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運動生理週訊(第139期)

最大心跳率的高低與心肺功能的進步有關嗎？(March 13, 2003)

王順正整理

　　中國時報(2001.5.21.)健康小百科，以「兒童體能一代不如一代」為題的文章中指出，「現在小孩子的運動能力低落，最大攝氧量比30年前低10至20%。運動時最大心跳率每分鐘很少超過160次。(最大心跳率會隨心肺功能的退步而跟著下降嗎?)」

　　事實上，「最大心跳率」主要受到年齡的顯著影響(最大心跳率)，心肺功能的優劣並不是影響「最大心跳率」高低的主要原因。除此之外，最大心跳率的檢測方式也會顯著影響測驗值的高低。例如：運動中或運動後測量、測量瞬間的心跳率(由兩次心跳的時間來推算60秒的心跳次數)或者測量10秒、20秒或1分鐘的心跳率會獲得不同的運動心跳率數值。上述的報導可能在運動後測量一分鐘的心跳數，結果獲得每分鐘160次的運動心跳率結果並不意外。林正常教授也指出「未盡全力也可能是出現每分鐘160次心跳率的原因。未盡全力的原因，可能是體能真的差，也可能是受試者心理怕怕，或測試人員心理也怕怕，暗示受試者早早結束運動測驗。事實上，不少體能測驗是草率地完成，當然結果是差的，理由只是未盡全力的。」

　　從另一方面來看，相同年齡的經常運動訓練者，其最大心跳率是否會與沒有運動習慣者不同呢？Jian網友即提到「我們所測驗的對象為大學體育系與非體育系學生的最大攝氧量，發現體育系的學生，其最大心跳率大部分都比非體育科系的同學還要少，不曉得是因為實驗的誤差，還是另有原因？導致這樣的情形發生。運動訓練過後，心肺能力的提昇，會不會導致最大強度運動時，心跳率的降低呢？」。Andes Cheng(鄭景峰老師)指出McArdle等人(2001)的書中指出，具有僧帽瓣狹窄的病人，其最大攝氧量僅1.6L/min、最大心跳率為190beats/min、最大每跳輸出量為50ml、最大心輸出量為9.5L/min，而一般人的最大攝氧量為3.2L/min、最大心跳率為200beats/min、最大每跳輸出量為100ml、最大心輸出量為20.0L/min，一般運動員的最大攝氧量為5.2L/min、最大心跳率為190beats/min、最大每跳輸出量為160ml、最大心輸出量為30.4L/min。由此結果可知，心肺功能的退步，應不至於降低最大心跳率。除此之外，從上述資料亦可得知，一般運動員的最大心跳率確實比一般人來的低(190 vs. 200beats/min)，但是，運動員卻有遠高於一般人的最大每跳輸出量(160 vs. 100 ml)，進而使得運動員具有較高的最大心輸出量，以便應付較高強度的運動。

　　造成運動員的最大心跳率稍低於一般人的原因？Andes Cheng認為應該是由於運動訓練適應的關係。在訓練後血漿量會增加，因而增加回流至心臟的血液量，進而增加心室舒張末期容積，最後導致每跳輸出量的增加(Frank-Starling mechanism)。當運動強度達40至50%VO2max時，每跳輸出量將會達到最大值。隨著每跳輸出量達到最大值之後，直到最大強度運動時，每跳輸出量大致上會維持一「平原現象(plateau)」，同時，受到血漿量增加的影響，當運動員在進行最大運動時，心室必須有較長的充血時間，否則打不出足夠的血液以維持最大運動強度，也因此，便造成最大心跳率會較一般人來的稍低。

　　Hawkins等人(2001)針對86位中年男性(53.9±1.1歲)與49位中年女性(49.1±1.2歲)的長跑者，進行平均長達8.5年的長期研究(longitudinal study)，研究發現不管是性別或運動訓練量的差異，最大攝氧量與最大心跳率皆會隨著年齡的增加而降低。男性中年跑者每年的最大攝氧量降低1%至4.6%，女性中年跑者則每年降低0.5%至2.4%。儘管中年跑者經常進行跑步的訓練，但是最大攝氧量與最大心跳率都與一般社會大眾的衰退率相似。事實上，人體的心肺功能的老化現象，並不會因為經常運動就會有顯著的差異，只是經常運動訓練者會以較高的水準條件下開始衰退。這種隨著年齡增加形成的身體機能退化現象，更證實了最大心跳率主要受到年齡的影響。

　　Richalet等人(1992)發現在3500公尺的高地低氧壓狀態下，最大心跳率會顯著的下降。林正常也指出，一個人在四千公尺的高地時，最大攝氧量減少26%至30%。這種最大攝氧量與最大心跳率下降的原因，似乎與人體無法在高地低氧壓的環境下進行足夠的氧氣交換(血紅素的攜氧能力因氧壓不足而顯著下降)，進而降低了身體的活動強度。在這種情況下測量到的所謂「最大」心跳率，應該不具備真正的「最大(maximal)」意涵。

　　長期的心肺功能訓練後，確實可以提高心肺功能、增進最大攝氧量。這種增加最大攝氧量的生理原因，包括肺換氣量的功能增加、心臟的容積增加、心肌的功能提高、總血量增加、心臟每跳輸出量提高、最大心輸出量增加、肌肉中的微血管數目提高、肌肉內的粒腺體濃度增加等。長期的心肺功能訓練是否可能「降低」最大心跳率，仍然需要進一步的研究。整體而言，最大心跳率的高低仍然與年齡的關係較為密切。

參考資料

最大心跳率會隨心肺功能的退步而跟著下降嗎?

林正常編著。(2002)。運動科學與訓練--運動教練手冊，修訂三版。銀禾文化事業公司，台北市。

Hawkins, S. A., Marcell, T. J., Jaque, S. V., & Wiswell, R. A. (2001). A longitudinal assessment of change in VO2max and maximal heart rate in master athletes. Medicine and Science in Sports and Exercise,33,1744-1750.

McArdle, W. D., Katch, F. I., & Katch, V. L. (2001). Exercise physiology : Energy, Nutriion, and Human Performance. Lea & Febiger.

Richalet, J. P., Kacimi, R., & Antezana, A.M. (1992). The control of cardiac chronotropic function in hypobaric hypoxia. International Journal of Sports Medicine,13,S22-S24.