第１章 所謂的體力是什麼呢？

１−１ 實際感受到體力增強的效果
不好意思，稍微提一點個人的私事。二〇一八年的三月，我從信州大學屆齡退休，由於年屆六十五歲才第一次離開「象牙塔」踏入外面的世界，我懷抱著不安與希望交雜的複雜心情，開始面對今後的人生。
大概是察覺到我的心情，研究室的工作人員為我計畫了兼具「歡送會」性質的富士山登山活動。接續去年那一次，這是我第二次登上富士山，另外，還有想要實地研究運動生理學的五名體育相關科系學生一同參加。富士山因為登山道路單調，容易分析出標高與生理反應之間的關係，且到達七合目（註：攀爬富士山時使用的段落量詞，從山腳到山頂共十合目。）以上的高度後可以體驗到明顯的低氧症狀，對學生來說應該是很好的體驗。結果，我們組成了男女老幼一共十五名的大型登山部隊。
登山計畫的內容是，前一天先在富士吉田路線標高二三〇〇公尺的五合目住宿一晚，第二天以富士山山頂為目標，從五合目再往上攀登一四〇〇公尺。早上四點三十分開始登山，出發時頭上還必須戴著頭燈照向登山道路。大致上來說，雖說是集體登山活動，可是我知道我的體力是整個登山隊伍中最差的，而且我也不喜歡讓年輕人一直顧慮著我，所以我們決定以各自的步調自由登山。不過難得有機會和大家一起登山，所以又決定大家在十二點之前於山頂集合，拍攝紀念照後，再跟上山的時候一樣以各自的步調下山。
不出所料，沒多久我就被一群年輕人拋下，在七合目附近時只剩我一人，儘管沒有樹木少了一些風雅，但視野卻很棒，往上看彎彎曲曲的山道上一個人都沒有。因為去年也有同樣的經驗，所以自己並沒有非常在意，不過為了避免趕不上十二點的集合時間，也為了不要遇到已經開始下山的年輕人們跟我擦身而過時鼓勵我說「老師加油，再一下子就到了」的窘狀，我還是奮力地打起最後一分精神向上攻頂。
總算在十一點三十分的時候，我抵達了山頂，至於那群年輕人們，早在三個小時之前就已經爬上山頂，期間還去山頂的火山口繞了一圈完成了「火山口巡禮」，午餐也已經吃完了。看他們一臉遊刃有餘的表情，就算被他們稱讚「老師您蠻拚的唷」，心情上還是有一點複雜。不過，在我心裡還是稍稍地有點得意，因為我這一次比起去年，提早了三十分鐘就抵達山頂了。事實上，在決定富士山登山計畫之後的兩個月內，我為了登山，比平常增加了「間歇式健走」的頻率，也實際感受到了這麼做的效果。間歇式健走――這個名詞聽起來或許有些陌生，不過這可以說就是本書要講的主題。
登山的速度，倚靠的是個人的耐力，而耐力的指標就是最大攝氧量。這次參加登山的所有人，其最大攝氧量與登頂所花費的時間，彼此之間都呈現漂亮的負相關。也就是說，由於我在登山前比平常更努力地進行了間歇式健走訓練，比起去年我花了七個半小時（四五〇分鐘）的登山時間，今年我縮短到七個小時（四二〇分鐘），所以我的體力等於增加了百分之七，以體力年齡來說相當於年輕了七歲，這一點可以在之後的圖１−４了解。
所謂的體力指的是什麼？能夠增強體力的「間歇式健走」又到底是怎麼回事？接下來將為各位解說。

１−２ 所謂的體力是什麼？
說到體力，有些人可能會認為是讓人不會生病維持健康的能力，不過在運動生理學來說，體力其實指的就是「耐力」與「肌力」。這一點在運動生理學上是有歷史緣由的。運動生理學是為了因應各種場合的需求而發展起來的學問，例如在礦山等嚴苛的環境下需要開發出能提高作業效率的對策，或者是為了在奧林匹克運動會上取得更好的成績，所以必須開發出更適合的訓練方法。由於這些原因，所以才必須針對人的耐力與肌力分別進行考量。在走路運動中的「耐力」，是指能夠快速且長時間地步行到什麼程度；而「肌力」，則是走路途中能否輕鬆走完階梯或陡坡的影響要素。這裡要跟大家解說的，就是決定耐力與肌力的個別要素以及其相關的能量來源。

