用科學化運動與HRV監控，打造可量化的企業健促與ESG成效

過去我們知道「運動對身體好」（輸入 → 輸出），但中間究竟發生了什麼（黑盒子）一直不清楚。例如，肌肉收縮如何通知肝臟燃燒脂肪？運動如何告訴免疫系統變強？

發表於 Nature （2024 年 5 月 2 日 封面故事）的研究 [1]建立一個包含基因、蛋白質、代謝物變化的「全景地圖」

此論文標題為 Temporal dynamics of the multi-omic response to endurance exercise training （耐力運動訓練的多體學反應之時間動態）。

圖一：運動的分子機制與訓練處方

• 研究方法：史無前例的規模

．研究團隊讓實驗大鼠進行長達 8 週的漸進式耐力跑台訓練（模擬人類的馬拉松訓練）。在訓練的不同階段中（1 週、2 週、4 週、8 週），採集了全身 19 種不同的器官與組織（包括心臟、大腦、肺、肝、腎、白色脂肪、棕色脂肪、腎上腺等），並且進行近萬次的化驗，分析了數百萬個數據點，是目前人類歷史上最完整的運動生物學數據庫。

• 核心發現：三大顛覆性認知

發現一：運動的影響是「全像式」的（不僅限於肌肉與心臟）

研究發現，運動改變了數千種分子的表達，且這些變化遍布所有 19 種器官。

驚人發現： 即使是與運動看似無直接關係的器官（如腎上腺、肺、脂肪組織），其內部的粒線體（能量工廠）功能也得到了顯著提升。這意味著運動能幫全身細胞「充電」，而不僅僅是肌肉細胞。

發現二：肝臟是運動效益的核心樞紐

雖然運動是用肌肉，但肝臟的變化最為劇烈。運動促使肝臟在分子層面進行大規模重組，特別是與脂肪酸代謝和解毒功能相關的基因。這解釋了為什麼運動能有效逆轉脂肪肝並改善代謝症候群。

發現三：免疫系統的「精準調節」

研究觀察到特定的細胞激素（Cytokines）信號變化，顯示運動能讓免疫系統處於一種「預備狀態」——既能更有效地對抗病原體，又能降低身體長期的慢性發炎（Anti-inflammatory effect）。這為「運動抗發炎」提供了直接的分子證據。

發現四：性別差異的啟示

該研究特別指出，雄性與雌性對運動的分子反應存在顯著差異，特別是在皮下脂肪的代謝途徑上。這提示未來的「精準運動醫療」，可能需要針對男性和女性設計不同的運動強度或類型，以達到最佳的減脂或健康效益。

• 臨床意義

這篇論文是運動科學的「登月計畫」，它證明了運動是一種系統性的生化介入（Systemic Biochemical Intervention）。

未來的醫生可能不再只是說「多運動」，而是能根據這張地圖，開發出模擬運動效果的藥物（Exercise Mimetics），或是針對特定器官（如肝病、腎病患者）開立精確的運動處方。

根據此研究與當前的運動生理學共識，要達到最佳的「粒線體優化」效果，不能只靠單一強度的運動。科學界目前推崇的是一種「兩極化訓練」（Polarized Training）策略 [2]，分別針對粒線體的「數量」與「效能」進行強化。

分析如何透過不同運動機制來升級身體的能量工廠

Zone 2：打造引擎的基座（增加粒線體「數量」）

強度定義：

• 心率區間： 約為最大心率的 60% - 70%。
• 體感指標： 可以維持對話，但稍微有點喘（Talk Test），可以長時間維持（45 分鐘以上）。

科學機制：

• 刺激粒線體生物合成 (Biogenesis)：

Zone 2 訓練會活化 PGC-1α 通路，這是指揮細胞「製造更多粒線體」的關鍵開關。這就像是幫工廠擴建，增加更多生產線。

• 提升脂肪代謝效率：

在這個區間，身體主要依賴脂肪作為燃料。長期的 Zone 2 訓練能訓練粒線體更擅長燃燒脂肪，這對於改善胰島素阻抗、逆轉代謝疾病至關重要。

• 清除乳酸：

Zone 2 能訓練慢縮肌纖維回收乳酸的能力，這是耐力的基礎。

Zone 2 讓你的油箱變大，引擎更耐用，是健康的基礎

Zone 5：渦輪增壓（提升粒線體「效能」）

強度定義：

• 心率區間： 接近最大心率的 90% - 100%。
• 體感指標： 無法說話，非常痛苦，通常只能維持 1 - 4 分鐘（如高強度間歇訓練 HIIT）。

科學機制：

• 提升粒線體呼吸率 (Respiration Rate)：

高強度迫使粒線體在短時間內處理大量能量需求，這會汰換掉老化、低效的粒線體（Mitophagy，粒線體自噬），並提升現有粒線體的運作效率。

• 最大攝氧量 (VO2 Max) 的推升：

VO2 Max 是目前醫學界公認與長壽正相關性最強的單一指標。Zone 5 是提升 VO2 Max 最有效的方法。
葡萄糖競爭： 極高強度的運動會大量消耗葡萄糖，正如前述研究提及，這對於抑制依賴葡萄糖的異常細胞（如部分癌細胞）具有代謝優勢。

Zone 5 讓你的引擎轉速更高，馬力更強，是延緩衰老的關鍵

黃金比例：80/20 法則

對於追求健康長壽（而不僅僅是競技表現）的人來說，頂級期刊與運動醫學專家（如 Dr. Peter Attia, Dr. Iñigo San Millán）[ 3,4,5,6 ] 普遍建議的配方是：

