暴露在寒冷之中能促進代謝率、提升健康,已成為科學研究的重要議題。根據刊登在《Frontiers in Physiology》期刊的〈Effect of Acute Cold Exposure on Energy Metabolism and Activity of Brown Adipose Tissue in Humans: A Systematic Review and Meta-Analysis〉研究顯示,寒冷環境能顯著提升代謝率達 10%。
暴露在寒冷之中的基礎 代謝率 原理
身處冷暴露中能提升代謝的原理,在於激活棕色脂肪(Brown Adipose Tissue,BAT)的非顫抖性產熱(Non-shivering Thermogenesis,NST)。當人體暴露在寒冷環境中時,為了維持核心體溫,會啟動一系列的熱生產機制,主要分為以下兩類:
- 顫抖性產熱(Shivering Thermogenesis,ST)
這是一種快速且高效的熱量生產方式,通過骨骼肌的快速收縮產生熱量。但這種方式,需要消耗大量的葡萄糖和脂肪,作為能量來源。在實驗中,受試者暴露於低於15°C的環境,測得因骨骼肌快速收縮,每小時的能量消耗可提高約 400-600大卡。
- 非顫抖性產熱(Non-shivering Thermogenesis,NST)
主要由褐色脂肪(Brown Adipose Tissue,BAT),通過激活線粒體中的解偶聯蛋白1(Uncoupling Protein,UCP1),直接將能量轉化為熱量,無需肌肉收縮。研究中提到,寒冷刺激會增加褐色脂肪的活性和數量,通過激活線粒體內的UCP1,平均每小時能量消耗提升約 100-150大卡。
研究數據顯示,低溫環境中的基礎代謝率(BMR)可增加 7-10%,取決於個體褐色脂肪的活性和分布。
寒冷刺激下的荷爾蒙變化
研究中同時觀察到寒冷對荷爾蒙的影響:
- 甲狀腺激素(T3和T4):
冷暴露能促使甲狀腺功能增強,T3 和 T4 的分泌量平均提高 15%,進一步促進脂肪和糖分代謝。 - 腎上腺素和去甲腎上腺素:
血液中的腎上腺素濃度增長了約 20-30%,為了能為身體提供額外能量,進一步地激發脂肪分解(脂解作用,Lipolysis)。 - 葡萄糖利用效率改善:
冷暴露後,細胞內葡萄糖運輸蛋白(Glucose Transporter Type 4,GLUT4)的活性得以提升,使細胞更高效地吸收並利用血糖,對控制血糖波動有幫助。
研究中 代謝率 的實驗結果
以下為研究中觀察到的冷暴露對代謝的具體效果:
- 短期低溫刺激(15°C以下,2小時):
除了平均能量消耗量,增加約 250-300大卡。基礎代謝率(Basal Metabolic rate,BMR)提升了 8.6%。核心體溫則下降約 0.5°C,激發顫抖性產熱(ST)。
- 長期適應(每日16°C以下,1小時,持續4週):
不僅褐色脂肪組織(BAT)活性增加約 30%,代謝率也穩定提升 10%。受試者的內臟脂肪減少了 2.5%,腰圍則平均縮減了 1.5公分。
在短期的低溫刺激下,骨骼肌通過不自主顫抖加速葡萄糖和脂肪的代謝,為身體提供額外熱量。長期的冷暴露訓練則提升了褐色脂肪的燃脂能力,使非顫抖性產熱成為主要能量消耗來源。
寒冷對健康的額外好處
研究中還揭示寒冷暴露的其他潛在好處:
- 改善胰島素敏感性:
冷暴露刺激葡萄糖代謝途徑,使細胞更高效利用血糖,降低胰島素抵抗風險。 - 促進心血管健康:
長期適應寒冷的受試者顯示心血管彈性提高,心臟壓力減輕。 - 刺激免疫系統:
寒冷暴露能短期提高白血球活性,幫助身體抵抗感染。
寒冷環境的實際應用
冷暴露的科學應用不僅限於實驗室,它也正在進入生活和健康管理的領域:
- 冷水浴與冷療法
運動員經常使用冷水浴來促進肌肉恢復,同時也能短暫提升代謝率。研究顯示,每次10分鐘的冷水浴(約10°C)可消耗額外 50-70大卡。 - 冷室療法(Cryotherapy)
冷室療法廣泛應用於高效燃脂與緩解炎症。受試者暴露於-110°C的冷室中3分鐘,平均代謝率提升高達 12%。 - 寒冷適應訓練
北歐國家流行的冬泳和雪地運動,即為寒冷適應的自然實踐。參與者普遍報告代謝率提升、耐寒能力增強,並且有助於減少冬季體重增加。
設計冷暴露菜單應循序漸進
- 初始適應期(1-2週)
- 從溫和的冷暴露開始,例如冷水沖手臂、臉部,或短時間冷水淋浴(20°C,1分鐘)。
- 每週增加冷暴露時間10-15%。
- 中級適應期(3-4週)
- 增加暴露面積(全身),降低水溫(至15°C),延長時間至2-3分鐘。
- 在冷室或自然低溫環境中,每週進行2次全身暴露。
- 穩定期(5週及以上)
- 冷暴露可成為日常習慣,例如每日冷水淋浴,或每週冷水浴3次,每次5分鐘。
- 加入其他健康行為,如瑜伽或適度運動,增強寒冷適應效果。
提升 代謝率 的注意事項
儘管寒冷暴露對代謝有明顯促進作用,但需要注意以下事項:
- 避免過度寒冷暴露:低溫過久可能導致低體溫症(Hypothermia)或凍傷。
- 個體化適應:寒冷的代謝效應因人而異,需根據個人體脂比例和健康狀況進行調整。
- 逐步適應:勿立即進行低溫暴露,尤其是水溫低於15°C的環境。
- 注意體溫變化:核心體溫下降超過1°C時應立即停止訓練。
- 緊急處理:若出現寒顫過度、頭暈或體溫過低症狀,需立刻停止並進行保暖處理。
- 結合其他健康策略:寒冷暴露應搭配均衡飲食與適量運動,以發揮最大效果。
科學證據顯示,寒冷暴露不僅提升代謝率,還能促進健康管理的多重目標。通過循序漸進的個人化計劃,您可在安全前提下享受寒冷暴露的益處,無論是減脂、血糖管理還是運動恢復,都能找到適合的方案。
如需更多針對性的建議,可諮詢專業醫師或健康顧問,制定更詳細的冷暴露策略。
編輯|Sammy Huang