝關節問題的族群從事HIIT鍛鍊。

 

(圖二: HIIT心率圖 by JoiiSports)

 

衍伸閱讀:

高強度間歇訓練(HIIT)的七大好處/陳風河博士

健身小教室|高強度間歇訓練(HIIT)/JoiiUp 編輯部

 

許多專家建議每週只進行一到兩次HIIT,並在HIIT之間進行輕度或中度鍛鍊。這很重要,因為在高強度鍛鍊後要有時間讓你的身體骨骼和肌肉重建,以增加力量。此外,你可能也不想每天都把你的身體推到極限。

 

別忘了,在開始任何運動訓練之前,包含任何高強度有氧運動,請與你的醫生討論最安全的方法來為你的身體和健康進行鍛煉,特別是如果你過去的生活方式通常是久坐,這一點尤為重要。

 

 

參考資料:

[1] Robinson et al., “Enhanced Protein Translation Underlies Improved Metabolic and Physical Adaptations to Different Exercise Training Modes in Young and Old Humans”2017, Cell Metabolism 25, 581–592

[2] https://www.menshealth.com/fitness/a25424850/best-hiit-exercises-workout/

[3] Gibala MJ, Little JP, Macdonald MJ, Hawley JA. Physiological adaptations to low-volume, high-intensity interval training in health and disease. J Physiol. 2012; 590l:1077-84.

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