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運動生理週訊(第429期)

訓練刺激與適應的產生(September 21, 2020)

林正常

　　人們經常談論訓練的效果 (training effect)，或許有些人會心生疑惑，到底運動訓練的效果如何產生的呢？

　　運動訓練的效果，習慣性地使用適應 (adaptation) 一詞。在運動科學領域裡，對於刺激 (stimulus) 與適應是有明確的區別的。通常，刺激是一次性的、短暫的；適應則是不斷的累積刺激，週而復始，長久反覆持續的。

　　早期，一位出生於維也納，在葡萄牙獲得醫學與化學博士，後來移居加拿大的內分泌學家Hans Selye (1907-1982)，將生物接受壓力、引起反應與適應的現象，稱為一般適應症候群 (general adaptation syndrome, GAS)。此一名詞，說明身體對於壓力 (stress) 的短期與長期反應。身體對刺激源 (stressor) 產生警覺反應 (alarm reaction)、發生抵抗 (stage of resistance) 與衰竭 (stage of exhaustion) 等三階段反應。據他自述，稱之為general (一般)，是因為這些刺激只對身體大部分範圍產生一般的效果，稱之為adaptative (適應的)，是因為它挑起防衛，稱之為syndrome (症候群)，是因為個別的表現形式是互相協調而且彼此依賴的。三階段反應，簡述如下：

　　警覺反應：器官內系統與過程的動員，身體調適各種刺激源，以免危及身體的恆定。同時，身體提升自身能力，降低刺激源對於體內恆定產生的威脅。

　　發生抵抗：此階段身體對訓練的刺激產生適應，運動表現回復到正常水準或發生更好的表現，出現對抗訓練壓力的能力即超補償 (supercompensation)。

　　衰竭：一旦壓力持續過長，身體進入衰竭階段，產生不良反應，組織受到危害。

圖一 Hans Selye的GAS三階段
(此圖截自林正常著，運動生理學，2011，334頁)

　　值得在此一提的是，Hans Selye曾經有17次被提名諾貝爾生理學或醫學獎，但遺憾終生都與此一最高榮譽擦身而過 (The Nomination Database for the Nobel Prize in Physiology or Medicine, 1901-1953)。

　　在運動訓練方面，Bompa指出，牽涉訓練刺激、疲勞恢復、超補償(supercompensation) 的訓練現象，就是Weigert的超補償法則 (Weigert’s law of supercompensation)，是1941年由Folbort首先提出，其後1956年Hans Selye再於著書The stress of life中加以討論。有趣的是Selye的GAS理論，雖然被認為是不科學的 (J Appl Physiol 92: 1378–1382, 2002)，Bompa仍認定它是漸進超負荷的基礎 (林貴福總校閱，運動訓練法， 12頁)。

　　如圖二所示，一次的訓練刺激，因為疲勞的關係，造成身體機能的衰退(I)，訓練之後，運動者開始休息並補充營養，身體機能逐漸恢復 (II)，經過了恢復，身體的機能獲得超補償，機能超過原來的正常的生物學狀態 (III)，如果不再接續訓練，超補償的狀態逐漸衰退，恢復到原來的恆定狀態 (IV)。

　　因為運動者的訓練是一直延續的，如果能夠在要衰退的時間點，再給予適當的訓練刺激，運動者的能力可望一點一滴的累積出長期的訓練效果。

圖二訓練階段的超補償循環。英文原著改編自Yakovlev (1967)
(本圖截自林貴福總校閱，運動訓練法，2020，藝軒圖書出版社，14頁)

　　訓練宛如組織內部恆定的破壞，接著發生組織修補與再造，成立新的恆定狀態，週而復始，讓運動者的能力逐漸改善。因此，在休息恢復時，做好恢復手段，又在適當的時間點，給予適當的新刺激，成為訓練效果能否累積的關鍵。