最有效提升最大攝氧量的方法: 高強度間歇訓練 (HIIT)

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最大攝氧量（VO2 max）是衡量心肺適能的一個重要指標，代表一個人在最大運動強度下，每分鐘能攝入、運輸和利用氧氣的最大量，通常是以毫升每分鐘每公斤體重（ml/kg/min）來表示。

VO2 max 反映了心肺系統將氧氣輸送到肌肉並由肌肉有效利用的能力，是體能訓練和運動表現的關鍵指標之一。

而每個人的 VO2 max 可能會有很大差異，這受到先天遺傳、性別、年齡、後天的訓練狀態和其他因素的影響。一般來說，有較高 VO2 max 的人在心肺方面更健康，且在耐力運動中表現更好。

通過運動訓練，特別是有氧運動，可以提高 VO2 max，從而提高運動表現和整體健康水平。

研究 [1]表明，VO2 max 在一定程度上受到遺傳因素的影響。有氧運動訓練可以顯著提高 VO2 max，尤其是對於初級和中級運動者。隨著年齡增長，VO2 max 自然下降。男性的 VO2 max通常高於女性，這部分是由於身體組成和血紅蛋白含量的差異。

VO2 max與慢性疾病

VO2 max 與慢性疾病之間的相關性是一個重要的公共衛生問題 [2]，因為它涉及到預防和管理慢性疾病的策略。

研究表明，較高的VO2 max 與較低的慢性疾病風險有關，包括心血管疾病、2型糖尿病、某些癌症類型和肥胖等。

• 心血管疾病

VO2 max 是衡量心肺功能和耐力的一個關鍵指標。較高的 VO2 max 表明心肺系統效率高，能有效供氧給全身組織，包括心臟。

研究顯示 [3]，較高的 VO2 max 與較低的冠心病、高血壓和中風風險有關。較高的 VO2 max可以通過改善心臟的泵血效率和降低動脈硬化風險來降低冠心病的風險。

定期進行提高 VO2 max的運動有助於降低血壓，因為它可以增加血管的彈性，改善血液循環。較高的 VO2 max有助於維持良好的血管健康，減少血栓形成的可能性，從而降低中風的風險。

具體來說，一個高的最大攝氧量可以作為心臟有效泵血能力的一個指標。

VO2 max高的個體通常擁有更健康的血管系統，包括更好的內皮功能和較低的動脈硬化，這些因素有助於改善血液循環和降低動脈粥樣硬化的風險，後者是許多心血管疾病的主要原因。

有氧運動，如跑步、游泳和騎自行車，被證實可以提高 VO2 max。這不僅提高了心肺功能，還有助於控制體重、降低血壓和改善脂肪代謝，從而降低心血管疾病的風險。

對於心血管疾病患者，提高 VO2 max也是一種有效的管理策略。規律的有氧運動可以幫助心血管疾病患者改善心臟功能，提高生活質量，甚至減少心血管事件的再次發生。

多項研究 [4-7]支持了 VO2 max與心血管健康之間的正面關聯。

長期追蹤研究發現，具有高 VO2 max的男性心血管疾病的發病率明顯低於低 VO2 max的男性。研究也表明，透過有氧運動訓練顯著提高了心血管疾病患者的 VO2 max，從而改善了他們的疾病預後。

• 2 型糖尿病

2 型糖尿病是一種慢性疾病，以高血糖和胰島素阻抗為特徵。

近年來，越來越多的證據 [8,9,10]表明， VO2 max與 2 型糖尿病之間存在顯著相關性。提高 VO2 max可以改善胰島素敏感性，降低血糖水平，從而減少 2型糖尿病的風險或對現有糖尿病患者產生積極的管理效果。

VO2 max與2型糖尿病的相關性如下：

1. VO2 max的提高與增加的肌肉氧合和能量消耗有關，這有助於提高胰島素敏感性，從而更有效地降低血糖水平。
2. 較高的 VO2 max通常與較低的體脂肪百分比相關，有助於控制體重，減輕 2 型糖尿病的一個重要風險因素。
3. 規律的有氧運動不僅提高最大攝氧量，還有助於改善整體代謝健康，包括脂質代謝和血糖控制，這對預防和管理 2 型糖尿病至關重要。

• 癌症

雖然癌症的發生與多種因素相關，包括遺傳、環境和生活方式等，但越來越多的證據 [11,12,13]表明，提高 VO2 max通過改善身體組成、增強免疫系統和降低發炎水平，可能有助於降低某些類型癌症的風險，並改善癌症患者的生存質量和預後。

VO2 max與癌症的相關性機制如下：

1. 較高的 VO2 max與較低的癌症風險相關。這可能是因為高水平的身體活動能夠改善代謝健康，減少肥胖風險，並降低與癌症發生相關的慢性發炎。
2. 對於癌症患者，提高 VO2 max可以增強體能，改善生活質量，並可能提高治療反應。有氧運動被證明對於減輕癌症治療相關的疲勞和其他副作用是有效的。
3. 一些研究指出，較高的身體活動水平和較好的心肺健康與癌症患者的較高生存率相關，尤其是乳腺癌和結腸癌患者。

