Physiology of exercise3

MEDICINE สรีรวทิ ยาในการออกกาลงั กาย

สรีรวิทยาของการออกกาลังกาย พญ. รัตนวดี ณ นคร การออกกาลงั กาย หมายถงึ การทางานของกล้ามเนอื ้ เพอ่ื ให้ร่างกายเคลอ่ื นไหวตามจดุ มงุ่ หมาย โดยมกี ารทางานของระบบตา่ งๆชว่ ยสนบั สนนุ สง่ เสริมให้การออกกาลงั กายมีประสทิ ธิภาพและคงสภาพอยไู่ ด้ กลไกการหดตวั ของกล้ามเนอื ้ ต้องอาศยั การสนั ดาปสารอาหารให้เป็ นพลงั งานโดยอาศยั ปฏิกิริยาของเอนไซมต์ า่ งๆซง่ึ สารอาหารและพลงั งานท่สี ะสมอยใู่ นกล้ามเนอื ้ นนั้ มขี ้อจากดั เพ่ือให้การทางานของกล้ามเนอื ้ สามารถดาเนินตอ่ ไปได้อยา่ งตอ่ เนื่อง ระบบสนบั สนนุ อ่ืนๆจะต้องทางานอยา่ งสอดคล้องกนั เพอ่ื ทาหน้าทล่ี าเลียงและจ่ายสารอาหารและออกซเิ จนให้กบักล้ามเนอื ้ อยา่ งพอเพยี งเพ่ือให้การหดตวั ของกล้ามเนอื ้ สามารถดาเนินตอ่ ไปได้อยา่ งตอ่ เนือ่ งในชว่ั ระยะเวลาท่ตี ้องการออกกาลงั กาย ทางสรีรวทิ ยาถือวา่ การออกกาลงั กายเป็ นความเครียดตอ่ ร่างกายอยา่ งหนงึ่ เพราะเป็ นชว่ งท่ีร่างกายต้องเพิ่มอัตราการเผาผลาญพลงั งานสงู มาก มากผ้ปู ่ วยทกี่ าลงั เป็ นไข้สงู หลายเทา่ ตวั พบวา่ ในผ้ปู ่ วยที่กาลงั มีไข้สงู มากๆอตั ราการเผาผลาญพลงั งานจะเพม่ิ ขนึ ้ ถงึ 100% ของอตั ราการเผาผลาญพลงั งานปกติ ซง่ึ ก็นบั วา่ สงู มากแล้ว แตถ่ ้าเปรียบเทียบกบั อตั ราการเผาผลาญพลงั งานของนกั กีฬาว่ิงมาราธอนกย็ งั ถือวา่ น้อยกวา่ มาก เพราะในนกั กีฬาประเภทนอี ้ ตั ราการเผาผลาญพลงั งานจะเพิม่ ขนึ ้ 2,000% ของภาวะปกติ การศกึ ษาทางสรีรวิทยาของการออกกาลงั กาย เป็ นการศกึ ษาการเปลยี่ นแปลงการทางานของระบบหรืออวยั วะตา่ งๆระหวา่ งการออกกาลงั กาย ไมว่ า่ จะเป็ นการออกกาลงั กายแบบสมคั รเลน่ ท่อี อกกาลงั กายเพยี งครงั้ เดยี ว หรือการออกกาลงั กายที่มกี ารฝึกซ้อมร่างกายอยา่ งเป็ นระบบในนกั กีฬา เพ่ือให้เกิดความเข้าใจและนาประโยชน์ที่ได้จากการออกกาลงั กายมาใช้อยา่ งมีประสทิ ธิภาพทงั้ ในด้านการแพทย์และกีฬาความแตกต่างระหว่างเพศ โดยทวั่ ไป คา่ ทีเ่ กิดจากการวดั ทเ่ี กี่ยวข้องกบั การออกกาลงั กายทใี่ ช้ในเพศหญิงจะหลกั การเดยี วกบั ท่ใี ช้ในเพศชายแตค่ า่ ตา่ งๆที่วดั ออกมาได้โดยเฉพาะการวดั ในเชิงปริมาณ ไมว่ า่ จะเป็ นการวดั ระดบั ความแขง็ แรงของกล้ามเนอื ้ ระบบการระบายอากาศของปอด และปริมาณเลอื ดทส่ี บู ฉีดจากหวั ใจตอ่ นาทีจะมีคา่ เพยี งร้อยละ 60-75 เพศชาย ทงั้ นเี ้ป็ นผลจากความแตกตา่ งด้านขนาดและรูปร่าง สดั สว่ นของกล้ามเนอื ้ และไขมนั และระดบั ของฮอร์โมน testosterone ที่ตา่ งกนั แตถ่ ้ารายงานออกมากเป็ นความแขง็ แรงตอ่ พนื ้ 