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[health] 跑步 vs 重訓:小鼠研究告訴我們運動對代謝的不同影響

(本文討論的是小鼠研究結果,無法直接套用到人類身上)


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引言:為什麼「跑步還是重訓比較好?」一直沒有答案?

在健康門診、健身房與社群平台上,「跑步比較好?還是重訓比較好?」幾乎是最常被提出的問題之一。許多民眾期待從醫師、教練或健康媒體得到明確的答案,最好能夠用一句話解決:「血糖不好就跑步」、「想減肥就做重訓」、「有氧比較燒脂肪」等等。然而,若從科學證據的角度檢視,事情其實沒有這麼簡單。

近十年的大型研究反覆指出:沒有任何一種單一運動模式,能在所有族群中一律勝出。例如 2018 年針對第二型糖尿病患者的 network meta-analysis 顯示,不同人對不同運動模式的反應差異極大,有氧、重訓、間歇訓練並沒有一致的優勝排列[2]。2024 年另一篇 meta-analysis 也指出,血糖改善的關鍵並非運動種類,而是運動量與強度的整體結構[3]。更早的運動模式比較研究亦發現,重訓與有氧對血糖控制的效果彼此差距不明顯[4]。甚至連 ACSM(美國運動醫學會)2022 年的最新共識聲明也清楚寫明:對大部分成人而言,有氧與重訓都應並重,沒有哪一種可以完全取代另一種[5]

換句話說,人類研究的現況是:沒有定論,也不可能用一句話解決。

於是問題出現了──如果我們想知道「跑步與重量訓練到底有什麼本質上的差別?」「為什麼不同研究出現不同結果?」「它們在代謝機制上是不是走不同道路?」──我們需要一個更可控、更能拆解機制的模型。

這也是為什麼,本文要介紹一篇 2025 年剛發表的肥胖小鼠研究[1]。它並不能告訴我們「跑步或重訓誰比較好」,但卻為代謝科學提供三個重要的「未來研究方向」。


小鼠到底怎麼運動?(本研究最精彩的部分)

來源:[1]

在理解研究結果之前,必須先說明這篇研究最有洞見、也最有趣的部分:研究者是如何讓小鼠做有氧與重訓的?

這不是一般人想像的「讓小鼠跑步」「讓小鼠舉重」這麼簡單。本研究的運動模型設計高度精巧,甚至比許多人在健身房的訓練還更系統化。

1. 小鼠的有氧運動:每天跑 10.5 公里

研究採用「志願性跑輪(voluntary wheel running)」:

  • 小鼠住在單籠中。
  • 籠內放置大型跑輪。
  • 想跑就跑,不強迫。
  • 食物和水自由取得,不造成壓力。

結果顯示,參與有氧運動的小鼠每天平均跑 10.5 ± 0.4 公里(Figure 1E)[1]

這個數字讓許多讀者難以置信:一隻小鼠每天跑的距離,可能比許多習慣慢跑的人還多。

這也是跑輪模型的優勢:

  • 運動量高。
  • 完全自主。
  • 不會因壓力造成代謝干擾。

因此,這個模型非常適合研究「純粹的有氧運動」如何影響代謝。

2. 小鼠的重訓:模擬深蹲的重量訓練機制

研究的阻力訓練(resistance exercise, REX)更精彩,也更精準。

研究者設計了一種「必須做深蹲才能吃飯」的訓練裝置:

  • 食物被放在一個加重的籠蓋下。
  • 小鼠必須用後肢站立、抬起沉重的蓋子,才能吃到飼料。
  • 為了確保使用後肢力量,小鼠脖子上套一個小小的「肩部固定圈(collar)」。
  • 這個動作具有向心與離心收縮,與人類做深蹲非常類似。

研究者更設計了「進階強度」:

訓練日 負重量
Day 1 100% 體重
Day 2–8 每天增加 20%
Day 8 之後 維持 240% 體重

最終,小鼠每天平均會做:

231 ± 10.7 次負重推舉(Figure 1D)[1]

這訓練量比許多人一天深蹲還多。

也因為動作集中在後肢肌肉,負重大、次數多、動作明確,因此可以高度模擬「純粹的阻力訓練」。

3. 為什麼這兩個模型值得重視?

