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「營」在起跑點—國家培訓選手之營養致勝祕訣

科學月刊_96
・2012/11/16 ・4115字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 589 ・九年級

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「吃」除了是生活大小事之外,更是選手運動表現的關鍵因素之一,本文將帶領讀者一窺優秀選手「吃」的面貌。

文 / 錢桂玉、許美智

對每個人而言,具健康與營養性的食物是很重要的,尤其是國家代表隊之頂尖運動選手,為因應訓練以及比賽時的體能與競賽需求,他們吃什麼、如何吃就更形重要。為了確保優秀選手能有足夠且均衡的飲食攝取,國家運動選手訓練中心(以下簡稱國訓中心)必須提供他們在訓練期間的飲食,並教導他們如何在比賽前、比賽期間與比賽後選擇食物,包括三餐或點心,以符營養的特別需求。

除此之外,中華民國大專院校體育總會亦成立運動科學小組,來協助各項目選手增進成績表現,運動營養組委員則針對運動員體重控制、飲食攝取教育、營養增補劑使用,以及運動禁藥管制教育進行協助。本文就目前國訓中心以及筆者所參與的運動營養組所提供的協助與服務進行說明,讓讀者一窺優秀選手「吃」的面貌。

國訓中心之飲食供應要求

依據 101 年 7 月初的統計,在國訓中心培訓的選手與教練共有 172 人,加上內部協助之行政人員與運科人員,國訓中心的餐廳三餐要準備足夠的量以供應至少 200 人的伙食。因此,食材來源的確實掌握、食材與器具的安全衛生、食物供應分區且食物種類多元、環境與人員管理等就顯得格外的重要。

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確實掌握食材來源

為了確保食物與飲料是高品質、安全、持續性,必須了解這些食物來自哪裡及如何被製造且供應商多元。例如材料來源是否為台灣優良農產品(CAS)或有機認證廠商所提供、供應商是否檢具食材檢測報告、未來效期內之採購同意書,此外須訂定國訓中心的食材驗收標準、訂定食材抽檢做委外檢測的頻率等,以確保食材之品管。近來瘦肉精為熱門話題之一,瘦肉精殘留於肉品的疑慮一直是選手及消費者關心的議題,它屬β致效劑,而選手誤食含 β 致效劑的肉品,被檢出尿液呈運動禁藥陽性的問題是存在。因此,體委會亦要求國訓中心在肉品的採購方面,廠商除須檢附合格的檢驗報告外,內部每日亦以試劑作簡易檢測,以確保肉品來源無瘦肉精殘留。

食材與器具的安全衛生

須注重食物的安全與衛生,力求食物的處理、烹調與供應過程沒有遭受汙染。內部檢驗應包括食材檢驗、微生物檢驗、器具檢測等必要項目。如鮮魚產品是否含甲醛;生肉類、魚肉、肉製品、魚肉製品是否含亞硝酸鹽;水果切片是否含吊白塊(一種工業用漂白劑);家禽肉品、麵條、丸類、豆製品是否含過氧化氫殺菌劑;家禽肉品、水產品是否含二氧化硫漂白劑。此外還有食物、餐具、器具、容器的微生物檢驗,澱粉性殘留物、脂肪殘留物與洗潔劑的殘留物檢查。

食物供應分區且種類多元

飲食供應可為一般區、低脂區以及量身訂作餐。中心的供餐確保有低鹽、低脂與低糖的食物以供選擇,增加蒸與烤的烹調方式,減少油炸的烹調方式,除此之外,亦力求烹調方式多樣化,水果與蔬菜的種類多元,菜色多樣化,亦常有 pizza 、牛排等西式食物,水餃、煎餃、麵等中式食物以供選擇,飲料種類包括運動飲料、牛奶、各式果汁等。亦即食譜設計所含之主食、主菜、副菜、水果與湯應力求好吃並多元化。