1 ตาราเซนตเิ มตรของกล้ามเนอื ้ แล้วจะไมแ่ ตกตา่ งกนั เทา่ ใดนกัการตอบสนองท่วั ไปต่อการออกกาลังกาย และการทางานของระบบท่เี ก่ยี วข้อง ระหวา่ งออกกาลงั กาย จะมกี ารเปลย่ี นแปลงที่เกิดขนึ ้ 3 สว่ นคอื (แผนภมู ิที่ 1)1. กล้ามเนอื ้ ทก่ี าลงั ทางาน มีความต้องการใช้พลงั งานและสารอาหารเพ่ิมขนึ ้ อยา่ งมาก2. ระบบสนบั สนนุ ต้องจา่ ยสารอาหารและออกซเิ จนให้แก่กล้ามเนอื ้ ย่างพอเพียงและตอ่ เน่ือง3. ต้องมกี ระบวนการเพื่อรักษาสภาพดลุ ของร่ากาย (homeostasis) ไมใ่ ห้เบี่ยงเบนไปจากภาวะปกตมิ ากนกั 1

การตอบสนองท่วั ไปต่อการออกกาลังกายกล้ามเนือ้ มีการใช้พลังงานเพ่มิ ขนึ้ ระบบสนับสนุนพลงั งานและสารอาหาร กระบวนการรักษาสภาพดลุ ATP & energy storage  สร้าง ATP ทดแทน  Blood gas O2 consumption  energy mobilization  Acid-base balance  ventilation  Water  blood flow, redistribution  temperature  O2 extractionแผนภมู ิท่ี 1. การตอบสนองทว่ั ไปตอ่ การออกกาลงั กาย มี 3 สว่ นคอื 1. กล้ามเนอื ้ ต้องการใช้พลงั งานเพิม่ ขนึ ้ 2 ระบบสนบั สนนุ ต้องจ่ายสารอาหารและออกซเิ จนให้กล้ามเนอื ้ อยา่ งพอเพียง และ 3 ต้องมกี ระบวนการเพือ่ รักษาสภาพดลุ ของร่างกายเพื่อไมใ่ ห้มกี ารเปลย่ี นแปลงไปจากคา่ ปกตมิ ากนกั ดงั นนั้ ระบบที่เกย่ี วข้องกบั การออกกาลงั กายจะประกอบด้วย1. ระบบประสาท2. กล้ามเนอื ้3. ระบบการหายใจ, ระบบหวั ใจหลอดเลอื ด4. ฮอร์โมนและตอ่ มไร้ทอ่5. การควบคมุ อณุ หภมู ริ ่างกายระบบประสาท เป็ นตวั หลกั ในการเร่ิมต้นการออกกาลงั กาย ทาหน้าที่ 2 อยา่ งคอื1. การควบคมุ แบง่ เป็ น 2 ชนิด 1.1 การควบคมุ ภายใต้อานาจจติ ใจ (voluntary) โดยการสง่ั งานตรงจากสมองใหญ่ (cerebrum) ผา่ นมาทาง motor unit ของไขสนั หลงั 1.2 การควบคมุ ในสว่ นทอ่ี ยนู่ อกอานาจจิตใจ (involuntary) จะทางานในรูปของการตอบสนองแบบอตั โนมตั ิ (reflex) ซงึ่ เกิดได้หลายระดบั ตงั้ แตไ่ ขสนั หลงั ก้านสมอง และเซลล์ประสาทในสว่ นของ cerebral cortex2. การประสานงาน ระบบประสาทจะทาหน้าทปี่ ระสานข้อมลู จากตวั รับสญั ญาณ (receptor) ทีอ่ ยภู่ ายกล้ามเนอื ้ ข้อตอ่ ระบบสมั ผสั ตา่ งๆ เชน่ ตา หู รวมทงั้ อวยั วะภายใน เพ่อื ปรับแตง่ การทางานของแตล่ ะระบบให้สอดคล้องกนั ทงั้ กอ่ น ขณะ และหลงั การออกกาลงั กาย โดยทางานผา่ นระบบประสาทปกติ (somatic nervous system) และระบบประสาทอตั โนมตั ิ (autonomic nervous system) 2

