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2021.09.21

不要再說沒時間運動了!HIIT讓你在最短的時間內獲得最多的健康!

文章撰寫:虹映科技股份有限公司創辦人兼執行長 陳風河博士 ;圖片來源:原文內文

 雖然大多數人都知道身體活動是健康的,但不幸的是,很多人覺得他們沒有足夠的時間進行鍛煉 [1,2]。2015年日本內閣府所進行的調查結果發現,最近一年都沒運動的人,最常出現的原因就是太忙沒時間(42.6%)[3]。如果這聽起來像你,也許是時候嘗試高強度間歇訓練 (High Intensity Interval Training, HIIT)了。

 

 HIIT 只需要幾天一次、一次幾分鐘內就可以完成的運動。就算是擠不出運動時間的人也沒有問題加上熱身和緩和運動全部也只需要10分鐘左右。

 

  • HIIT 的特色是「只在一定時間之內,集中施加高強度的負荷,並提供一定時間的休息(或是降低負荷),然後再度施以負荷,並以非常短的時間反覆進行」。
  • HIIT 的最大優勢之一是你可以在最短的時間內獲得最大的健康益處。

 

 

本文解釋了 HIIT 是什麼,並說明了它對健康的許多益處。

 

什麼是高強度間歇訓練?

HIIT 能夠同時截取肌力訓練等無氧運動與慢跑等有氧運動兩者的優點。 HIIT 會對全身肌肉施加高度負荷,所以並不需要長時間進行,或是每天進行。如果你每天都想活動身體,做 HIIT 以外的日子也可進行輕度慢跑。比起既有的運動方式,HIIT 可以在短時間內結束,也可以達到全面性的效果,是超高效率的運動模式。更因為 HIIT 促進大眾健康、預防疾病、改善血糖值,甚至是作為罹患心臟疾病後心肺機能復健手段的效果(見表一),使醫學界開始對於這個運動方法投以注目。

表一、HIIT對人體健康好處多多 [4]

 

HIIT 擁有的成效原本只是部分研究者的假說,但它現在已經成為醫學界的「常識」。HIIT 包括短時間的劇烈運動和低強度的恢復期。有趣的是,這可能是最省時的鍛煉方式 [5,6]。通常,HIIT 鍛煉的持續時間為10到30分鐘。儘管鍛煉時間很短,但它可以產生類似於中等強度運動兩倍的健康益處 [7,8]。

 

 

 

進行的實際活動各不相同,但可以包括短跑、騎自行車、開合跳、跳繩或其他利用體重的鍛煉。例如,使用固定式健身車的 HIIT 鍛煉可以包括 30 秒的高阻力騎自行車,然後是幾分鐘的低阻力慢速輕鬆騎自行車。這將被視為 HIIT 的「一回合」,你通常會在一次鍛煉中完成 4 到 6 次回合。你鍛煉和恢復的具體時間將根據你選擇的活動和鍛煉強度而有所不同。


不管它是如何實施的, HIIT 應該包括短時間的劇烈運動,使你的心率加快 [9]。

 

 

實際上 HIIT 大致可分為以下兩種

第一種:竭盡全力--施加達到最大攝氧量或最大心跳率的強度

第二種:接近竭盡全力--施加最大心跳率的7到8成的強度

 

針對一般大眾,多半是不太有運動習慣的人,更不是專業運動員,所以個人推薦的是後者的運動方式:運動時只施加全力的七到八成強度。以身體健康為出發點的運動,核心原則即是「安全與持之以恆」。心跳率是設定運動強度是最一目了然的基準。

 

 HIIT 不僅可以在更短的時間內提供長時間鍛煉的好處,還可以提供一些獨特的健康益處 [5]。

 

1. HIIT 可以在短時間內燃燒大量卡路里

你可以使用 HIIT [10,11]快速燃燒卡路里。一項研究比較了 HIIT 、重量訓練、跑步和騎自行車各30分鐘內所燃燒的卡路里。

研究人員發現, HIIT 比其他形式的運動多燃燒 25-30% 的卡路里 [10]。在這項研究中, HIIT 一個回合包括20秒的最大努力,然後是40秒的休息。這意味著參與者實際上只鍛煉了跑步和騎自行車組的1/3時間。


儘管本研究中每次鍛煉的時間為30分鐘,但 HIIT 鍛煉通常比傳統鍛煉要短得多。這是因為 HIIT 可以讓你燃燒大約相同數量的卡路里,但鍛煉時間更少。

 

 