▲餐食設計除了依據各選手的需求設計,也力求好吃並多元化。

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環境與人員管理

徹底執行垃圾分類與廚餘回收,使用不鏽鋼盤、碗筷、湯匙等。廚房相關員工之健康狀況為何,員工每年度之健康檢查結果,如A肝、皮膚病、傷寒、梅毒、精神病等。

運動科學小組運動營養委員的協助

運動營養組委員的主要工作為體重監控、飲食攝取教育、營養增補劑的使用與運動禁藥管制教育進行協助。

體重監控

不同競賽的屬性,對選手身體組成的要求也有所不同,大致上可以分為非體重分級的項目與體重分級。非體重分級項目著重在選手的體脂肪百分比,適當的體脂肪百分比有助於選手運動表現;太高有礙運動表現,太低對健康則會造成負面的影響。一般民眾會關注把體脂肪百分比控制在多少以下,避免過胖,但對於選手而言往往需要注意是否把體脂肪控制的太低,以至於造成健康的負面影響,當然,適當體脂肪百分比會因為項目與性別不同而有所不同,一般而言男選手體脂肪百分比要高於 7%,女選手則是 14%以上,才不會對健康造成長期影響。

體重分級項目會依體重的量級進行競賽,每位選手會依所屬的體重量級與對手進行比賽,例如:舉重、跆拳、柔道……等競賽項目。體重分級的選手常面臨兩個重要的挑戰,第一個是在比賽前過磅時,過磅主要目的在於確認自己是否達到該量級的體重標準,過重則會喪失參賽資格;如果太輕,在肌力與攻擊力道的表現上會處於相對的弱勢,因此每位選手體重控制不是以幾公斤為計,而是以克為單位,可謂「克克計較」。

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除此之外,由於選手賽前期間的體能訓練分量會較高,如果在此時期進行積極的減重計畫,則容易造成選手體力不堪負荷,因此教練與選手往往採取急速減重的策略來因應過磅的要求,做這樣的選擇並非選手與教練不清楚急速減重對運動表現與健康的影響,而是兩害相權取其輕的決定,筆者認為這樣的窘境並非無解,其解決之道在於與教練合作,了解訓練課表與選手感受,配合其訓練課表進行減重計畫的規劃。

選手要面臨的第二個挑戰是在過磅後與正式比賽前,該如何在這段期間進行營養補充,讓自己在參賽前的能量、體力與精神各方面達到最佳備戰狀態。由於國家訓練中心的選手都是爭戰多年的沙場老將,具有豐富的國際競賽經驗,因此協助的方式在於先觀察選手以往比賽時慣用的飲食補充策略,除了記錄飲食方式之外,亦進行連續多點的體重、飢餓感受與精神狀況的記錄,隨後再進一步進行飲食分析與飲食時間的評估,並將評估結果與教練選手作說明,提供相關建議,最後與教練和選手共同研擬往後的飲食策略。

▲體重分級項目的選手,例如跆拳,體重控制不是以幾公斤為計,而是以克為單位,可謂「克克計較」。圖為我國選手朱木炎(左)在雅典奧運男子組第一量級(58 公斤級)的比賽畫面。朱木炎在此量級一路過關斬將,為中華台北代表隊拿下參加奧運會以來的第二面金牌。

飲食攝取教育

主要幫助選手了解吃什麼食物可達到營養均衡,以及如何選擇自己所需且合適的食物與份量,這樣的概念與技巧對於選手出國比賽尤其重要,習得此概念與技巧可以讓選手面對不同地區、不同國家的飲食,仍能做出正確的選擇。選手飲食教育首要使選手認識食物的分類、食物所具備的營養素及份量的概念。

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一般人很容易將玉米、芋頭、南瓜、地瓜與山藥誤認為是蔬菜類,其實這些食物因為富含碳水化合物,就是俗稱的澱粉,所以歸類為主食類而非蔬菜類。至於份量的概念與技巧,則需要較多的練習與實際操作才能運用自如,中心的餐廳資源是選手可以得到很好練習機會的地方。▲飲食教育可幫助選手了解吃什麼食物可達到營養均衡,以及如何選擇自己所需且合適的食物與份量。圖為國訓中心餐廳供應各式水果與小點心。