กล้ามเนือ้ชนิดของไยกล้ามเนือ้ จากคณุ สมบตั ใิ นการทางานของเซลลก์ ล้ามเนอื ้ ทาให้แบง่ เซลล์กล้ามเนอื ้ ออกเป็ น 3 ชนิด คอื 1.1 Type I (slow twitch fiber) – aerobic (endurance): สแี ดง ไยกล้ามเนอื ้ เลก็ หดตวั ช้า จานวน mitochondria และ หลอดเลอื ดฝอยมาก มี oxidative enzyme เพื่อใช้ในการสนั ดาปสงู มปี ริมาณไกโคเจนสะสมภายในกล้ามเนอื ้ น้อย 1.2 Type II b (fast twitch fiber) – anaerobic (power): สซี ดี ไยกล้ามเนอื ้ อ้วน หดตวั เร็ว มเี อนไซม์ยอ่ ยสลายไกลโคเจน มาก และมปี ริมาณไกลโคเจนสะสมในกล้ามเนอื ้ มาก 1.3 Type II a (intermediate) อตั ราสว่ นของชนดิ ไยกล้ามเนอื ้ จะขนึ ้ กบั ลกั ษณะทางพนั ธกุ รรมและการฝึกคุณสมบัตขิ องเซลล์กล้ามเนือ้1. ถกู กระต้นุ ได้ (excitability) กล้ามเนอื ้ จะหดตวั เม่อื ได้รับการกระต้นุ จาก  สารสอ่ื ประสาท (neurotransmitters): สาร acetylcholine (Ach)  กระแสไฟฟ้ า (electrical stimuli): เม่อื ถกู กระต้นุ ด้วยกระแสไฟฟ้ ากล้ามเนอื ้ จะกระตกุ คล้ายไฟดดู  ฮอร์โมน (hormonal stimuli): oxytocin ออกฤทธ์ิกระต้นุ กล้ามเนอื ้ เรียบ ทาให้มดลกู บบี ตวั เมื่อใกล้คลอด2. หดตวั ได้ (contractility) ทาให้ความยาวของเซลลก์ ล้ามเนอื ้ หดสนั้ ลงหรือทาให้เซลล์กล้ามเนอื ้ ตงึ ตวั3. ยดื ได้ (extensibility) เซลลก์ ล้ามเนอื ้ สามารถยดื ตวั ออกได้โดยไมท่ าให้เซลลไ์ ด้รับบาดเจ็บ4. มีความยดื หยนุ่ (elasticity) เมอื่ กล้ามเนอื ้ ถกู ยดื และปลอ่ ยออกจะหดตวั กลบั มาอยใู่ นสภาพเดมิ ได้การหดตวั ของกล้ามเนือ้ การหดตวั ของกล้ามเนอื ้ มอี ยู่ 2 ลกั ษณะคือ (แผนภมู ทิ ่ี 2)1. static contraction หรือ isometric contraction เป็ นการหดตวั ต้านแรงที่ทาให้กล้ามเนอื ้ ตงึ ตวั แตค่ วามยาวไม่ เปลยี่ นแปลง ตวั อยา่ งเช่น การงดั ข้อ2. dynamic contraction เป็ นการหดตวั ทที่ าให้กล้ามเนอื ้ สนั้ ลง แตค่ วามตงึ ไมค่ อ่ ยเปลยี่ นแปลงมากนกั แบง่ เป็ น 2 ลกั ษณะคือ isotonic และ isokinetic contraction isotonic contraction: ความตงึ ของกล้ามเนอื ้ เปลยี่ นแปลงไปบ้างตามพกิ ดั การเคลอื่ นไหวของกล้ามเนอื ้ โดยเฉพาะการเคลอื่ นไหวในทศิ ทางต้านแรงดงึ ดดู ของโลก เชน่ ขณะทา range of motion exercise เพอ่ื คงพกิ ดั การเคลอ่ื นไหวของข้อเขา่ isokinetic contraction: ความตงึ ของกล้ามเนอื ้ คงทตี่ ลอดการเคลอื่ นไหว เช่น ขณะนงั่ แกวง่ ขาในนา้ เป็ นต้น dynamic contraction isotonic isokineticconcentric eccentric (เกร็งหด) (เกร็งผอ่ นต้านแรงโน้มถว่ ง)แผนภูมทิ ่ี 2. การหดตวั ของกล้ามเนอื ้ แบบ dynลa๗mกic)แบง่ ออกเป็ น 2 ลกั ษณะคอื isotonic contraction และ isokinetic contraction และisotonic contraction ยงั แบง่ ยอ่ ยออกเป็ น concentic contraction หรือการเกร็งหด เชน่ ขณะเดินขนึ ้ บนั ได และ eccentric contraction หรือการเกร็งผ่อนเพอ่ื ต้านแรงโน้มถว่ งชองโลกไมใ่ ห้เคลือ่ นไหวเร็วเกินไป เชน่ ขณะเดนิ ลงบนั ไดหรือเดนิ ลงทางลาด 3

