心肺耐力訓練（Endurance training）是科學動療的主軸之一，傳統的運動建議如每天一萬步或是333計畫已經是眾所皆知，不過，在精準健康的趨勢引導下，如何決定精準、個人化的訓練模式就變得很重要。從細胞分子層次來看，心肺功能的訓練，其實是要訓練細胞（尤其是骨骼肌）內粒線體的效率，從而改善代謝靈活度。
越來越多的證據顯示，Zone 2訓練是建立粒線體適應、有氧適能、耐力的基石。因此，不論您的目標是要健康長壽，還是要增進運動表現、避免過度訓練的傷害，Zone 2訓練都值得注意1。
這裡，Precap將為您介紹什麼是Zone 2訓練、其背後的科學理論、執行方法、以及如何追蹤進步狀況。
運動強度可分為許多區間（Zone），坊間有各種不同的定義方法。科學動療網所推廣的Zone 2訓練（簡稱Zone 2），是有一個在生理、細胞機制上的定義：Zone 2是一個人可以維持血中乳酸在2 mmol/L以下的最高運動強度2,3。
在這樣的強度下，在粒線體能夠有效使用氧氣進行氧化磷酸化，產生能量ATP；超過這個強度，細胞會越來越需要依賴無氧的糖解作用提供能量，而副產物的乳酸、氫離子逐漸累積。
Zone 2的訓練模式也可以理解為最大有氧功能（maximum aerobic function）訓練4，或是粒線體適應（mitochondrial adaptation）訓練。
粒線體可以說是人體細胞的發電機，一個健康的細胞，產能效率一定要好，而且也能正常清除廢物。而越來越多研究指出細胞老化及許多慢性疾病（如：肥胖、第二型糖尿病、心血管疾病、癌症、免疫、神經退化）的共同特徵，都包含粒線體的損壞及功能異常5，一篇2021年的研究甚至發現，即使在維持足夠的日常活動（如一天一萬步）時，老化還是和線粒體效能、運動能力、步態穩定性、肌肉功能和胰島素敏感性的衰退有關，而持續的運動鍛鍊可以抵抗老化的影響6，所以任何能夠幫助粒線體健康的方法都值得被注意。
運動訓練主要通過刺激骨骼肌帶來健康益處。從分子機制層面來看，運動引起的骨骼肌粒線體適應力（數量及品質）的提升，被認為是運動訓練有益結果的重要原因7。
美國科羅拉多大學的運動醫學專家Iñigo San Millán博士表示，現代生活型態的久坐不動可能就是造成粒線體退化、代謝功能異常、各種慢性疾病上升的因素之一。在20年以上的研究發現，專業的耐力運動員身上，粒線體的數量、功能都是超出常人8。
挪威Adger大學的運動科學教授Stephen Seiler博士也指出，即使是頂尖的耐力運動員，其實80%以上的時間都是用低強度的模式在訓練9。
這是一般人也可以學習的：運動不需要「沒有痛苦就沒有收穫」（No pain, no gain.），而是劑量、頻率要正確，方法正確，不僅不會累，還會有穩定的進步，享受運動帶來的好處；即使對於沒有運動習慣的人，開始規律的走路都可以是訓練粒線體很好的方式。
簡單來說，身體產生ATP的能量系統主要可分為：（1)有氧系統（粒線體呼吸）：脂肪酸氧化、有氧糖解。（2)無氧系統：ATP-磷酸肌酸系統、無氧糖解。
脂肪和碳水化合物是兩個主要燃料來源。脂肪主要儲存在脂肪組織中，骨骼肌中也可少量儲存。碳水化合物以肝醣的形式儲存在骨骼肌（~80%）和肝臟中（~15%）。
骨骼肌由主要由兩種肌纖維組成，第一種是I型肌纖維，也稱為慢肌，具有最高的粒線體密度和容量，擅長燃燒脂肪作為能量。第二種是II型肌纖維，也稱為快肌，粒線體密度較低，利用葡萄糖提供即時無氧能量的能力較高；而快肌纖維又分為IIa、IIb兩個亞型。
和緩運動時，I型肌纖維扮演主要的角色，隨著運動強度的增加，IIa型肌纖維開始發揮作用，當強度不斷增加，最終IIb型肌纖維將被啟動。因此，在不同的運動訓練區間下，身體承受的代謝壓力以及需要調動的肌纖維、能量系統都有差異。
在低強度和中等運動強度期間，ATP主要可以靠有氧系統，尤其是脂肪酸氧化。在高運動強度下，脂肪氧化產能的速度不足以維持肌肉收縮需求，所以碳水化合物、無氧系統利用率增加，進而產生乳酸，總結如下：
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訓練區間 |
主要燃料 |
主要肌纖維 |
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Zone 1 |
脂肪 |
I型 |
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Zone 2 |
脂肪、醣類 |
I型 |
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Zone 3 |
脂肪、醣類 |
I型、IIa型 |
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Zone 4 |
醣類 |