營養增補劑的使用

可分一般性增補與依照競賽項目特性之專一性增補策略,一般性的增補策略重點在於補充選手無法達到均衡飲食時的營養,例如:選手對食物的喜好以致於無法達到均衡飲食的需求,或因到國外比賽食物攝取不易的情形。增補劑主要作法在於運用低劑量、廣泛性營養素的補充,來滿足基本的營養素攝取需求,綜合維生素就屬於此類增補劑。

專一性的增補策略在於因應運動特性給予適當的建議,運動種類大致可分耐力型與肌力或爆發力型,耐力型運動員增補重點在於儲存足夠量的肌肉肝醣(肌肝醣),它是人體運動時的主要能量來源,延遲肌肝醣耗竭的時間點,增加人體運用脂肪為能量來源的能力,或增加人體運用氧氣的能力,以及降低代謝產物產生,以減少疲勞的發生,常見的增補劑是高醣蛋白質/胺基酸飲品、支鏈胺基酸(Branch chain amino acid, BCAA)與草本植物類(例如:紅景天、刺五加)。肌力型運動員增補重點在於提供短時間的能量來源,以及預防高強度下肌纖維組織受損,與促進肌肉蛋白質合成,純肌酸、加糖肌酸、必需胺基酸以及乳清蛋白屬之。

除了種類之外,選手吃的時間點尤其重要。根據研究,運動後2小時補充營養增補劑,如果把喝的時間點改成運動後立即補充,在補充相同種類與量的營養增補劑情況下,可增加3倍的肝醣合成量,因此,喝的時間點是營養增補劑成效的關鍵因素。必須特別留意的是,營養增補劑的使用必須視選手的飲食攝取以及訓練內容來擬定,這樣才會補的剛剛好,不僅能夠照顧好選手的健康又可有效增進運動表現。

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▲紅景天為可提升或保持運動員有氧耐力之營養增補劑之一。

運動禁藥管制教育

主要幫助選手了解運動禁藥管制內容。國際奧林匹克委員會於1967 年第一次頒佈運動禁藥種類,當時只有興奮劑與麻醉性止痛劑兩類,至今的運動禁藥種類則有10 類之多。國內運動禁藥的陽性案例大都以運動選手誤服居多,如何避免誤服就會是運動禁藥管制教育的重點。

告知選手國內常見之誤服案例以免重蹈他人覆徹;教導其生病時該找哪些國訓中心之駐診醫師;若在中心外就醫時,於取得醫師處方簽後如何尋求諮詢,以確保所服藥物並非運動禁藥;網路上有哪些資源可查詢,例如中華奧會之互動式平台就可免費提供諮詢;生病了只能使用運動禁藥時該如何辦理;2012 年之最新增列公告有哪些須注意的,例如2010 年世界運動禁藥管制機構的禁用清單上,將methylhexaneamine(甲基己胺)列為賽內禁用之興奮劑,然2012年特別公告提到methylhexaneamine 尚有的其他名稱,且其來源可能為天竺葵油及天竺葵根萃取物之產品。以上這些都是選手應了解的運動禁藥管制內容。

運動營養 致勝祕訣

影響選手競技場上的成績表現因素眾多,包括了技術、戰術、心理、運動生物力學、運動訓練學與運動營養……等,運動營養僅是眾多因素的一環,它所扮演的角色如同諸葛孔明東風借箭的東風,於選手萬事俱備之下,藉由適當的運動營養策略,提供足夠的能量與營養素,協助選手將該有的表現呈現出來,我們相信國訓中心與運科營養組委員在選手飲食營養上的協助,將是這些努力衝刺選手的奪牌致勝祕訣之一。

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  • 作者錢桂玉、許美智,任教國立體育大學運動科學研究所。
  • 原刊載於《科學月刊》第四十三卷第八期
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科學月刊_96
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非營利性質的《科學月刊》創刊於1970年,自創刊以來始終致力於科學普及工作;我們相信,提供一份正確而完整的科學知識,就是回饋給讀者最好的品質保證。

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運動員的大腦跟一般人不一樣?從腦科學看體力之外的奪冠秘笈
F 編_96
・2024/12/17 ・2098字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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F 編按:本文編譯自 Live Science

是不是常聽人家講「運動天賦」?這種天賦到底是什麼?運動員哪裡跟我們不一樣?這個問題現在科學家或許可以給你一個答案。近年透過腦科學研究發現,運動員的大腦與普通人的大腦存在顯著差異,這些差異塑造了他們在比賽中的敏捷反應、精確動作及卓越判斷能力。

所以現在運動選手不只比體力,還要比腦力了嗎?這些差異具體差在哪裡?