ความแขง็ แรง (strength), กาลงั (power), ความทนทาน (endurance), และสมรรถนะ (performance) ความแข็งแรงของกล้ามเนอื ้ (strength) หมายถงึ ความสามารถของกล้ามเนอื ้ ในการตงึ หรือหดตวั เพ่อื ต้านแรง เช่น การ ยกนา้ หนกั กาลงั หรือ พลงั (power) หมายถงึ ความแขง็ แรง (strength) + ความเร็ว (speed) เช่น การทมุ่ นา้ หนกั ความทนทาน (endurance) แบง่ เป็ น 2 ชนิด (1) muscle endurance หมายถงึ ความทนทานของกล้ามเนอื ้ สามารถหดตวั ซา้ ๆ หรือนานๆ ต้านความล้า ขนึ ้ กบั ความ แข็งแรงของกล้ามเนอื ้ พลงั งานท่ีสะสมในกล้ามเนอื ้ และจานวนหลอดเลอื ดฝอยในกล้ามเนอื ้ (2) general endurance หมายถงึ ความทนทานหรือความสมบรู ณ์ของระบบพลงั งานทงั้ หมด หวั ใจ หลอดเลอื ด ปอด การควบคมุ อณุ หภมู ริ ่างกาย สมรรถนะทางกายภาพ (physical performance) เป็ นการวดั การความสามารถในการปฏิบตั งิ านของกล้ามเนอื ้ หลายๆ ลกั ษณะร่วมกนั เช่น ความแขง็ แรง (strength), พลงั (power), ความเร็ว (speed), ความทนทาน (endurance), ความ แคลว่ คลอ่ งวอ่ งไว (agility), ความยดื หยนุ่ (flexibility), และ การประสานงาน (coordination) เป็นต้น สมรรถนะทางกายภาพของคนแตล่ ะคน ขนึ ้ อยกู่ บั ปัจจยั หลายอยา่ งดงั ตอ่ ไปนี ้ ลกั ษณะทางกายภาพ การฝึ ก สภาพจิตใจ ทศั นคติ แรงจงู ใจ อายุ เพศ รูปร่าง สขุ ภาพ สภาพแวดล้อม ความสงู จากระดบั นา้ ทะเล ความธรรมชาติของการออกกาลงั กระบวนการ หนาแน่นของ O2 ความร้อน ความเยน็ มลภาวะประเภท ความหนกั สร้างพลงั งานระยะเวลา เทคนิค ความถ่ี Physical performanceหน้าท่หี ลกั ของกล้ามเนือ้1. กอ่ ให้เกิดการเคลอ่ื นไหว (motion) ในตาแหนง่ ตา่ งๆขนึ ้ กบั ชนิดของกล้ามเนอื ้ เช่นการหดตวั ของกล้ามเนอื ้ ลาย (skeletal muscle) ทาให้มีการเคลอ่ื นไหวของระบบโครงร่าง การหดตวั ของกล้ามเนอื ้ หวั ใจ (cardiac muscle) ทาให้เกดิ การ ไหลเวียนของโลหติ และ การหดตวั ของกล้ามเนอื ้ เรียบ (smooth muscle) ทาให้มีการบบี ตวั ของอวยั วะภายใน เช่น มดลกู หลอดอาหาร กระเพาะอาหาร ลาไส้ และกระเพาะปัสสาวะ เป็ นต้น2. คงสภาพรูปทรงของร่างกาย (posture) ให้อยใู่ นทา่ ตรงต้านแรงโน้มถ่วงของโลกได้3. ทาหน้าทีผ่ ลติ ความร้อนเพ่อื รักษาอณุ หภมู ิร่างกาย (heat production) ระหวา่ งทก่ี ล้ามเนอื ้ หดตวั จะผลติ ความร้อน ออกมาจานวนมาก ตวั จะสน่ั เมอื่ อยใู่ นสภาวะอากาศทหี่ นาวเย็นทาให้ร่างกายอบอนุ่กลไกการหดตวั ของเซลล์กล้ามเนือ้ การหดตวั ของเซลล์กล้ามเนอื ้ เกิดขนึ ้ อยา่ งเป็ นลาดบั ขนั้ ตอนดงั นี ้ 1. กระแสประสาท (nerve impulse หรือ action potential) ทีส่ ง่ ลงมายงั ปลายประสาท (axon terminal) จะกระต้นุ ให้มี แคลเซียมพร่ังพรู (influx) เข้าไปในปลายประสาท 2. แคลเซียมทพ่ี รั่งพรูเข้าไปจะกระต้นุ ให้ปลายประสาทปลดปลอ่ ยสาร ACh ออกมาภายนอก 4

