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2022-04-22 | 早安健康

太空人真的有用律動機嗎?是謠傳嗎?

作者:簡志龍醫師 / 學經歷與簡介

-陽明大學醫學系,美國哈佛大學公衛碩士,英國亞伯丁大學博士班

-曾獲行政院衛生署醫療獎章

-前瑞士諾華藥廠醫學部部長,美國肥胖醫學會醫師、前臺中榮總家醫科主治醫師

-現任鈞安診所院長

-著作「背痛怎麼辦,需要手術嗎?」、「律動療法」、「水平律動療法」

太空人真的有用律動機嗎?是謠傳嗎?

江湖一直傳言蘇聯科學家發明垂直律動機,透過律動訓練,蘇聯太空人波利亞科夫(Valery Polyakov,也是位醫師),得以解決無重力狀態下太空人的肌肉與骨質流失,在1994年1月8日至1995年3月22日,在和平號太空站停留437天18小時,完勝美國太空人的記錄300天。

我也將此資料寫在我的書「律動療法」中,最近在市場大熱門的家用型律動機「iNO太空人律動機」也標榜太空科故事。但有讀者來信懷疑說那只是謠傳,因為他沒有找到證據。的確, 由於年代久遠,而且蘇聯資訊封閉,我也沒有當時的文獻或像片來佐證。

太空人真的有用律動機嗎?是謠傳嗎?

(創造單次停留太空最久的世界記錄437天,蘇聯太空人波利亞科夫醫師)

但我說律動是太空科技,可不是胡謅亂蓋的,我們就來看看證據。

歐洲航空署ESA與蘇聯太空署一直有合作關係。所以同年1995年的歐洲和平號太空站計畫「EUROMIR95」,歐洲航空署將太空人送到和平號太空站,待了179天。

報告由倫敦大學的古許普分析,他發現沒有做律動運動的跟骨骨質密度下降7%,而做律動的維持不變。(Goodship AE,1998)

俄歐的超越讓美國如梗在喉,但直到2001年才有突破。美國太空總署NASA科學網頁上刊登一篇叫「好振動」(Good vibration)的文章。

標題是「由美國太空總署資助的研究發現一種新的治療可能反轉太空人在太空的骨質流失。」內容是介紹太空人在無重力下無可避免的流失骨質與肌肉,需要運動改善,當局曾嘗試用各種新奇的設備如跳躍,彈力與繩帶等提供類似重力的阻力運動,而且要求太空人每天做兩小時,但卻都無法阻止骨頭肌肉之萎縮。

令人興奮的是最新NASA資助的研究,顯示只要站在一種輕度振動平台,一天10-20分鐘,就可至少阻止骨質的流失,用束帶綁在腳下,也可同時從事其他工作。(NASA science,2001)

這振動平台是由紐約大學克林頓羅賓教授(Clinton Rubin)所發明。並且實際有效的操作於太空,成為太空站訓練的必要設備。

太空人真的有用律動機嗎?是謠傳嗎?

(在NASA實驗室,紐約大學克林頓羅賓(中)指導太空人在無重力狀態下使用低強度垂直律動機。)

大家要明白太空人到了無重力的太空,骨頭肌肉流失是必然發生的,依照日本太空署大島浩的研究,太空人的骨質流失速度,腰椎達每月0.9%,股骨頸更高達1.5%。 (Ohshima H,2006)

可見應用律動機來訓練太空人有25年以上歷史了。那現在還在使用嗎?

答案是肯定的,律動機訓練對於太空人是必要的。今天太空競賽目標是火星登陸與移民。

在2007-2011的4年間,歐洲太空總署ESA聯合俄國與中國進行一連串為登陸移民火星的實驗,最後階段實驗是2010年6月到2011年11月的「火星500」移民計畫,地點在莫斯科「俄羅斯生物醫學科學院」,包含中俄法義六名太空員在摹擬太空站中孤立生活520天。

太空人真的有用律動機嗎?是謠傳嗎?

(「火星500」移民計畫中訓練太空人的律動機)

為預防在太空骨質與肌肉的流失,醫療團隊有一完善嚴格的運動訓練要求,也裝備有許多運動設施如有動力跑步機、沒動力跑步機、腳踏車、彈性阻力訓練、全身律動機與「太空多功能動力儀」。

基本上他們研究兩個部份,一是小腿的「最大隨意收縮力」,此部份主要為「第一型肌纖維」,也就是所謂「慢縮肌纖維」,這些肌肉主要用於低強度耐力運動。

其次為測量大腿四頭肌與膕繩肌的「最大隨意等速肌力」,此部份主要為「第二型肌纖維」,也就是所謂「快縮肌纖維」,這些肌肉主要用於高強度與快速運動。

2017年參與研究英國倫敦大學卡菲尼教授發表研究成果。他們發現在520天中,太空人小腿的「最大隨意收縮力」並無明顯改變,也就是人體用於低強度耐力運動的肌肉在太空中並無影響。

但大腿「最大隨意等速收縮力」卻看到明顯變差,也就是人體用於高強度與快速運動的肌肉在太空中會明顯受損,也就說在無重力的太空裏,人類主要受影響的是身體快速強力的肌肉如大腿四頭肌。

另外,在火星500訓練基地中,太空人被要求使用不同的健身設備,卡菲尼教授發現使用全身律動訓練效果最好,可以增加大腿「最大隨意收縮力」3.7%-8.8%,其次是使用「太空多功能動力儀」,增加4.9-5.2%。其他如跑步機或腳踏車則沒有明顯效果。

「火星500」研究得到的結論就是在太空,人類「第二型纖維」(快縮肌纖維)為作為高強度與快速運動的肌肉如大腿收縮力明顯變差,而「第一型纖維」(慢縮肌纖維)為主用於低強度耐力運動的肌肉像小腿則不受影響。

為預防這種現象,使用「全身律動機」或「太空多功能動力儀」可以提供太空人的最佳保護。」(Gaffney CJ,2017)

問題是太空人是特殊精英運動員,對於太空人有好處,在一般人或老身上會有用嗎?這答案仍是肯定的,怎麼說呢?

芬蘭于韋斯屈萊大學柯霍蘭想瞭解老人的肌肉萎縮到底是那種肌纖維,他使用肌肉切片研究,發現老人的肌肉流失也是「第二型纖維」,而「第一型纖維」並無萎縮。

也就是說老年人用於高強度與快速運動的第二型肌纖維消失了,而做為平常使用低強度運動的第一型肌纖維並無改變。(Korhonen MT,2006)

可見老人肌肉的流失與太空人在太空的肌肉流失類型一樣,所以老人的治療目標也是要提升第二型肌纖維。而從火星500計畫及其他研究可知律動是提升第二型肌纖維最有效運動。

可見律動經歷三十年歐美太空總署的嚴格歷練,律動機是貨真價實的太空科技,對於一般人與老年人也有太空人的健康效果。難怪受到世界歡迎。家用型垂直律動機稱是「太空人律動機」,學理上不無道理。

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資料來源:早安健康 https://www.edh.tw/article/30437

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