快速反應:視覺處理能力

在團隊運動如足球或籃球中,快速處理視覺資訊並作出決策對勝負至關重要。一項 2013 年發表於《Scientific Reports》的研究發現,職業運動員比起業餘運動員或一般人更擅長處理動態視覺場景,例如追蹤快速移動的物體。這種能力能夠幫助運動員在瞬間解讀賽場上的複雜資訊,並迅速做出反應。

擁有快速的視覺處理能力,對團體運動來說至關重要。圖/envato

視覺處理能力的測試還可用於判斷運動員是否適合回歸賽場,例如在傷後復健階段,確保運動員在完全恢復判斷能力之前不會貿然上場。

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肌肉記憶:動作的自動化編程

對於體操選手或跳水運動員而言,肌肉記憶是完成複雜動作的關鍵。2023 年《Journal of Neuroscience》的一項研究表示,大腦如何通過訓練快速「壓縮」和「解壓縮」動作資訊,最終將動作序列整合成一個流暢的過程。這種訓練過程使運動員能夠無需刻意思考,便能完美執行複雜動作。

肌肉記憶的形成依賴於大腦皮層神經元的網絡活動,這種神經編程能力也同樣適用於訓練有素的音樂家或舞蹈家。

預測能力:球場上的決策利器

運動員擁有卓越的預測能力,例如棒球擊球手能根據投手的動作,快速判斷球的速度與方向。2022 年發表於《Cerebral Cortex》的研究發現,當擊球手預測投手的投球軌跡時,大腦左腹側顳葉皮質的神經元活動會根據預測結果而改變。

這種高效的預測能力源來於運動員在比賽中,學會透過關聯視覺線索與物體運動軌跡的技能。研究還發現,潛水選手等專業運動員的大腦中與動態運動解讀相關的區域,如上顳溝(STS),比普通人更厚,這也反映了運動訓練對大腦結構的塑造。

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平衡與空間感:身體控制的高峰

對體操選手來說,擁有非凡的平衡感與空間感知能力,兩者缺一不可,而這在科學上被稱為「本體感覺」(proprioception)。位於小腦的神經網絡讓運動員能迅速調整身體姿態,即使在空中失誤也能及時修正動作。

對體操選手來說,平衡感與空間感知能力非常重要。圖/envato

然而,當這套「安全網」失靈時,可能導致嚴重後果。如 2020 年東京奧運中,體操選手西蒙·拜爾斯(Simone Biles)因「扭轉失靈」而一度無法控制動作,凸顯了平衡能力在高風險運動中的重要性。

注意力與認知靈活性:多任務處理的關鍵

團隊運動要求運動員能快速在不同思維模式間切換,例如足球選手需在控球時預測對手動作並調整策略。2022 年《國際運動與運動心理學期刊》的一項研究顯示,運動員,特別是參與高強度間歇訓練的選手,擁有更強的認知靈活性和注意力分配能力。

研究也指出,這些能力的提升可能與長期訓練相關,但確切機制仍需進一步研究。

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抗衰老的秘密:運動對老年大腦的保護

這些運動訓練對大腦的影響,可不是只有相關區域的提升。運動對大腦健康的影響,可能會持續一生。一個典型例子是加拿大田徑選手奧爾加·科特爾科(Olga Kotelko),她在 95 歲時仍保持驚人的腦部健康,其白質結構完好程度甚至接近比她年輕三十多歲的普通人。科學家認為,持續的運動訓練可能是她保持記憶力與認知敏銳的原因之一。