• 肥胖

肥胖是全球面臨的重大公共衛生問題，與多種慢性疾病的風險增加有關。

VO2 max是評估個體有氧運動能力和心肺健康的重要指標，而研究 [14,15,16]顯示提高 VO2 max可以對抗肥胖和其相關健康風險。

最大攝氧量與肥胖的相關性如下：

1. 規律的有氧運動可以提高 VO2 max，這有助於燃燒熱量和減少體脂肪。提高 VO2 max的運動形式包括跑步、騎自行車和游泳等，這些活動能有效提升能量消耗，幫助控制體重和減輕肥胖。
2. 提高 VO2 max可以增強肌肉的氧氣利用率和能量代謝，從而改善胰島素敏感性和整體代謝健康。這對於預防和管理肥胖相關的代謝症候群非常重要。
3. 肥胖增加了心血管疾病、2 型糖尿病和某些癌症的風險。提高 VO2 max可以幫助降低這些疾病的風險，通過改善心肺功能、降低血壓和改善脂質代謝等途徑實現。

增加最大攝氧量的最佳方法是什麼？

眾所皆知，舉凡有氧運動對於提升 VO2 max都有幫助，然而對於忙碌的現代人而言，應該都會想知道超級有效又節省時間的方法。在一項發表在 2016《運動與運動醫學與科學》雜誌上的研究 [17]中，科學家試圖找出最適合提高最大攝氧量的運動。

VO2 max是你的身體在一定時間內可以使用的最大氧氣量，它取決於你有多少紅血球、你對耐力活動的適應程度以及你的心臟可以泵出多少血液。

從本質上講，你的 VO2 max是衡量你身體健康程度的指標。你可以藉由提高 VO2 max，以便在你的運動中變得更加有效率（無論你從事哪種運動），因此你可以更快、更輕鬆、更省力地完成你要做的任何事情。

我們已經知道高強度間歇訓練 (HIIT)是改變體質和消除脂肪的最佳方法之一，而穩態有氧運動對於建立訓練基礎並使我們的身體更有效地利用儲存的脂肪是必要的，但增加最大攝氧量的最佳方法是什麼？

研究人員招募了 30 名年齡在 32 歲至 50 歲之間的過重和肥胖受試者，讓他們接受三種流行的運動方式。他們被隨機選中來完成六週的任務：

1. 4x4 分鐘的高強度間歇訓練 (HIIT)，包括在跑步機上以最大心率的 85-95% 進行 4 組 4 分鐘 HIIT，每組間歇訓練之間休息 3 分鐘；(這也是風哥很常進行的鍛鍊，運動心率紀錄如圖一)

圖一: 利用JoiiSports & Apple Watch進行的跑步HIIT鍛鍊的運動心率紀錄

2. 10x1 的高強度間歇訓練 (HIIT)，包括在跑步機上以最大攝氧量負荷進行 10 組 1 分鐘 HIIT，每個間歇訓練之間休息 1 分鐘；
3. 在跑步機上以最大心率的 70% 進行 45 分鐘的中等強度連續有氧訓練。

研究結果發現，4x4 分鐘 HIIT 增加最大攝氧量的幅度最大，而且顯著高於 10x1 HIIT 運動組！

前者使 VO2 max 提高了 10%，後者使 VO2 max 提高 3.3%。中等強度連續訓練組位居最後，但 VO2 max 仍增加了 3.1%。

這與另一個團隊的研究 [18]結果類似，其發現 HIIT 對於提升 VO2max 比長時間低強度有氧訓練和乳酸閾值訓練更有效。

此研究中募集四十名健康、不吸菸、接受過中等訓練的男性受試者被隨機分配到四組之一：

1）長慢距離訓練（70％最大心率；HRmax）

2）乳酸閾值訓練（85% HRmax）

3) 15/15 間歇跑訓練（以 90-95% HRmax 運行 15 秒，然後以 70% HRmax 的動態休息 15 秒）

4) 4 x 4 分鐘間歇跑（以 90-95% HRmax 跑 4 分鐘，然後以 70% HRmax 的動態休息 3 分鐘）

所有四種訓練方案的總耗氧量相似，並且每週進行 3 天，持續 8 週。結果顯示與長慢距離和乳酸閾值訓練強度相比，高強度有氧間歇訓練可顯著增加 VO2max。

15/15 組和 4 x 4 分鐘組的百分比增加分別為 5.5% 和 7.2%。研究也指出，高強度間歇訓練是提高 VO2max 的更有效方式。 

HIIT提升VO2 max的機制 [19,20,21,22,23,24,25]

