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運動生理週訊(第16期)

基礎代謝與安靜心跳(July 23, 1999)

本期主筆：王順正

　　一位網友指出：「我的血壓很正常、心跳也不快 (一分鐘61下) ，可是，我聽說運動可以提高基礎代謝、加速熱量消耗；我都有在規律運動，那麼，如果我的基礎代謝有提高的話，不是應該心跳會比較快嗎？不然怎麼加速新陳代謝呢？(bbs.ntu.edu.tw：汗水和淚/水的世界)」。

　　類似這種，運動時人體生理反應與長期運動訓練後的生理效果，相互混淆的現象，經常被運動參與者提出來討論，就算是經常訓練的運動員也常有不知所以然的困擾。其實，運動時心跳率與身體攝氧量成正比的現象，是相當容易瞭解的運動時立即(acute)生理反應；長期參與運動訓練後，基礎代謝率提高、安靜心跳率降低的現象，也是相當明確的長期(chronic)運動訓練生理特徵。顯然，這兩種特殊的運動生理反應，根本不會有相互矛盾的現象。

　　身體攝取氧量 (攝氧量，oxygen uptake)的多寡，由自律神經(autonomic nervous system) 系統視人體需求來調節，而且，主要受到心臟輸出量(cardiac output) 與動靜脈血含氧差(arterial-venous oxygen difference) 的影響。心臟輸出量則是心臟跳動次數(心跳率，heart rate)與每一次心臟跳動輸出的血量 (每跳輸出量，stroke volume)的乘積。因此，心跳率、心臟每跳輸出量與動靜脈血含氧差三者的乘積，代表身體所能攝取的氧量多寡。

　　基礎代謝(basal metabolic rate)是指維持人體生命所需要的最低代謝水準，通常皆以人體安靜休息下的休息代謝(resting metabolic rate)來代表。隨著運動強度的增加，身體的攝氧量也會顯著的上昇，此時心跳率、心臟每跳輸出量、以及動靜脈血含氧差皆會顯著的上昇；通常心跳率會由每分鐘72次，上昇至接近每分鐘 200次(以20歲左右的年輕人而言)，約上昇 3倍左右；心臟每跳輸出量會由每次 100ml左右，上昇至每次 150ml左右，約上昇 1.5倍左右；動靜脈血含氧差則會由每分鐘約 5公升，上昇至每分鐘約15公升，約上昇 3倍左右；因此，人體在最大運動時的攝氧量約為安靜休息時的十倍之多。

　　人體運動過程中，出現心跳率上昇的現象相當明顯，但是，畢竟心跳率的增加率仍然受到最大心跳率的限制，並無法提供人體足夠的能量需求。透過血流的重新分佈(由大部份血液流向內臟，轉而大部份流向主要作用肌肉)，使得肌肉能夠獲得充份氧氣與能量供應，促成身體使用氧氣的能力大大提昇。

　　經過長時間的耐力運動訓練後 (通常研究文獻中皆以 8週的訓練效果評量的依據) ，由於肌肉在使用氧氣能力上的適應，使得酵素活性提高、肌肉更為發達、肌肉微血管密度增加、肌肉細胞內的粒腺體數目提高、人體總血量增加、紅血球與血紅素增加、心臟心室腔增大、以及心肌收縮力提高等，進而直接或間接提高安靜休息時的心臟每跳輸出量與動靜脈血的含氧差，形成休息代謝提昇的長期影響。

　　安靜心跳率方面，除了受到心臟每跳輸出量提高的影響以外，人體交感神經驅策力降低、副交感神經的抑制提高，也是促成安靜心跳率降低的主要原因。因此，安靜心跳率的變動性，相對於休息代謝而言，顯然就較為不穩定。

　　無論如何，人體在安靜休息狀態下，攝氧量(休息代謝)與心跳率(安靜心跳)的關係雖然密切，卻也不是具有一成不變的固定比例，再加上最大心跳率，幾乎不會因為運動訓練而改變的條件下，基礎代謝與安靜心跳間的關連，顯然不是簡單的運動生理課題。