運動不只是對身體的鍛鍊,對維持大腦健康也有影響。圖/envato

下一代的訓練策略:腦力與體力並重

隨著運動科學的不斷進步,科學家也開始呼籲教練更注重對年輕運動員的腦部訓練,例如提升記憶力與決策能力。西悉尼大學的運動科學家凱莉·斯蒂爾(Kylie Steel)指出,運動員的身體或許會訓練至極限,但在認知能力上仍擁有巨大的潛力提升。例如,足球訓練中可以鼓勵球員使用非慣用腳進行射門,以提升大腦靈活性,幫助他們在成年後更加出色地應對比賽挑戰。

近年研究讓我們重新認識了體育訓練對人體的深遠影響,運動改變的不僅是肌肉,還包括大腦。從視覺處理到肌肉記憶,再到抗衰老的腦部結構,透過運動與科學的結合,將為未來的運動員開啟全新可能性,也提醒我們,持續鍛煉不僅益於身體,也有助於大腦的健康。

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F 編_96
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一個不小心闖入霍格華茲(科普)的麻瓜(文組).原泛科學編輯.現任家庭小精靈,至今仍潛伏在魔法世界中💃

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從運動場到急診室:肥厚型心肌病的潛在危機
careonline_96
・2024/09/11 ・2473字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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圖/照護線上

肥厚型心肌病是種因為心臟肌肉的變化而帶來的問題。通常是因為基因體顯性遺傳,影響了肌小節的肌纖維排列,導致心臟肌肉變得肥厚,尤其是左心室與右心室之間分隔的心肌最容易出現肥厚變化。除了心肌變肥厚,還會讓左心室變得僵硬、延展性小,因此帶來不少問題。

心臟肌肉變得肥厚,會出現什麼問題嗎?

當聽到心臟肌肉變肥厚,或許有人會誤以為這是件好事,會讓心臟肌肉變得功能更強大,其實不然。左心室的任務是在舒張時接收從左心房來的血液,再收縮將心室內的血液送往主動脈。過度肥厚的心臟肌肉會讓左心室的空間變小,承收不了太多的血液,阻擾了血流的正常運行,讓心肌還要收縮地更出力才能運送血液進主動脈。左心室內阻力變高的時候,同時也會影響二尖瓣的功能,血液更容易逆流回到左心房。

肥厚型心肌病的影響
圖/照護線上

就算沒有阻塞心臟血流運行,心肌在收縮的時候並不會因為心肌變肥厚而有力,反而是變得比較僵硬,比較難適當地延展。當血流從左心房送往左心室時,心臟肌肉需要延展,才有利於”hold”住足量的血液。當心肌變得肥厚僵硬的時候,左心室難以延展讓血流進入,之後左心室能打出去送往主動脈的血液量就變少了。

另外一個影響到的是心臟肌肉纖維的排列,若從顯微鏡下觀察肥厚型心肌病者的心臟肌肉排列,會看到心肌細胞排的並不規律,亂亂的,與正常狀況排的整整齊齊的樣子並不同。因此,這些不整齊的心肌排列會影響到心臟內電路訊息的傳遞,甚至更容易刺激出心律不整。

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肥厚型心肌病的症狀

許多患者並不知道自己有肥厚型心肌病,因為症狀可能不嚴重,會甚至根本沒有症狀。若有症狀,常常是從青春期之後開始出現。

  • 運動時,吃飽飯後,或活動量大的時候,感覺到胸痛及喘不過氣
  • 容易在運動中或運動後感到疲憊,頭重腳輕,快暈倒的樣子
  • 心跳突然變很快,撞擊很大的感覺,也就是心律不整
肥厚型心肌病的症狀
圖/照護線上

肥厚型心肌病的併發症

雖然有些人帶有造成肥厚型心肌病的遺傳基因,卻一輩子都沒有症狀;也有些人雖然有症狀,但並不嚴重,不需要每天服用藥物控制。基本上,多數肥厚型心肌病患者可以有與一般人相同的預期壽命年限,也能維持不錯的生活品質,但還是要注意幾件事:

  • 心因性猝死

肥厚型心肌病會引發心室頻脈等心律不整,因此是 35 歲以下突發心因性猝死最常見的原因。有些運動員突然在田徑場上猝死的原因就是肥厚型心肌病。

  • 心臟衰竭

心臟是個幫浦,將血液送往主動脈,再到全身。心臟衰竭代表心臟身為幫浦的功能變差了,無法打出足量的血液到主動脈。前面提到肥厚型心肌病會讓左心室的空間變少,延展彈性變小,進入左心室的血液變少,也就比較難打出足量的血液進到主動脈,因而導致心臟衰竭。

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肥厚型心肌病的檢查與治療

當醫師從患者家族病史、個人病史、身體檢查等狀況懷疑有肥厚型心肌病的可能時,會安排心臟超音波檢查,看看是否有心室中膈變肥厚的證據。針對有家族遺傳史,但自身無症狀的人來說,可以考慮在 30 歲之後定期每三年接受心電圖與心臟超音波檢查。

在治療方面,要看患者的臨床症狀與心臟超音波檢查的結果而定。對沒有症狀的患者來說,調整生活習慣,減少劇烈運動活動或許就已足夠。另外一定要讓患者了解,務必「避免脫水」。因為有肥厚型心肌病的時候,進到左心室的血流本身就比較少,若再因為喝的水分不足脫水,在炎熱天氣下脫水,或使用了利尿劑或血管擴張劑,都會讓症狀加劇。

肥厚型心肌病的處理方式
圖/照護線上

對已有胸痛、喘不過氣的人來說,可以用乙型阻斷劑藥物或鈣離子阻斷劑,放慢心跳速度。心跳速度慢一點,可以增加左心室放鬆舒張的時間,盡量增加左心室內的血流量,之後左心室收縮打出血液的效率會比較好。

如果藥物的成效不彰,要考慮侵入性治療,像是利用手術或燒灼方式改變心室中膈的厚度,減少心肌肥厚造成心室空間減少的影響。萬一患者家族裡有人曾有心因性猝死,本身曾經暈倒好幾次,曾有心律不整,或有嚴重的臨床症狀,就要考慮放置心臟節律器來避免猝死。若肥厚型心肌病已經造成心臟衰竭,心臟移植就成了治療選項之一。

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從遺傳學角度剖析:女性能在體育場上超越男性嗎?——《運動基因》
行路出版_96
・2024/08/10 ・3712字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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科學期刊的預言:女性能追趕甚至超越男性?

我在 2002 年還在讀大四時,第一次看到兩位 UCLA 生理學家的論文〈不用多久女性就會跑得比男性快?〉,當時我覺得這個標題很荒謬。在那之前我花了五個賽季,進行 800 公尺中距離跑步訓練,成績已經超越世界女子紀錄。而且我還不是自己接力隊上跑最快的。

但那篇論文發表在《自然》(Nature)期刊上,這是世上極具聲望的科學期刊,所以一定有些道理。大眾就是這麼認為的。《美國新聞與世界報導》雜誌在 1996 年亞特蘭大奧運之前,對一千個美國人做了調查,結果其中有三分之二認為,「終有一天頂尖女運動員會勝過頂尖男運動員」。

1996 年亞特蘭大奧運前,一千位美國人中有三分之二認為,「終有一天頂尖女運動員會勝過頂尖男運動員」。 圖/envato

《自然》期刊上那篇論文的作者,把男子組和女子組從 200 公尺短跑到馬拉松各項賽事歷年的世界紀錄畫成圖表,發現女子組紀錄進步得遠比男子組急速。他們用外推法從曲線的趨勢推斷未來,確定到 21 世紀前半葉,女性就會在各個賽跑項目擊敗男性。兩名作者寫道:「正因進步速度的差異實在非常大,而使(兩者)差距逐漸縮小。」

2004 年,趁著雅典奧運成為新聞焦點之際,《自然》又特別刊出一篇同類型的文章〈2156 年奧運會場上的重要衝刺?〉(Momentous Sprint at the 2156 Olympics?)──標題所指的,正是女子選手會在 100 公尺短跑比賽中,勝過男子選手的預計時間。

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2005 年,三名運動科學家在《英國運動醫學期刊》發表了一篇論文,省去問號開門見山在標題宣稱:〈女性終將做到〉(Women Will Do It in the Long Run.)。

難道男性主導世界紀錄的情況,始終是歧視女性、把女性排除於競技場外的結果?