• 80% 的時間做 Zone 2：

建立有氧底層，改善代謝健康，且恢復期短，不會造成過度皮質醇（壓力荷爾蒙）累積。

• 20% 的時間做 Zone 5：

每週安排 1 次高強度間歇，維持心肺功能的頂峰與粒線體的汰換更新。

實務範例（以每週運動 4 天為例）：

• 3 天

進行 45 - 60 分鐘的 Zone 2 輕鬆跑或快走（可以邊聽 Podcast 邊做）。

• 1 天

進行 Zone 5 的 HIIT（例如：4 分鐘衝刺 + 4 分鐘休息，重複 4 組），這是為了挑戰心臟極限。

圖二： HIIT 訓練 @ JoiiSports

Nature 的研究 [1]告訴我們運動能重塑全身分子， Zone 2 是負責「廣度」（讓全身細胞都動員起來改善代謝），Zone 5 則是負責「深度」（強化心肺極限與清除老化粒線體），兩者缺一不可。

既然我們已經釐清了「為什麼練」（分子全像圖）以及「練什麼」（Zone 2 堆疊 + Zone 5 衝刺），要落實這套科學理論，最後且最關鍵的一塊拼圖其實是「狀態監控」。

實務上，執行 80/20 訓練最大的陷阱往往是：「在該輕鬆的時候不夠輕鬆（導致 Zone 2 變成無效的垃圾里程），而在該強的時候狀態不佳、強度上不去。」

而心率變異率（HRV, Heart Rate Variability） 不僅是一個數據，它是自律神經系統（ANS）的即時儀表板。

如果說 Zone 2 和 Zone 5 是我們手上的「武器」，那麼 HRV 就是決定當天該不該開火的「指揮官」。

以下進一步解析 HRV 如何作為精準的「訓練準備度」（Readiness）指標，以及它如何指導我們執行 80 / 20 訓練法：

HRV 的核心邏輯：心跳越「亂」越健康？

一般人直覺認為心跳要規律（像節拍器）才好，但生理學上恰恰相反。

• 低 HRV（心跳極度規律）

代表交感神經（戰鬥或逃跑）過度強勢，身體處於壓力、疲勞或發炎狀態。就像車子油門踩死，沒有彈性。

• 高 HRV（心跳微小變化大）

代表副交感神經（休息與消化）運作良好，身體適應力強，能隨時在放鬆與衝刺間切換。

高 HRV = 油箱滿、系統彈性大 = 適合高強度訓練（Zone 5）。

用 HRV 指導訓練：紅綠燈法則 (Traffic Light System)

執行 80/20 訓練最難的是「選日子」。很多跑者失敗的原因是：在身體根本沒恢復（低 HRV）的那天，硬要執行高強度的 Zone 5 間歇跑

科學化的決策流程如下：

綠燈區（HRV 高於個人基線）：

• 身體狀態： 自律神經平衡極佳，副交感神經主導，身體修復完成。
• 訓練建議： 這是執行 Zone 5（高強度間歇/衝刺）的黃金窗口。
• 原因： 只有在這種狀態下，心臟和粒線體才能承受接近 100% 的極限刺激，並產生超補償（Supercompensation）效應。

黃燈區（HRV 處於正常波動範圍內）：

• 身體狀態： 狀態持平，有些微疲勞但無大礙。
• 訓練建議： 執行 Zone 2（基礎有氧）。
• 原因： Zone 2 不會過度刺激交感神經，既能維持代謝訓練，又不至於讓隔天的數值崩盤。

紅燈區（HRV 顯著低於基線）

• 身體狀態： 累積疲勞過高、睡眠不足、壓力大，或免疫系統正在對抗潛在病毒（生病前兆）。
• 訓練建議： 強制休息 or 主動恢復（Active Recovery，如瑜伽、極輕度散步）。
• 禁忌： 絕對禁止 Zone 5。若此時硬練，不僅練不到 VO2 Max，反而會導致皮質醇飆升，破壞肌肉，甚至引發受傷。

HRV 與「東方哲學」的共鳴

作為 JoiiUp 的創辦人，我深感西方科學的 HRV 與東方哲學的「氣（Qi）」與「陰陽」有著驚人的異曲同工之妙 ：

• 交感神經（陽）： 消耗能量、外放、行動。
• 副交感神經（陰）： 儲存能量、內收、修復。

健康的關鍵不在於一直處於「陽」（一直訓練），而在於「陰陽轉換」的流暢度。HRV 就是這個轉換能力的數字化呈現。高 HRV 代表您的「氣場」流動順暢，生命力旺盛。

關鍵數據指標：RMSSD

在眾多 HRV 的計算公式中（如 SDNN, LF/HF 等），目前運動科學界與穿戴裝置（如 Garmin, Apple Watch）公認的黃金標準是 RMSSD（Root Mean Square of the Successive Differences）。

為什麼是 RMSSD？

它對副交感神經（迷走神經張力）的變化最為敏感，最適合用來評估「當下的恢復狀態」。

• 總結

如果將 HRV 納入您的個人訓練體系，能將訓練從「照表操課」（盲目）升級成為「生物回饋訓練」（精準）。
Zone 5 是猛藥： 只有在 HRV 亮綠燈時才吃。
Zone 2 是主食： 日常維持，穩定代謝。
HRV 是診斷書： 每天早上告訴你今天該吃藥還是吃飯。

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JoiiSports app 虹映科技創辦人  陳立洋執行長

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• 參考文獻

[1] https：//www.nature.com/articles/s41586-023-06877-w
[2] https：//pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12279575/
[3] https：//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16430681/
[4] https：//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24550842/
[5] https：//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28623613/
[6] https：//jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2707428