2. HIIT 後數小時內代謝率較高

HIIT 幫助你燃燒卡路里的方法之一,實際上是在你完成鍛煉之後。
幾項研究表明 HIIT 具有令人印象深刻的能力,可在運動後數小時內提高你的代謝率 [12-14]。研究人員甚至發現, HIIT 比慢跑和舉重訓練更能提高運動後的新陳代謝 [12]。在同一項研究中,還發現 HIIT 將身體的新陳代謝轉向使用脂肪而不是碳水化合物作為能量。

 

另一項研究表明,只以衝刺形式進行兩分鐘的 HIIT 在24小時內增加的新陳代謝跟跑步30分鐘一樣多 [15]。

 

3.HIIT可以幫助減肥

HIIT 是一邊減脂一邊增肌的夢幻運動法。單純比較減少脂肪的效果, HIIT 的效果比慢跑更好,而且它可以特別有效地減少腹部周圍脂肪與內臟脂肪。研究表明,HIIT 可以幫助你減掉脂肪。一項審查研究了 13 項實驗和424名超重和肥胖的成年人。有趣的是,它發現 HIIT 和傳統的中等強度運動都可以減少體脂和腰圍 [16]。

此外,一項研究發現,每週進行3次 HIIT 每次20分鐘的人在12週內減少了2公斤的體脂——沒有任何飲食改變 [17]。也許更重要的是內臟脂肪(內臟周圍促進疾病的脂肪)減少了17%。

 

其他幾項研究也表明,儘管投入時間相對較短,但 HIIT 可以減少體脂 [18,19,20]。然而,與其他形式的運動一樣,HIIT 可能對超重或肥胖的人減脂最有效 [21, 22]。

 

 

HIIT 更重要的功能,在於能夠獲得「因為肌肉增加而不易復胖的體質。」有不少研究都陸續釐清了 HIIT 的減脂機制。研究發現HIIT會讓粒線體的量增加、質也提升,所以會促進脂肪分解(氧化),也發現經由運動刺激分泌的兒茶酚胺增加,也同樣促進了脂肪分解。

 

另外一個機制,就是「後燃效應」。後燃效應也稱為「EPOC效應」(excess post-exercise oxygen consumption),簡單的說,就是 HIIT 運動結束之後的耗氧量平時多,並持續產生能量的狀態。而且此時,身體會優先燃燒脂肪作為能量來源。

 

4.你可能會使用 HIIT 增肌

除了幫助減少脂肪外, HIIT 還可以幫助增加某些人的肌肉質量 [22,23,24]。然而,肌肉質量的增加主要是在使用最多的肌肉中,通常是軀幹和腿部 [17,22,24]。此外,重要的是要注意,一開始不太活躍的人更有可能增加肌肉質量 [25]。

 

一些針對活躍個體的研究未能在 HIIT 計劃後顯示出更高的肌肉質量 [26]。重量訓練仍然是增加肌肉質量的「黃金標準」運動形式,但HIIT可以支持少量肌肉生長 [25,27]。

 

5.  HIIT 可以提升最大攝氧量

心肺耐力是身體向肌肉輸送氧氣的能力,使肌肉能夠工作或從事活動。

 

肺部從我們呼吸的空氣中吸收氧氣,然後將氧氣灌注到血液中;心臟和血管將其輸送到工作肌肉中;骨骼肌利用氧氣來執行肌肉收縮並產生功。雖然有多種評估心肺耐力的方法,但在大多數情況下,跑步機上的快走或跑步適合大多數人。

攝氧量(VO₂)是身體工作效能的指標,它以每分鐘消耗的氧氣毫升數表示,並根據體重以公斤為單位進行調整:ml/kg/min。有許多因素會影響最大攝氧量(VO₂max),例如遺傳、訓練、年齡、性別和身體成分。

 

一般來說,最大攝氧量隨著年齡的增長而下降(30歲後每年下降約2%),男性的 VO₂max 通常高於女性。更高的 VO₂max 允許人們產生更多的能量,從而完成更多的工作。考慮到這一點, VO₂max 是衡量整體健康狀況的「黃金標準」。

 

 

VO₂max 是指肌肉使用氧氣的能力,而耐力訓練通常用於改善你的 VO₂max 。傳統上,這包括長時間連續跑步或以穩定的速度騎自行車。但是,HIIT 似乎可以在更短的時間內產生相同的好處 [21,22,28]。

 

一項研究發現,每週進行四天、每次20分鐘的五週 HIIT 鍛煉可將 VO₂max 提高9% [7]。這與研究中另一組的 VO₂max 改善幾乎相同,他們每周連續四天,每天連續騎行40分鐘。

另一項研究發現,使用傳統運動或 HIIT 在固定自行車上鍛煉八週後, VO₂max 增加了約 25% [8]。

 

再一次,各組之間的總鍛煉時間有很大不同:傳統鍛煉每週120分鐘,而 HIIT 每週僅60分鐘。其他的研究也表明, HIIT 可以改善 VO₂max [26,29]。