20 世紀上半葉,文化規範與偽科學嚴重限制了女性參與運動競技的機會。在 1928 年阿姆斯特丹奧運期間,有媒體(捏造)報導指稱,女性選手在 800 公尺賽跑後筋疲力竭地躺在地上,這讓一些醫生和體育記者十分反感,使得他們認為這個比賽項目會危害女性健康。《紐約時報》上有篇文章就寫:「這種距離太消耗女性的體力了。」〔1〕那幾屆奧運之後,在接下來的三十二年間,距離超過 200 公尺的所有女子項目,都突然遭禁,直到 2008 年奧運,男女運動員的徑賽項目才終於完全相同。但《自然》期刊上的那幾篇論文指出,隨著女性參賽人數增多,看起來她們的運動成績到最後可能會與男性並駕齊驅,甚至比男性更好。

運動能力的基因密碼:性別差異的生物學根源

我去拜訪約克大學的運動心理學家喬.貝克時,我們談論到運動表現的男女差異,尤其是投擲項目的差異。在科學實驗裡證實過的所有性別差異中,投擲項目一直名列前茅。用統計學術語來說的話,男女運動員的平均投擲速度相差了三個標準差,大約是男女身高差距的兩倍。這代表如果你從街上拉一千個男子,其中 997 人擲球的力氣會比普通女性大。

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不過貝克提到,這種情形可能是反映女性缺乏訓練。他的太太是打棒球長大的,輕輕鬆鬆就能贏過他。他打趣說:「她會發出一束雷射光。」那麼這是生物學上的差異嗎?

男性和女性的 DNA 差異極小,僅限於在女性身上為X或男性為Y的那單一染色體。姊弟或兄妹從完全相同的來源取得基因,透過重組母親和父親的 DNA,確保兄弟姊妹絕對不會相近到變成複製人。

性別分化過程大部分要歸結到 Y 染色體上的「SRY 基因」,它的全名是「Y 染色體性別決定區基因」。若要說有「運動能力基因」,那就非 SRY 基因莫屬了。人類生物學的安排,就是讓同樣的雙親能夠同時生育出男性的兒子和女性的女兒,即使傳遞的是相同的基因。SRY 基因是一把 DNA 萬能鑰匙,會選擇性地啟動發育成男性的基因。

我們在生命初期都是女性──每個人類胚胎在形成的前六週都是女性。由於哺乳動物的胎兒會接觸到來自母親的大量雌激素,因此預設性別為女性是比較合算的。在男性身上,SRY 基因到第六週時會暗示睪丸及萊氏細胞(Leydig cell)該準備形成了;萊氏細胞是睪丸內負責合成睪固酮的細胞。睪固酮在一個月之內會不斷湧出,啟動特定基因,關閉其他基因,兩性投擲差距不用多久就會出現。

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男孩還在子宮時,就開始發育出比較長的前臂,這使得他們日後投擲時會做出更有力的揮臂動作。儘管男孩和女孩在投擲技能方面的差異,不如成年男性和女性之間那麼顯著,但這種差異在兩歲幼童身上已經很明顯了。

性別分化過程大部分要歸結到 Y 染色體上的「SRY 基因」,會選擇性地啟動發育成男性的基因。 圖/envato

文化與訓練的影響:投擲項目中的性別差距

為了確定孩童之間的投擲差距有多少與文化有關,北德州大學和西澳大學的科學家組成團隊,共同測試美國孩童與澳洲原住民孩童的投擲技能。澳洲原住民沒有發展出農業,仍過著狩獵採集生活,他們教導女孩丟擲戰鬥及狩獵用武器,就像教導男孩一樣。這項研究確實發現,美國男孩和女孩在投擲技能上的差異,比澳洲原住民男孩和女孩之間的差異顯著許多。不過儘管女孩因為較早發育長得較高較壯,男孩仍比女孩擲得更遠。