IIa型 |
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Zone 5 |
醣類 |
IIa型、IIb型 |
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Zone 6 |
醣類、ATP-磷酸肌酸 |
IIb型 |
一個人的運動能力最終取決於細胞將化學（燃料）能轉化為機械能（輸出功率）的能力。
Iñigo San Millán博士的研究發現10，專業耐力運動員、一般健康的人、和有代謝症侯群的人，在相同的運動強度下，使用脂肪酸氧化以及乳酸產生的量有很明顯的差異，而這現象可以間接評估粒線體功能及代謝靈活度。
為了減少乳酸堆積，II型肌纖維產生乳酸後，會透過特定的轉運蛋白MCT-4將乳酸從細胞中輸出。相應的，I型肌纖維含有MCT-1轉運蛋白，可將乳酸吸收，再進粒線體轉換成能量，發揮乳酸清除中的關鍵角色。
透過Zone 2訓練，我們不僅可以增加粒線體密度，提高脂肪利用率，還可以增加MCT-1轉運蛋白，提高乳酸清除能力，整體結果就是提高細胞代謝靈活度。因此，不論是要長壽健康，還是要提升運動表現，利用Zone 2訓練來提升粒腺體脂肪氧化的能力都是關鍵。
1.增加粒線體數量及產能效率
2.增加葡萄糖利用率
3.增加胰島素敏感度（改善胰島素阻抗）
4.提升燃脂效率
5.提升乳酸清除能力
6.提升代謝靈活度
7.提升運動表現
8.降低靜止心率、血壓
9.降低發炎
10.降低受傷風險
·開始養成運動習慣¾每週3次、每次30分鐘。
·維持¾每週2小時：如每週2次、每次1小時。
·進步¾每週3個小時：可以是每週3次、每次1小時、或是每週4次、45分鐘時。
·最高有效劑量¾目前未知，每週5個小時都可能有更好的效果13。
最準確的還是乳酸測試，但是這受限於儀器、耗材、執行的不便利。
因此，實用的方式還是心率追蹤，然而有些情況（如有服用影響心率的藥物）就必須依靠自覺運動強度量表或說話測試，詳細說明如下。
心率追蹤
最大心率百分比14¾Zone 2約在最大心率的68~79%，目標可以是70~75%。
例：一位50歲的人，最大心率220 – 50的70~75%就是119~127下/分鐘。
另一種方式，由Philip Maffetone所研發的最大有氧功能（Maximum aerobic function, MAF）心率4，也可以做為個人化的Zone 2區間參考，算法如下：
1.用180 – 年齡。
2.再透過以下條件，修正上面算出來的結果。
a.減10-有重大疾病或正在恢復中（包含手術或住院），正在做復健，有服用任何處方藥，或長期過度訓練。
b.減5-受傷、運動表現退步或沒有進步（MAF測試結果或比賽成績），每年感冒兩次以上，有過敏、氣喘，體重過重（腰圍大於身高的一半），短期訓練過度，沒有規律運動習慣。
c.不用調整-規律訓練（每週4次）達兩年，且沒有任何(a)或(b)的問題。
d.加5-規律訓練超過兩年，沒有任何(a)或(b)的問題，MAF測試結果或比賽成績都有進步。
3.修正結果的數字就是您的MAF心率上限值，區間是上限值減10。
例：一位50歲符合條件(b)的人，MAF心率為180 – 50 – 5 = 125，區間就是115~125下/分鐘。
自覺運動強度量表-5~6分（0~10分，10分為最大耐受強度）。
說話測試-活動時仍可講出簡短字句、詞彙，但無法唱歌，若講太多話也會喘。
使用心電傳導技術的心率帶是最即時、準確的方式。光學偵測的運動手環偵測心率變化的靈敏度比較差，但實際測試發現在穩定的Zone 2強度下，結果不會和心率帶差異太大。
1.MAF測試法：可以每個月執行一次，可以在簡單的熱身後到達MAF心率，在相同的地點、路線或使用相同的設備進行固定距離的運動，並紀錄時間。
下圖是一位35歲的男性跑者在12個月的MAF心率訓練期間，每個月在平地跑5公里的MAF測試結果4。
2.在盡可能相同的時間、環境、身體狀態下運動，可觀察到心率固定時（MAF心率）的速度及可在這個速度維持穩定心率的長度（持久度）有進步，如下圖。
參考資料
1.San-Millán I. Zone 2 Training for Endurance Athletes: Build Your Aerobic Capacity. Accessed March 16, 2022. https://www.trainingpeaks.com/blog/zone-2-training-for-endurance-athletes/
2.Attia P. Q&A on Zone 2 Exercise with Peter Attia, M.D. Published December 28, 2021. Accessed March 17, 2022. https://peterattiamd.com/live-qa-on-zone-2-exercise/