吸收的氧氣量(能當燃料的量)越多,粒線體就能製造出更多的能量。為什麼會「能量不足」?就是因為作為燃料使用的氧氣量是有上限的

 

這個上限值就稱為「最大攝氧量」,也就是所謂的耐力、精力、體力的真面目。確定最大攝氧量的關鍵,正是存在於肌肉細胞內「粒缐體」。個人的最大攝氧量,會因粒線體的數量與質(ATP的轉換率)而有所變動,所以當粒線體的質與量降低時,不光是耐力變差,質量不佳的粒線體還會製造出大量傷害細胞「活性氧」。

過剩的活性氧會傷害身體,造成:老化、糖尿病、阿茲海默症、帕金森氏症,心血管疾病、癌症。

 

HIIT 會對身體施加足以鍛鍊出肌肉的高負荷,同時也進行有氧運動,所以作為有效提高 VO₂max 的手段(增加粒線體的量、提高粒線體的質,同時也強化心肺機能)是非常出色的方式。

 

加拿大McMaster University研究團隊實驗發現 [30],正常運動的小組與HIIT的小組促進健康的效果相同(以 VO₂max 與粒線體的增加來判斷)!

實施 HIIT的小組,實質上一天只運動了20秒×3=1分鐘,也就是一週三次=3分鐘,卻能與一天運動45分鐘、一週135分鐘的中等強度運動效果相同。

所以可以說 HIIT 完全就是為了忙碌的現代人而存在的運動。比起其他運動, HIIT 的回春效果更顯著。

 

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發表於2017年的《Cell Metabolism》的研究成果 [31],這項研究的受測者分別是18到30歲的年輕組34人,65到85歲的高齡組26人。

再將這兩組各分成三組: HIIT 組肌力訓練組有氧運動與肌力訓練混合組(有氧運動的強度不超過最大心率的75%),以科學方法驗證12周後的運動效果。

觀察12周後數字的變化,發現 HIIT 組及有氧運動與肌力訓練混合組,VO2max顯著增加,尤其年輕組當中 的HIIT 組的增加更為顯著,有氧運動與肌力訓練混合組最高增加了17%,而 HIIT 組的增加幅度近高達28 %。

高齡組也一樣,在 HIIT 組有氧運動與肌力訓練混合組中, VO₂max 都有明顯提升。

另一方面,只進行肌力訓練的小組無論是年輕組或是高齡組, VO₂max 並沒有較大的成長。這項數據就證明了只做無氧運動的肌力訓練,能夠提升的耐力有其極限。」

 

在醫學界會用「粒線體最大攝氧量」這個單位來表示「氧氣製造能量源(ATP)的能力」。前述的研究中,同時也測量的粒線體最大攝氧量的變化。

 

「粒線體最大攝氧量」在運動後的變化,與前述的最大攝氧量相似,特別應該注意的是 HIIT 組的上升量,無論是年輕或是高齡組,都比其他運動達到更好的改善效果。

如果換成增加率而非增加量,可以發現年輕組最高增加了49%,高齡組最高增加了高達69%。

 

6.HIIT可以降低血壓

研究 [32]顯示六週的 HIIT 可讓肥胖者的血壓降低3-5 mmHg。

其他的更多的研究表明,它可以降低經常患有高血壓的超重和肥胖個體的安靜心率和血壓 [21]。一項研究發現,在固定自行車上進行 8 週 HIIT 降低高血壓成人的血壓與傳統持續耐力訓練一樣多 [8]。

 

在這項研究中,耐力訓練組每週鍛煉四天,每天鍛煉 30 分鐘,而 HIIT 組每週只鍛煉 3 次,每天鍛煉 20 分鐘。一些研究人員發現,HIIT 甚至可能比經常推薦的中等強度運動更能降低血壓 [3]。

 

HIIT 對於改善第二型糖尿病也有絕佳效果,持續不到 12 週的 HIIT 計劃可以降低血糖 [21, 34]。對50項不同研究的總結發現,HIIT 不僅能降低血糖,而且比傳統的持續運動更能改善胰島素抵抗 [35]。

根據這些信息,高強度運動可能對那些有患2型糖尿病風險的人特別有益。事實上,一些專門針對2型糖尿病患者的實驗已經證明了 HIIT 對改善血糖的有效性 [36]。

 

然而,對健康個體的研究表明,與傳統的持續鍛煉相比,HIIT 可能更能改善胰島素抵抗 [28]。

 

HIIT 對肌肉帶來的變化大致分為三項:

一、肌肉運動能力增加(促進肌漿網內鈣離子的吸收)

二、最大攝氧量增加(改善粒線體的量與質)

三、促進細胞內葡萄糖的吸收GLUT4的增加

 