• HIIT 可以提高心臟和肺部的功能

在高強度運動期間，心臟需要泵出更多的血液來為肌肉輸送氧氣。這會導致心臟肌肉變得更強壯，並提高心臟的泵血效率。肺部也需要更加努力地工作來吸收氧氣。這會導致肺部容量增加，並提高肺部吸收氧氣的能力。

• HIIT 可以增加肌肉中的線粒體數量

線粒體是細胞中的能量工廠。它們負責將氧氣和營養物質轉化為能量。可以刺激肌肉中的線粒體生長，從而提高肌肉的能量生產能力。HIIT 可以通過以下機制來增加線粒體數量：

• 激活 PGC-1α

PGC-1α 是一種轉錄協調節因子，可以促進線粒體生物合成。HIIT 可以通過激活 PGC-1α 來增加線粒體的生成。

• 增加 AMPK 的活性

AMPK 是一種能量傳感器，可以調節細胞代謝。HIIT 可以通過增加 AMPK 的活性來促進線粒體的生成。

• 提高細胞內鈣離子的濃度

鈣離子是細胞信號傳導的重要介質。HIIT 可以通過提高細胞內鈣離子的濃度來促進線粒體的生成。

• HIIT 可以提高無氧閾值

無氧閾值是指在運動過程中，身體開始產生乳酸的速度。乳酸是一種代謝廢物，會導致肌肉疲勞。HIIT 可以提高無氧閾值的機制主要有以下幾點：

• 提高肌肉中的酶活性

酶是生物催化劑，可以加速化學反應。HIIT 可以提高肌肉中的酶活性，從而提高肌肉的能量代謝效率。

• 提高肌肉中的 glycogen 儲存量

Glycogen 是肌肉中的能量儲備物質。HIIT 可以提高肌肉中的 glycogen 儲存量，從而提高肌肉在高強度運動時的能量供應能力。

• HIIT可以增加運動後的氧氣消耗

促進脂肪燃燒和能量代謝，間接提高 VO2 max。一項研究 [26]表明，在 6 週的 HIIT 訓練後，受試者的運動後氧氣消耗增加了 15 %。

除了跑步外，還能做什麼運動型態來進行 HIIT ?

進行 HIIT 的運動可以有許多型態，除了跑步之外，以下是六種可以進行 HIIT 的運動型態，幫助你在家或健身房進行有效的高強度訓練：

1. 徒手鍛鍊動作：包括伏地挺身、深蹲、開合跳….等，也不需要任何設備，適合在任何地方進行。

• 影片連結：https://www.youtube.com/watch?v=_8Bp_QoCKJs

2. 跳繩：跳繩是一種極佳的全身運動，可以快速提高心率，增加卡路里消耗。

3. 騎自行車：使用室內固定自行車、飛輪或在戶外騎行，透過間歇性的快速踩踏和慢速恢復來進行。

4. 划船機：划船是一項全身運動，適合進行高強度間歇訓練，增強心肺功能。

5. 有氧操或舞蹈：選擇節奏快速的音樂進行短暫但高強度的舞蹈或有氧操動作。

6. 橢圓機訓練：橢圓機是對膝蓋和腳踝壓力較小的選擇，適合進行高強度間歇訓練。

這些 HIIT 訓練不僅能幫助你提高心肺功能，還能有效燃燒脂肪，增加肌肉耐力。

進行這些訓練時，請注意適當調整強度，以符合你的體能水平，並確保訓練過程中的安全。

透過這些影片，你可以更容易地跟著做，無需專業器材也能在家進行有效的 HIIT 訓練。

小結

大量研究表明，HIIT 是一種時間高效且成效顯著的訓練方式，對於快速提升 VO2 max 非常有效。這對於希望改善心肺健康、提升運動表現、加速體脂減少的人來說，提供了一個非常實用的運動選擇。

VO2 max 是一個反映個體健康狀態和慢性疾病風險的重要指標。

通過 HIIT 提高 VO2 max 是一種有效的方法來降低多種慢性疾病的風險。因此，從公共衛生的角度來看，推廣 HIIT 對於預防和管理慢性疾病具有重要意義。不過，由於 HIIT 強度高，建議初學者在開始前進行體能評估，並在專業人員指導下逐步增加強度，以避免過度訓練和受傷風險。

參考資料

[1] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5688475/

[2] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10181139/

[3] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33986466/

[4] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11893790/

[5] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22144631/

[6] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19454641/

[7] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23328449/

[8] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16217001/

[9] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2735427/

[10] https://europepmc.org/article/med/16002776

[11] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19276861/

[12] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3056656/

[13] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8870120/

[14] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3925973/

[15] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10896648/

[16] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20418526/

[17] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26440134/

[18 ] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17414804/

[19] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3381816/

[20] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17414804/

[21] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26243014/

[22] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3805374/

[23] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4001108/

[24] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4272727/

[25] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4434334/

[26] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4148512/