耐力
評斷耐力時，如果用汽車來比喻的話，就是要看車輛引擎的大小。由於引擎要燃燒汽油才能發動汽車，所以會利用其汽缸的體積大小來評斷引擎的能力，例如三千ｃｃ的跑車或是六百ｃｃ的輕型汽車就是這種情況。而人類無法像汽車一樣，所以是利用運動時肌肉在每單位時間最多能消耗多少氧氣量來評估其能力。舉例來說，如果是耐力競賽的頂尖運動員，每公斤體重的最大攝氧量為七十毫升／分鐘以上，如果是有運動習慣的中高齡者則是三十五毫升／分鐘的程度，而若是高齡需照護者則會在十毫升／分鐘以下，幅度的範圍很廣。
運動時所消耗的氧氣來源，是肌肉細胞內被稱為粒線體的胞器，在燃燒肌肉細胞內的葡萄糖和脂肪酸後，所生成的化學物質三磷酸腺苷（ATP）。這個化學物質會作為肌肉收縮時的直接能量使用，因此耐力強的人，指的就是粒線體在每單位時間能消耗大量氧氣的人。
此外，為了能在粒線體中燃燒大量的葡萄糖和脂肪酸，必須快速地供給氧氣到肌肉內。因此耐力強的人，肺部等呼吸系統也會擁有良好的能力，能將大氣中的氧氣攝取到體內，同時還擁有能將氧氣搬運到肌肉的能力。換句話說，這種人的血液、心臟、血管等循環系統十分發達，且微血管的表面積也很大，讓血液中的氧氣能更容易進入到肌肉組織內。
這一連串的能力都可以用一個指標來表示，那就是「最大攝氧量」。這個指標在測定時有非常良好的再現性，如果是同一個人在相同條件下進行測定，幾乎不會出現每一公斤體重零點二毫升／分鐘以上的落差。這個機制的相關研究是運動生理學永遠的研究主題。

肌力
肌力在走路運動中，可以分為肌收縮力及狹義的肌耐力。前者是為了在突發狀況時能夠發揮爆發力來避開危險物，後者則是只要身體的心肺功能能夠供應肌肉所需的氧氣與能量來源，就可以用一定速度進行長時間步行的能力。
1.肌收縮力
骨骼肌的最大肌收縮力與它的橫切面面積成比例，每一平方公分的面積能發揮二點五至三點五公斤的肌力。舉例來說，頂尖的舉重選手其股四頭肌的橫切面面積約為一百五十平方公分，由此可推斷最大肌力有可能發揮到五百二十五公斤。
不過舉重所用到的肌肉與走路等耐力型運動所用到的肌肉，其構成的肌纖維種類是不同的。前者稱為快縮肌，後者則稱為慢縮肌。構成快縮肌的肌纖維較粗，收縮速度快但容易疲勞。相反地，構成慢縮肌的肌纖維則較細，收縮速度慢但不容易疲勞。
細節在後面還會說明，不過簡單地說，快縮肌以不會使用到氧氣的代謝系統為主（無氧代謝系統：利用此系統進行的運動稱為無氧運動），因為僅含有少量的紅色粒線體，所以肌肉呈現白色；另一方面，慢縮肌則以使用氧氣的代謝系統為主（有氧代謝系統：利用此系統進行的運動稱為有氧運動），因為含有大量的粒線體所以呈現紅色。
也因為這個原因，動作迅速的雞隻其肌肉是白色的，動作遲緩的牛隻其肌肉就是紅色的；棲息在近海地區的比目魚魚肉是白色的，而屬於迴游魚類的鮪魚魚肉就是紅色的。至於人類則不屬於前兩類，為混合的類型。
在走路運動中，肌肉的收縮速度並不需要那麼快，而且進行的時間也較為漫長，經常會長達好幾十分鐘，所以慢縮肌扮演的角色更為重要。
2.肌耐力
所謂肌耐力，是指能夠持續進行一定強度運動的能力。只要能供應足夠的氧氣給肌肉中的粒線體，提供能量來源（燃料）的話，肌肉就能無限制地持續運動，這一點是運動生理學中一般會有的想法。
不過，這個能量來源在最大攝氧量百分之五十以下的相對運動強度中，醣類與脂質的比例為四比六，再往上的話，能量來源中醣類所占的比例會與運動強度成正比逐漸升高，當運動強度為百分之六十時，醣類與脂質的比例會變成六比四，到了最大運動強度時，則幾乎全部都是醣類。
馬拉松的選手因為全程都以最高氧氣消耗量百分之七十以上的運動強度在跑步，所以需要的能量來源幾乎全都是醣類，也就是體內所累積的肝醣。頂尖運動員體內的肝醣貯存量大約為肝臟內一百公克、肌肉中五百公克，合計六百公克。因此肝醣使用殆盡的話，在欠缺燃料與耐力的情況下，就難以持續進行運動。舉例來說，一位體重七十公斤、最大攝氧量為七十毫升／公斤／分鐘的馬拉松選手，當他以百分之七十的運動強度花費兩個半小時（一百五十分鐘）跑完四十二點一九五公里時，整個比賽過程的氧氣消耗量為五十一萬四千五百毫升。這個時候，若假設全程使用的能量來源皆為肝醣並依照圖１−１進行計算，則肝醣的總消耗量約為六百八十九公克。換句話說，將貯存於體內的肝醣竭盡全力地利用後，跑步的極限距離就是四十二點一九五公里。像這樣，馬拉松競賽的距離是在沒有外部能量（醣類）供給的情況下人類大致上能跑完的最長距離，這真是一件非常有趣的事。
另一方面，如果是沒有進行相關訓練的一般中高齡者，若以其耐力與肌力來推定其體內的肝醣貯存量，則大約是頂尖運動員的一半左右，所以不管這些人再怎麼努力，也只能跑馬拉松選手一半的距離。