用光讓你更強壯?用光修復肌肉——運動醫學的新祕密武器

(本文由中華全齡人生健康促進協會授權轉載)

A person exercising with a dumbbell in a gym, illuminated with dramatic lighting, showcasing strength training.

你可能知道運動要「吃對、練對、睡好」,但你知道「照光」也能幫助你更快長肌肉、減少痠痛嗎?

一項國際合作的臨床研究發現,利用特定波長的 LED 光生物調節療法(PBMt),在運動後照射肌肉,不僅能加速恢復,還能提升力量、增加肌肉體積,並減少運動後的不適感。

光可以幫助運動恢復嗎?

光療早在 1960 年代就用於減痛、消炎與組織修復,而光生物調節療法(PBMt)能透過粒線體中的細胞色素 c 氧化酶(CcO)吸收光能,進而提升 ATP 產生、調節 DNA/RNA 合成,影響發炎、修復與代謝。

雖然過去已有研究在運動前後使用光療,但多為短期觀察,且沒有排除基因差異對訓練效果的影響。因此,這項研究找來一對同卵雙胞胎(同卵雙胞胎可減少基因異質性的影響,提供更有可信度的因果判斷),來探討長期在阻力訓練後使用 LED 光療,是否能對肌肉表現、修復及基因層面帶來不同效果。

這項實驗證明,在運動後使用正確波長與劑量的 LED 光療,有機會幫助肌肉修復、減少疼痛、加速成長。對於運動員、健身族群、甚至復健治療的人來說,都是一項值得關注的新科技。

論文來源:Ferraresi, Cleber PhD, PT; Bertucci, Danilo MSc; Schiavinato, Josiane MSc; Reiff, Rodrigo PhD; Araújo, Amélia MSc; Panepucci, Rodrigo PhD; Matheucci, Euclides Jr PhD; Cunha, Anderson Ferreira PhD; Arakelian, Vivian Maria PhD, PT; Hamblin, Michael R. PhD; Parizotto, Nivaldo PhD, PT; Bagnato, Vanderlei PhD. Effects of Light-Emitting Diode Therapy on Muscle Hypertrophy, Gene Expression, Performance, Damage, and Delayed-Onset Muscle Soreness: Case-control Study with a Pair of Identical Twins. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation 95(10):p 746-757, October 2016. | DOI: 10.1097/PHM.0000000000000490

研究怎麼做?雙胞胎實驗揭密

本研究使用 850 nm 近紅外 LED,每次總能量 75 J,連續 12 週搭配阻力訓練,觀察肌力、肌肉體積、延遲性痠痛(DOMS)、CK 值,以及與發炎、蛋白質合成、肌肉萎縮相關的基因表現變化。

研究對象

19 歲男性單卵雙胞胎,皆為足球員,生活與飲食習慣相同。

訓練與治療計畫

  • 兩人都接受相同的重訓計畫,每週 3 次腿推與腿伸展(80% 及 50% 1RM)持續 12 週。
  • 光療組:其中一人在每次訓練後加做 LED 光療。
  • 對照組:另一人則只做重訓,不做光療(接受外觀相同但不發光的安慰劑治療)。

850 nm、50 顆 LED(每顆 0.2 cm²、100 mW)、總功率 5 W、每 LED 能量密度 7.5 J/cm²、總能量 75 J、接觸式、連續波,照射腿部主要肌群。該設計符合雙相劑量反應(biphasic dose response)原則,避免過量照射造成反效果(Huang et al., 2009)。

實驗結果:照光後肌力、肌肉量全面提升

在 12 週的雙胞胎阻力訓練實驗中,每次訓練後使用 LED 光生物調節療法的一方,在肌力、肌肉體積、恢復速度與基因表現方面,都明顯優於未使用光療的一方:

  • 肌力增幅更大,尤其在腿推與腿伸展動作上差距明顯
  • 大腿肌肉體積增加 20%,對照組僅增加 5%
  • 運動後的肌肉損傷指標(CK 值)與痠痛感顯著較低
  • 基因層面顯示,光療組發炎與萎縮相關基因下降、修復與抗氧化基因上升

各項實驗結果摘要如下:

指標光療組(LEDT)對照組(Placebo)說明
腿推 1RM 提升+53%(320→490 kg)+28%(320→410 kg)光療組肌力成長近兩倍於對照組
腿伸展 1RM 提升+37%(60→82.5 kg)+20%(62.5→75 kg)光療組增幅顯著
大腿肌肉體積(MRI)+20%(2937→3523 cm³)+5%(3152→3316 cm³)光療組肌肉肥大效果明顯
CK 升幅(肌肉損傷)1–36 次訓練皆低於對照組升幅較高顯示恢復較快、損傷較低
DOMS 痛感分數(VAS)全時點皆低(例:1st 5.5 vs 8.2 cm)全時點較高光療減輕痠痛感
IL-1A(發炎基因)-11.5 倍+2.3 倍光療具抗發炎作用
MSTN(肌肉萎縮基因)-4 倍-1.4 倍光療更顯著降低萎縮訊號
mTOR(蛋白質合成基因)+1.4 倍+1.1 倍光療促進肌肉合成
SOD2(抗氧化基因)+1.4 倍+1.0 倍光療提升抗氧化能力

治療設計建議:怎麼照才有效?

想讓光療真的發揮效果,必須注意各種要素,並依照身體部位與需求做調整。

  • 波長: 850 nm LED(近紅外光)
  • 劑量: 每次總能量為 75 J,單顆 LED 每次照射 15 秒
  • 週期: 每週 3 次、共 12 週,建議搭配訓練後使用
  • 時機: 肌肉增強、運動後恢復、延遲性痠痛緩解、術後復健
  • 應用: 運動醫學、骨科術後、復健中心、健身教練課程中作為非藥物輔助工具

誰適合光療?運動員、健身族到復健患者都能用

這項研究證實,在相同的訓練條件下,運動後加上 LED 光生物調節療法,能:

  • 更大幅度地增加肌力與肌肉量
  • 減少運動後的痠痛與肌肉損傷
  • 從基因層面促進修復、抗發炎與抗氧化

對於運動員、健身族群、術後或復健患者,這是一種安全、非侵入、具科學依據的輔助方法。

但要注意,劑量、波長、時機與照射範圍必須精準設計,避免過量或不足影響效果。有鑑於此,應選擇合適的設備,尤其是通過醫療器材認證的儀器,才能確保安全性與效果

參考文獻(原始研究內主要引用)

  1. Huang YY, Chen AC, Carroll JD, Hamblin MR. Biphasic dose response in low level light therapy. Dose Response. 2009;7(4):358–83.
  2. Ferraresi C, Hamblin MR, Parizotto NA. Low-level laser (light) therapy on muscle tissue: performance, fatigue and repair. Photonics Lasers Med. 2012;1(3):267–86.
  3. Powers SK, Jackson MJ. Exercise-induced oxidative stress: cellular mechanisms and impact on muscle force production. Physiol Rev. 2008;88(4):1243–76.
  4. Schuelke M, Wagner KR, Stolz LE, et al. Myostatin mutation associated with gross muscle hypertrophy in a child. N Engl J Med. 2004;350(26):2682–8.
  5. Karu T. Primary and secondary mechanisms of action of visible to near-IR radiation on cells. J Photochem Photobiol B. 1999;49(1):1–17.
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