第二和三項是尤其對改善血糖值影響特別大。所謂的 GLUT4 是指在體內負責運送葡萄糖的分子, GLUT 是葡萄糖轉運體(glucose transporter)的略稱。

葡萄糖轉運體有各式各樣的種類,其中與糖尿病息息相關的就是 GLUT4 。 GLUT4 就像是把葡萄糖搬入細胞內的卡車, GLUT4 越多,細胞的葡萄糖吸收量就會增加。

 

 

原本人體的機制就是,當血液中葡萄糖增加時,胰臟會分泌出胰島素,胰島素命令各個細胞「吸收葡萄糖」。但是,第二類型糖尿病的患者,細胞會變得不容易吸收糖分,這稱為胰島素敏感性降低的狀態,或是胰島素阻抗上升的狀態。

為了提高胰島素的敏感性,其中一個方法就是改善粒線體的量與質。也就是增加能量生產工廠本身,進一步提升個工廠的生產能力。

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另一個方法就是增加 GLUT4 。因為工廠數量再怎麼增加,如果搬運燃料(葡萄糖)的卡車數量不增加,葡萄糖終究也進不了工廠。而在這一點上,HIIT 不僅透過運動消耗葡萄糖,也能同時解決粒線體與 GLUT4 的問題,非常有助於維護胰島素敏感性、改善血糖值。

 

8. HIIT可以讓動作變得更敏捷

身體是否年輕的指標之一,就是「敏捷度」或「靈敏度」。而一個人能否敏捷的活動,關鍵在於發揮瞬間爆發力的肌肉,也就是所謂的「快肌」的肌肉量因此「快肌」的衰退,就成為身體老化的一個基準。

HIIT當中推薦的運動,基本上都會運動到全身,以大腿的股四頭肌、腹肌、背肌等大肌肉施加負荷的運動為中心,所以透過持續幾個月的HIIT,不僅肌肉持久力會提升,也能有效率地鍛鍊到快肌,找回敏捷的動作。

 

9. HIIT可以提昇高密度膽固醇

Kessler 團隊 [37]總結了14項研究,這些研究檢查了 HIIT 對膽固醇水平的影響。研究人員闡明,經過至少8週的訓練,HIIT 已被證明可以改善高密度脂蛋白膽固醇。

研究人員也建議HIIT需要伴隨著體脂(或體重)適度的減少才能看到總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇和血液三酸甘油酯水平的改善。

 

10.HIIT有益大腦的健康

從各式各樣的研究中發現,HIIT不僅能打造健康的身體,也能為腦神經細胞帶來好的影響 [38,39]。人類體內存在一種促進腦細胞增加和成長的蛋白質,稱為BDNF結果確認了HIIT 可以讓血清中的BDNF濃度上升。這暗示著HIIT 很可能有助於提升認知機能。

 

HIIT經由下列的機制,讓腦內環境獲得改善:

1.促進BDNF等神經營養因子的分泌

2.腦部血流增加

3.促進腦細胞的新生

4.增加資訊處理相關的神經傳導物質(多巴胺或正腎上腺素等)。

 

以下是一些簡單的 HIIT 鍛煉範例:

• 使用飛輪或固定式自行車,盡可能用力和快速地踩踏板 30 秒。然後,以緩慢、輕鬆的速度踩踏板兩到四分鐘。重複此模式 15 到 30 分鐘。


• 慢跑熱身後,盡可能快地衝刺 15 秒。然後,慢速步行或慢跑一到兩分鐘。重複此模式 10 到 20 分鐘。


• 盡可能地進行深蹲、弓箭步或開合跳,持續 30 到 60 秒。然後,站立或行走 30 到 60 秒。重複此模式 10 到 20 分鐘。

 

雖然這些範例可以幫助你入門,但你絕對可以根據自己的喜好修改自己的HIIT 模式。

 

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結論

高強度間歇訓練是一種非常有效的鍛煉方式,與其他形式的鍛煉相比,它可以幫助你燃燒更多的卡路里。高強度間歇運動消耗的一些卡路里來自較高的新陳代謝,這種新陳代謝會在運動後持續數小時。


總體而言,HIIT 在更短的時間內產生了許多與其他運動形式相同的健康益處,這些好處包括降低身體脂肪、心率和血壓。 HIIT 還可能有助於降低血糖和提高胰島素敏感性。

 

所以,如果你時間不夠,想要動起來,可以首先考慮嘗試 HIIT 。關於進行HIIT訓練的頻率,沒有運動習慣的人無須太過勉強,剛開始一週兩次已經足夠,慢慢習慣之後,再試著增加為一週三到五次。

 

文章來源及詳細參考資料:Joiiup揪健康

國家衛生研究院