普遍來說,男孩不僅比女孩更善於投擲,視覺追蹤攔截飛行物的能力往往也出色許多;87% 的男孩在目標鎖定能力的測試上,表現得比一般女孩好。另外,導致差異的部分原因,至少看起來是因為在子宮的時期接觸到了睪固酮。由於先天性腎上腺增生症,而在子宮裡接觸到高濃度睪固酮的女孩,上述項目的表現會像男孩一樣,而不像女孩;患有這種遺傳疾病的胎兒,腎上腺會過度分泌男性荷爾蒙。

受過良好投擲訓練的女性,能輕易勝過未受訓練的男性,但受過良好訓練的男性,表現會大幅超越受過良好訓練的女性。男子奧運標槍選手擲出的距離,比女子奧運選手遠大約三成,儘管女子組使用的標槍比較輕。此外,女性投出的最快棒球球速的金氏世界紀錄是 65 mph(相當於時速 105 公里),表現不錯的高中男生的球速經常比這還要快,有些男子職業球員可以投出超過 100 mph(相當於時速 160 公里)的球速。

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在跑步方面,從 100 公尺到 1 萬公尺,經驗法則是把菁英級表現差距定在 11%。從短跑到超級馬拉松,不管任何距離的賽跑,男子組的前十名都比女子組的前十名快大約 11%。〔2〕在職業等級,那就是個鴻溝。女子組的 100 公尺世界紀錄,跟 2012 年奧運男子組的參賽資格還差了四分之一秒;而在一萬公尺長跑,女子組的世界紀錄成績,與達到奧運參賽資格最低標準的男選手相比落後了一圈。

不論距離,男子組前十名的跑步速度普遍比女子組快約 11%。圖/enavato

投擲項目與純爆發力型運動項目的差距更大。在跳遠方面,女子選手落後男子 19%。差距最小的是長距離游泳競賽;在 800 公尺自由式比賽中,排名前面的女子選手,與排名前面的男子選手差距不到 6%。

預言女性運動員將超越男性的那幾篇論文暗示,從 1950 年代到 1980 年代,女性表現的進展遵循一條會持續下去的穩定軌跡,但在現實中是有一段短暫爆發,隨後趨於平穩──這是女子運動員,而非男子運動員進入的平穩期。儘管到 1980 年代,女性在 100 公尺到 1 英里各項賽跑的最快速度,都開始趨於穩定,但男子運動員仍繼續緩慢進步,雖然只進步一點點。

數字很明確。菁英女子選手並未趕上菁英男子選手,也沒有保持住狀況,男性運動員則在非常慢地進步。生物學上的差距在擴大。但為什麼原本就有差距存在?

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註釋

  1.  各報上氣不接下氣地報導 800 公尺女子選手紛紛倒在跑道上。正如運動雜誌《跑步時代》(Running Times)2012 年的一篇文章指出的,實情是只有一個女子選手在終點線倒下,其餘三名都打破了先前的世界紀錄。據稱人在現場的《紐約郵報》記者寫道,「11 位淒慘的女性」當中有 5 人沒有跑完,5 人在跑過終點線後倒下。《跑步時代》報導說,參賽的女運動員只有 9 個,而且全部跑完。
  2. 過去普遍認為,隨著比賽距離拉長,女子賽跑選手會超越男子選手。這是克里斯多福.麥杜格(Christopher McDougall)在《天生就會跑》這本很吸引人的書裡談到的主題,但不完全正確。成績非常優秀的跑者之間的 11% 差距,在最長距離和最短距離同樣穩固存在。儘管如此,南非生理學家卻發現,當一男一女的馬拉松完賽時間不相上下,那個男士在距離短於馬拉松的比賽中通常會贏過那個女士,但如果競賽距離加長到 64 公里,女士就會跑贏。他們報告說,這是因為男性通常比較高又比較重,比賽距離越長,這就會變成很大的缺點。然而在世界頂尖超馬選手當中,男女體型差異比一般群體中的差異小,而 11% 的成績差距,也存在於超級長距離的最優秀男女選手之間。

——本文摘自 大衛・艾普斯坦(David Epstein)運動基因:頂尖運動表現背後的科學》,2020 年 12 月,行路出版,未經同意請勿轉載

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