3. สาร ACh กระจายตวั อยทู่ ี่รอยจอ่ ระหวา่ งปลายประสาทกบั เซลล์กล้ามเนอื ้ (synaptic cleft)4. ACh จะจบั กบั ACh receptor ทีอ่ ยบู่ นผนงั เซลลก์ ล้ามเนอื ้ (sarcolemma)5. เมือ่ ACh จบั กบั receptor จะทาให้ช่องทางของโซเดยี ม (sodium channels) ทผี่ นงั เซลล์กล้ามเนอื ้ เปิ ดออก โซเดียม ซงึ่ มอี ยปู่ ริมาณมากภายนอกเซลล์จะทะลกั เข้ามาในเซลล์กล้ามเนอื ้6. โซเดียมท่ีทะลกั เข้ามาในเซลลจ์ ะทาให้ความเป็ นประจทุ ี่อยทู่ างด้านในของผนงั เซลลก์ ล้ามเนอื ้ มกี ารเปลย่ี นแปลงจาก ขวั้ ลบ (negative charge) ไปขวั้ บวก (positive charge) อยา่ งรวดเร็ว เรียกวา่ ทาให้เกิด depolarization ของเซลล์ กล้ามเนอื ้7. กระบวนการ depolarization ที่เกิดขนึ ้ ครัง้ แรกจะอยใู่ นตาแหนง่ ทผ่ี นงั เซลล์กล้ามเนอื ้ จอ่ ติดกบั ปลายประสาท จากนนั้ จะแผข่ ยายอยา่ งรวดเร็วไปทาให้เกิด depolarization ของบริเวณข้างเคยี ง (propagation) คล้ายกบั ลกู คลนื่ หรือการ ล้มทบั กนั ของตวั โดมิโน แตเ่ มื่อกระบวนการ depolarization ได้กระจายพ้นออกไปแล้ว ผนงั เซลลก์ ล้ามเนอื ้ จะ ปรับเปลยี่ นความเป็ นขวั้ ให้คืนสภาพเดิมอกี ครัง้ เรียกวา่ กระบวนการนวี ้ า่ repolarization8. ระหวา่ งทกี่ ระแสประสาททาให้เกิด depolarization ของ sarcolemma กระแสประสาทอกี สว่ นหนงึ่ จะถกู สง่ ผา่ นผนงั เซลล์กล้ามเนอื ้ เข้ามาในเซลลโ์ ดยผา่ นมาทาง T tubules9. กระแสประสาททผ่ี า่ นเข้าเซลลม์ าทาง T tubules จะกระต้นุ ให้ sarcoplasmic reticulum (คอื endoplasmic reticulum ของเซลล์กล้ามเนอื ้ ) ปลดปลอ่ ยแคลเซยี มเข้ามาใน sarcoplasm (cytoplasm ของเซลลก์ ล้ามเนอื ้ )10. แคลเซยี มจะเข้าไปจบั กบั สาร troponin ท่ีอยบู่ น microfilament, ลากสาร tropomyosin ออกจากตาแหนง่ ปกติ ทา ให้สว่ นที่เป็ น myosin-binding sites ท่อี ยบู่ น actin เผยออก (อานวยความสะดวกให้ myosin เข้าเกาะกบั actin)11. ระหวา่ งนี ้เอนไซม์ ATPase จะยอ่ ย ATP ให้กลายเป็ น ADP + Pi เพ่มิ พลงั ให้แก่ myosin head หรือทเ่ี รียกอกี ชื่อ หนงึ่ วา่ cross-bridge ให้เข้าจบั กบั myosin-binding sites ท่ีอยบู่ น actin (ซงึ่ ถกู เผยออก)12. ชว่ งนจี ้ ะทาให้มกี ารหดตวั อยา่ งรุนแรง (power stroke) ระหวา่ งนี ้ADP and P จะถกู ระบายออกมาจาก myosin head13. จากนนั้ ATP ก็จะเข้าจบั กบั myosin head อีก และมผี ลทาให้ myosin ปลอ่ ยตวั จาก actin (ในคนตาย กล้ามเนอื ้ จะ เกิด rigor mortis เนอ่ื งจากขาดการสร้าง ATP ขนึ ้ มาใหม่ ทาให้เกดิ cross-bridges ค้าง กล้ามเนอื ้ จะหดตวั โดยไม่ สามารถคลายออกได้)14. เม่ือ ATP ถกู ยอ่ ยสลายเป็ น ADP + Pi ก็จะทาให้ myosin head เกิดการเตรียมพร้อมขนึ ้ อีกครัง้ ทจี่ ะเข้าจบั กบั actin อกี เมอ่ื ได้รับคาสง่ั15. การเข้าจบั และปลอ่ ยออกของ cross-bridges ท่ีเกิดซา้ ไปซา้ มา จะทาให้เกิดการเปลย่ี นแปลงได้ 2 ลกั ษณะคอื อาจ ทาให้เซลลก์ ล้ามเนอื ้ หดสนั้ ลงโดยความตงึ ของเซลล์ไมเ่ ปลย่ี นแปลงมากนกั (isotonic contraction) หรือทาให้เซลล์ กล้ามเนอื ้ ตงึ อยา่ งมากโดยไมห่ ดสนั้ (isometric contraction)ก็ได้16. เอนไซม์ acetylcholinesterase (AChE) ทถ่ี กู ปลดปลอ่ ยออกมาบริเวณรอยเชื่อมตอ่ ระหวา่ งปลายประสาทกบั เซลล์ กล้ามเนอื ้ จะเข้ายอ่ ยสลาย ACh เป็ นการหยดุ กระแสประสาทที่สง่ ไปยงั เซลล์กล้ามเนอื ้ แคลเซยี มจะถกู ดงึ กลบั เข้า ไปใน sarcoplasmic reticulum และ myosin cross-bridges จะคลายโดยการช่วยเหลอื ของ ATP อกี สว่ นหนง่ึ จากนนั้ เซลลก์ ล้ามเนอื ้ จะเข้าสรู่ ะยะพกั (resting state) อกี ครงั้ 5

แหล่งพลงั งานของกล้ามเนือ้การทางานของกล้ามเนอื ้ พลงั งานท่ใี ช้จะได้จากกระบวนการทางเมตาบอลกิ 3 สว่ นด้วยกนั คอื (แผนภมู ิที่ 3)1. Phosphagen system ใช้ใน 10-15 วนิ าทแี รก Anaerobic system2. Glycogen lactic acid system ใช้ได้ตอ่ อีก 30-40 วินาที3. Aerobic system ทาให้ได้พลงั งานมากมายและเพยี งพอตอ่ การทางานของกล้ามเนอื ้ เทา่ ทต่ี ้องการ ข้อจากดั จะขนึ ้ อยกู่ บัสมรรถนะของระบบขนสง่ ออกซเิ จนและสารอาหารมาสกู่ ล้ามเนอื ้ในการออกกาลงั กายหรือเลน่ กีฬาสว่ นใหญจ่ ะเป็ นการใช้พลงั งานแบบผสมผสาน และกลบั ไปกลบั มาได้ทงั้ นขี ้ นึ ้ กบัประเภทกีฬา ความหนกั และระยะเวลาทเี่ ลน่ในการหดตวั ของกล้ามเนอื ้ ต้องอาศยั พลงั งานจากสาร ATP ถ้ากล้ามเนอื ้ ต้องทางานในชว่ งสนั้ ๆเพยี งแวบเดยี วหรือแคก่ ระพริบตาไมเ่ กิน 5 – 6 วินาที กล้ามเนอื ้ จะใช้สาร ATP ทสี่ ะสมอยใู่ นเซลล์ แตถ่ ้าทางานนานขนึ ้ จะต้องสร้าง ATPเพมิ่ เติมจากแหลง่ เชือ้ เพลงิ ท่อี ยใู่ กล้ตวั ทส่ี ดุ คอื creatine phosphate (ในสว่ นของ phosphagen system) การสลายcreatine phosphate จะทาให้ได้ ATP ใช้ตอ่ อกี ระยะหนง่ึ (10-15 วินาท)ี ถ้ากล้ามเนอื ้ ต้องออกแรงนานกวา่ นตี ้ ้องสร้าง ATPจากกลโู คสแทนการสร้าง ATP จากการสลายกลโู