運動生理學網站　無氧閾值的問題

運動生理週訊(第108期)

無氧閾值的問題(November 23, 2001)

王順正

　　每一位參與過慢跑的運動參與者都知道，以很慢的速度持續跑步一段距離以後，人體的呼吸、心跳等生理反應都會達到穩定狀態(steady state)，也就是呼吸、心跳等都會相當穩定。在這種呼吸、心跳穩定的狀態下，若增加一點跑步的速度，馬上就會有呼吸、心跳加快的生理反應，如果此時的速度沒有太快(當然是有個別差異)，那麼呼吸、心跳等就會達到另一個穩定狀態。有時候，慢跑的速度增加一些，很快的就會感覺呼吸急促、心跳過快，不得不減慢跑步的速度，否則很快就會感覺疲勞而停下腳步。

　　無氧閾值(anaerobic threshold，簡稱AT)就是指透過人體運動時的各項生理反應判定，確認人體由「有氧運動」，開始有「無氧性能量」參與的運動強度。一般來說，AT是判斷一個人有氧運動能力的有效指標之一。人體在AT以下的強度進行運動時，他所進行的運動稱為「有氧運動」，在AT以上的強度進行運動時，就是有「無氧性能量」參與運動時的能量需要，容易產生疲勞。由此可見，AT可以用來判定你進行的運動是否為有氧運動。

　　在運動生理學的實際應用上，通常，AT代表一個人的訓練狀況與訓練效果指標，因為，AT相較於最大攝氧量的比例，可以看出一個人使用氧氣的效率高低。對於一般社會大眾來說，AT大約是最大攝氧量的55%至65%，耐力項目運動員的AT則往往大於最大攝氧量的80%。由於，耐力項目運動員的最大攝氧量都顯著大於一般社會大眾，再加上AT比例上的差距，一般人與耐力項目運動員在AT時的攝氧量，往往具有二倍以上的差異。假設一般人的最大攝氧量為40ml/min/kg，耐力運動員的最大攝氧量為70ml/min/kg，那麼兩者在AT時的攝氧量即是24ml/min/kg與56ml/min/kg的差別。

　　早期，AT的概念是由OBLA(onset of blood lactate accumulation)的概念而來。由於乳酸的產生與「無氧性能量」代謝密切關連，因此透過血乳酸濃度在達到2mM/L或4mM/L時的運動強度，來代表一個人「無氧性能量」代謝「開始」參與的時機。隨著AT相關研究的發展，判定AT的生理變項已包括心跳、呼吸、血乳酸、肌電圖、以及自律神經系統反應、……等。整體而言，這種透過漸增(incremental)負荷運動方式評量的AT，以呼吸及血乳酸的生理反應現象較受肯定，因此，最近二十年來，漸有以換氣閾值(ventilatory threshold)、乳酸閾值(lactate threshold)或個體無氧閾值(評量血乳酸，individual anaerobic threshold，簡稱IAT)取代無氧閾值名稱的趨勢。基本上，透過血乳酸的評量，測量到血乳酸急速增加的運動強度稱為乳酸閾值或IAT，透過換氣的分析與評量，測量到換氣量或二氧化碳產生量急遽增加時的運動強度稱為換氣閾值。

　　除此之外，人體在固定運動強度下、進行等速度運動時，人體的各項生理反應的變化狀況是否會有穩定狀態出現，也是相當受到注意的研究主題。基本上，在無氧閾值的運動強度下持續運動一段時間，人體的各項生理反應應該會出現穩定狀態才對。因此，最大呼吸穩定強度(maximum ventilatory steady state)與最大乳酸穩定強度(maximum lactate steady state)的研究，也是無氧閾值的相關研究主題之一。事實上，這類固定強度的持續運動方式，反而比漸增強度的運動方式更接近實際的運動比賽狀況，其實，這種找出可以持續運動較長時間或血乳酸與換氣狀況不會隨運動時間增加的最大運動強度，反而是比較受到教練與運動員注意的研究課題。

　　整體而言，以往有關AT的研究發現，以不同的身體生理變項(心跳、血乳酸、換氣、肌電圖、自律神經系統反應)進行AT的評量時，會出現不同的評量結果，特別是在心跳、肌電圖、以及自律神經系統反應等生理變項的研究上，評量的結果更不一致。很顯然的，以AT這種概括的方式說明一個人的身體生理活動狀況處於「有氧」或「無氧」的生理現象，是相當不客觀的說法。

　　除此之外，人體在安靜休息狀態下，並不是沒有乳酸的產生，而是乳酸的產生與排除達到平衡狀態。而且，人體在高強度的運動狀況下，肌肉並非處於「無氧」的狀態，而是來不及使用肌肉內或人體內的氧氣(來不及的原因可能是有氧代謝必須在肌肉細胞的粒腺體內進行)。事實上，人體的運動並沒有全然有氧與無氧性運動，主要是程度上的能量參與比例差異。

　　最特別的是，對於Mcardle病患不會產生乳酸的AT研究發現，儘管換氣的狀況已經大量的增加，患者體內的血乳酸濃度並沒有顯著改變。顯然，有一些人，並沒有血乳酸隨著運動強度的增加而改變的現象。

　　無氧閾值似乎很難(也可能沒有辦法)界定清楚「有氧」與「無氧」界線的人體生理反應特徵，而且，隨著運動時間的增加，體溫的上升、肌肉的疲勞、心理上的煩躁等，都可能顯著影響無氧閾值相關研究的客觀性。無論如何，筆者仍然相信這種特定強度「界線」的人體特殊運動生理現象，只是未來還需要更多更完整的研究來確認。