  • 有氧模型=自然、有大量運動量。
  • 重訓模型=固定姿勢、負重清楚、可量化。
  • 兩者互不混淆。
  • 不受到壓力或飲食限制干擾代謝。
  • 運動量極高,可在短期內給出明顯的生理變化。

也因為這種「高度可控的差異」,讓研究能夠清楚看到不同運動型態對代謝的不同作用。


議題一:重訓改善血糖,但肌肉卻沒有變大

這是研究最引人注目的結果之一。

1. 重訓組的血糖改善效果最好

重訓組小鼠在以下三項代謝指標中都有最好的改善:

  • 葡萄糖耐受測試(GTT)。
  • 胰島素耐受測試(ITT)。
  • HOMA-IR(胰島素阻抗指標)。

改善幅度明顯優於有氧組(Figure 5D–5G)[1]

2. 但肌肉完全沒有變大、變強

研究特別檢測了以下指標:

  • 肌肉重量(quadriceps、gastrocnemius、soleus)。
  • 肌力(twitch, tetanus)。
  • 收縮速度(dx/dt)。
  • 疲勞測試。

結果顯示:重訓組的小鼠並沒有獲得更大的肌肉,也沒有更強的肌力(Figure 3)[1]

這不是偶然,而是研究的一個重要訊號:

重訓改善血糖,並不是靠肌肉變大。

3. 這對科學意味著什麼?

根據針對胰島素與骨骼肌關係的綜述文章[6]

  • 肌肉是人體調節血糖最重要的器官。
  • 傳統理論認為:「肌肉變大 → 葡萄糖儲存空間變大 → 血糖改善」。

但本研究顯示,代謝改善可以在「沒有肌肥大」的情況下發生[1]

因此提出重要問題:

是否存在一種「非肌肉量」的重訓改善代謝機制?例如:GLUT4 調節、微血管灌流、肌肉能量代謝能力等。這些機制在本研究中並未直接被驗證,但提供了值得未來人類研究深入探討的方向。


議題二:不同運動對不同脂肪的影響完全不同

脂肪不是單一組織,而是有多種類別。本研究在這方面提供了非常清楚且重要的證據。

1. 重訓減少「內臟脂肪」與「皮下脂肪」

重訓組在:

  • 內臟脂肪(epididymal fat)。
  • 皮下脂肪(inguinal fat)。

都出現明顯下降(Figure 1J–K)[1]

內臟脂肪是與代謝疾病(糖尿病、高血壓、脂肪肝)關聯最強的脂肪種類,因此這項結果非常具有醫學啟發性。

2. 有氧運動反而大量增加「棕色脂肪」

棕色脂肪(brown fat)具有高度代謝活性,能產熱、消耗能量。本研究發現:

  • 只有「有氧組」棕色脂肪量明顯上升(Figure 1L)[1]

這代表:

跑步與重訓根本不是「同一種代謝策略」。

  • 重訓 → 減少脂肪儲存。
  • 有氧 → 增加能量消耗能力。

3. 為什麼這對未來研究重要?

人類脂肪健康與疾病風險高度相關。若未來研究證實:

  • 運動可以依照模式影響脂肪分類。
  • 內臟脂肪與棕色脂肪之間具有「選擇性調節」。

那麼臨床上將可能出現更精準的運動處方。

不過,這些脂肪變化目前僅在小鼠模式中觀察到,人類是否也會出現相同模式仍需要後續研究確認。


議題三:胰島素訊號路徑沒有改善,但葡萄糖耐受卻變好了

這是整篇研究最具科學深度的發現。

1. 高脂飲食會抑制 Akt 與 AS160(胰島素訊號)

本研究使用 Western blot 分析:

  • pAkt。
  • AS160(兩個磷酸化位點)。

結果顯示:

  • 高脂飲食使上述訊號下降。
  • 有氧與重訓都沒有恢復這些缺陷(Figure 5H–N)[1]

2. 但重訓卻顯著改善血糖指標

這在代謝研究上是一個很關鍵的「不一致」。

根據文獻[6],Akt 通路是最經典的胰島素作用路徑,負責 GLUT4 移位與葡萄糖進入肌肉細胞。但本研究顯示:

即使 Akt 未恢復,血糖仍改善。

3. 代表什麼?