คสทาได้ 2 วิธีคือ1. การสลายกลโู คสแบบไมใ่ ช้ออกซเิ จน (anaerobic respiration) หรือทเี่ รียกวา่ glycogen lactic acid system การสลายglucose เพื่อเป็ น พลงั งานโดยวธิ ีการนที ้ าได้เร็วเพราะไมต่ ้องรอออกซเิ จน สามารถใช้ตอ่ จาก phosphagen system ได้แตจ่ ะใช้ได้ไมน่ านโดยเฉพาะถ้ากล้ามเนอื ้ ต้องออกแรงเตม็ ทปี่ ระมาณ 30-40 วินาที โดยวธิ ีการนกี ้ ารสลายกลโู คส1โมเลกลุ จะได้เป็ น pyruvic acid 2 โมเลกลุ และเนอื ้ งจากไมม่ อี อกซิเจน pyruvic acid จะเปลยี่ นเป็ นกรดแลกตกิ ซงึ่ ทาให้กล้ามเนอื ้ เกิดอาการออ่ นล้าได้ถ้ามีกรดแลกติกคงั่ อยมู่ ากๆ ดงั นนั้ เม่อื ถงึ จดุ ๆนรี ้ ่างกายจะต้องเปล่ียนไปใช้ระบบการสลายพลงั งานแบบใช้ออกซิเจนแทน2. การสลายกลโู คสแบบใช้ออกซิเจน (aerobic respiration) ใช้กบั การทางานของกล้ามเนอื ้ ที่ต้องใช้ระยะเวลานาน เช่น การว่งิ ระยะยาวหรือการว่ิงมาราธอน กระบวนการสนั ดาปกลโู คสโดยใช้ออกซเิ จนจะทาให้ได้ ATP จานวนมหาศาล พอท่ีจะทาให้กล้ามเนอื ้ ทางานได้นานตามวตั ถปุ ระสงค์ ออกซเิ จนจะชว่ ยสนั ดาป pyruvic acid ทไี่ ด้จากการสลายกลโู คสไปเป็ นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ นา้ และสารพลงั งาน ATP โดยผา่ นทาง citric acid cycle ช่วยลดการคง่ั ของกรดแลกตกิ หรือสามารถกาจดั กรดแลกตกิ ในกล้ามเนอื ้ ให้หมดไปได้ 6

% เชือ้ เพลงิ Oxidation Creatine TG phosphate Glycogen ATPATP CP Glycogen Glucose, Fat เวลา Gluconeogenesisalactacid lactacid aerobicanaerobic 3 นาทีแผนภูมทิ ่ื 3. แหลง่ พลงั งานของกล้ามเนือ้ ระหวา่ งออกกาลงั กาย กล้ามเนือ้ จะสร้าง ATP ขนึ ้ จากแหลง่ พลงั งานหลายแหง่ ด้วยกนั ขนึ ้ กบั ระยะเวลาในการออกกาลงั กาย ได้แก่ ATP ท่สี ะสมในกล้ามเนือ้ , creatine phosphate, ไกลโคเจนในกล้ามเนือ้ ,กลโู คสและ free fatty acid ทีล่ าเลียงมาทางกระแสเลอื ด การสลายไกลโคเจนในกล้ามเนือ้ เพอื่ ผลติ ATP จะใช้เมอื่ กล้ามเนือ้ ต้องออกแรงอยา่ งหนกั ในระยะ 2-3 นาทีแรก ทาให้มีการคง่ั ของกรดแลกติกในกล้ามเนือ้ และเป็ นเหตใุ ห้มกี ารออ่ นล้า เมอ่ื ร่างกายสามารถใช้ free fatty acid เป็ นแหลง่ พลงั งานได้โดยกระบวนการ oxidation จะทาให้ได้ ATP จานวนมากมาย กล้ามเนือ้ จะทางานตอ่ เน่ืองได้เป็ นระยะเวลานานอัตราการใช้ออกซิเจน (O2 consumption) อตั ราการใช้ออกซเิ จน คอื ปริมาณของออกซิเจนร่างกายต้องการใช้ตอ่ 1 นาที โดยปกตใิ นทา่ นงั่ ร่างกายจะมอี ตั ราการใช้ออกซิเจนประมาณ 200-300 มล./ นาที (หรือ 3.5 มล./กก./นาที) ซง่ึ เรียกอตั ราการใช้ออกซิเจนทรี่ ะดบั นวี ้ า่ 1 MET(metabolic