3.Connor T. The True Definition of Threshold.
4.Maffetone P, Laursen PB. Maximum Aerobic Function: Clinical Relevance, Physiological Underpinnings, and Practical Application. Frontiers in Physiology. 2020;11. https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fphys.2020.00296
5.López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. The hallmarks of aging. Cell. 2013;153(6). doi:10.1016/j.cell.2013.05.039
6.Grevendonk L, Connell NJ, McCrum C, et al. Impact of aging and exercise on skeletal muscle mitochondrial capacity, energy metabolism, and physical function. Nature Communications. 2021;12(1). doi:10.1038/s41467-021-24956-2
7.Drake JC, Wilson RJ, Yan Z. Molecular mechanisms for mitochondrial adaptation to exercise training in skeletal muscle. FASEB Journal. 2016;30(1). doi:10.1096/fj.15-276337
8.San Millán I. Winning the battle against metabolic disorders | TEDxMileHigh. Published July 9, 2014. Accessed March 15, 2022. https://www.youtube.com/watch?v=DZfOvYiQtow
9.Seiler S. How “normal people” can train like the world’s best endurance athletes | TEDxArendal. Published December 3, 2019. Accessed March 15, 2022. https://www.youtube.com/watch?v=MALsI0mJ09I
10.San-Millán I, Brooks GA. Assessment of Metabolic Flexibility by Means of Measuring Blood Lactate, Fat, and Carbohydrate Oxidation Responses to Exercise in Professional Endurance Athletes and Less-Fit Individuals. Sports Medicine. 2018;48(2). doi:10.1007/s40279-017-0751-x
11.Luks H. Zone 2 Heart Rate Training For Longevity and Performance. Published March 11, 2022. Accessed March 15, 2022. https://www.howardluksmd.com/zone-2-hr-training-live-longer-less-injury/
12.Attia P. Peter Attia Podcast #85 – Iñigo San Millán, Ph.D.: Zone 2 Training and Metabolic Health. Published December 23, 2019. Accessed March 15, 2022. https://peterattiamd.com/inigosanmillan/
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14.Achten J, Jeukendrup AE. Optimizing fat oxidation through exercise and diet. Nutrition. 2004;20(7-8). doi:10.1016/j.nut.2004.04.005