這代表可能存在:

  • AMPK 相關路徑。
  • mTOR 相關路徑。
  • 肌肉能量代謝(mitochondrial function)。
  • 血流或微血管灌流改善。
  • 肌肉內分泌因子(myokines)參與。

這些可能機制在本研究中並沒有被直接驗證,但提出了一個重要方向:

運動改善代謝的機制,可能比目前想像的更複雜。這提供了未來人類研究非常珍貴的線索。


結語:這篇小鼠研究告訴我們的不是答案,而是方向

綜合來看,這篇研究提出了三個重要訊號:

  1. 重訓改善血糖不靠肌肉變大。
  2. 不同運動對脂肪的影響完全不同。
  3. 胰島素訊號路徑未恢復,但代謝仍改善。

它沒有也不能告訴我們:

  • 跑步和重訓哪個比較好。
  • 哪個對人類血糖「一定」比較有效。

因為這是小鼠研究。

但它提供的訊號,對未來代謝研究極其珍貴──它指出了可能存在的「運動模式差異」,也指出了人體研究難以拆解的新方向。

對一般讀者而言,此研究最實用的結論反而是:

跑步與重訓都很重要,但它們對身體的影響不一樣。
想要完整照顧代謝,兩者搭配反而是最合理的做法。

而對科學與臨床而言,本研究的價值在於:

它開啟了一扇門,讓我們有機會在未來找到更精準的運動處方。

同時也要提醒,這些結果完全來自小鼠模式,人類是否會呈現相同的代謝反應仍需後續臨床與基礎研究確認,不能直接外推到人類身上。


參考資料

[1] Shute, R. J., Zhang, Z., Cruz, V. M., Dubouchaud, H., Kingsbury, T. J., Thompson, J. T., & Yan, Z. (2025). Weightlifting outperforms voluntary wheel running for improving adiposity and insulin sensitivity in obese mice. Journal of Sport and Health Science. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.jshs.2025.101100

[2] Pan, B., Ge, L., Xun, Y. Q., Chen, Y. J., Gao, C. Y., Han, X., Zuo, H., & Tian, J. H. (2018). Exercise training modalities in patients with type 2 diabetes mellitus: A systematic review and network meta-analysis. International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity, 15(1), 72. https://doi.org/10.1186/s12966-018-0703-3

[3] Gallardo-Gómez, D., Amaro-Gahete, F. J., & Jurado-Fasoli, L. (2024). Optimal dose and type of physical activity to improve glycemic control in type 2 diabetes: Systematic review and meta-analysis. Diabetes Care, 47(1), 55–67. https://doi.org/10.2337/dc23-0800

[4] Yang, Z., Scott, C. A., Mao, C., Tang, J., & Farmer, A. J. (2014). Resistance exercise versus aerobic exercise for type 2 diabetes: A systematic review and meta-analysis. Sports Medicine, 44(4), 487–499. https://doi.org/10.1007/s40279-013-0128-8

[5] Colberg, S. R., Sigal, R. J., Yardley, J. E., Riddell, M. C., Dunstan, D. W., Dempsey, P. C., Horton, E. S., Castorino, K., Tate, D. F., & American College of Sports Medicine. (2022). Exercise/Physical Activity in individuals with type 2 diabetes: A consensus statement from the American College of Sports Medicine. Medicine & Science in Sports & Exercise, 54(2), 353–368. https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000002800

[6] Sylow, L., Kleinert, M., Richter, E. A., & Jensen, T. E. (2021). The many actions of insulin in skeletal muscle, the paramount tissue determining glycemia. Cell Metabolism, 33(4), 735–757. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2021.03.020

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