equivalent) ในคนทวั่ ไปอตั ราการใช้ออกซเิ จนจะเพิ่มได้ 3 เทา่ เมือ่ ให้ออกกาลงั กายเบาๆ หรือเพ่ิมได้ 8-12 เทา่ เมือ่ ออกกาลงั กายหนกั (2-3 ลติ ร/ นาท)ี แตถ่ ้าเป็นนกั กีฬาสมรรถนะในการใช้ออกซิเจนจะสงู กวา่ คนปกตมิ าก ระหวา่ งออกกาลงั กายหนกั อาจเพ่มิ ได้ถงึ 16-20 เทา่ (4-5 ลติ ร/นาที) อตั ราการใช้ออกซเิ จนจะแปรตามความหนกั เบาของการออกกาลงั กาย (แผนภมู ทิ ่ี 4) โดยจะคอ่ ยๆเพมิ่ ขนึ ้ ใน 2-3นาทแี รกจนถงึ ระดบั คงท่ี (steady state) ทจ่ี ดุ นอี ้ ตั ราการจา่ ยออกซิเจนจากเลอื ดจะเทา่ กบั อตั ราความต้องการออกซเิ จนของเนอื ้ เย่ือ (O2 supply = O2demand) เม่อื หยดุ ออกกาลงั กาย อตั ราการใช้ออกซเิ จนจะคอ่ ยๆลดลงสรู่ ะดบั ปกติอีกครงั้ 7

พัก ออกกาลงั กาย ฟื ้ นตวัอตั ราการใช้ O2 O2 deficit (ลิตร/นาที) steady state (VO2max) 3.0 O2 dept 2.6 2.2 O2 consumption at rest 1.8 1.4 1.0 0.6 0.20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 เวลา (นาที)แผนภูมทิ ่ี 4. อตั ราการใช้ออกซิเจนจะแปรตามความหนกั เบาของการออกกาลงั กาย การใช้ออกซเิ จนจะเพิ่มขนึ ้ อยา่ งช้าๆใน 1-2 นาทแี รก และคงที่อยทู่ ่ี steady state ท่ีจดุ นีร้ ะบบสนบั สนนุ จะจา่ ยออกซิเจนได้เทา่ กบั ทก่ี ล้ามเนือ้ ต้องการใช้เพอื่ สร้างพลงั งาน เม่ือหยดุ ออกกาลงั กายการใช้ออกซิเจนจะคอ่ ยๆลดลงอยา่ งช้าๆจนถงึ ระดบั พกั อีกครัง้ หนง่ึ ในระยะแรกอตั ราการเพิ่มขนึ ้ ของออกซิเจนจะยงั เพิ่มได้ไมท่ นั กบั ความต้องการของกล้ามเนือ้เรียกวา่ มี O2 deficit ต้องขอยมื ออกซเิ จนจากแหลง่ สะสมมาใช้ชวั่ คราวกอ่ น และเมอื่ หยดุ ออกกาลงั กายร่างกายจะยงั คงใช้ออกซเิ จนตอ่ เพื่อนาไปคนื ให้แหลง่ สะสมทข่ี อยืมมาใช้ลว่ งหน้ากอ่ น การใช้ออกซิเจนของร่างกายภายหลงั หยดุ ออกกาลงั กายนีเ้รียกวา่ O2 deptMaximum aerobic capacity จดุ ทีเ่ นอื ้ เย่อื ร่างกายสามารถใช้ออกซิเจนได้อยา่ งเตม็ ท่ี เรียกวา่ maximum O2 consumption (VO2max) แสดงถึงสมรรถนะสงู สดุ ในการออกกาลงั กายโดยใช้พลงั งานแบบ aerobic เรียกอกี ช่ือหนง่ึ วา่ maximum aerobic power หรือmaximum exercise capacity อตั ราการใช้ออกซเิ จนสงู สดุ (VO2 max) = ปริมาณสงู สดุ ของออกซเิ จนทรี่ ่างกายสามารถใช้ได้ในเวลา 1 นาที = (max CO) x (max a-v O2 difference)O2 deficit เม่อื เริ่มออกกาลงั กายความต้องการออกซเิ จนจะเพมิ่ ทนั ที แตร่ ่างกายยงั จา่ ยออกซเิ จนให้กล้ามเนอื ้ ไมท่ นั เพราะต้องใช้เวลาในการปรับตวั ประมาณ 2-3 นาที ระยะนจี ้ ะขาดแคลนออกซเิ จนชวั่ คราวเรียกวา่ O2 deficit กล้ามเนอื ้ ต้องยมื ออกซิเจนจากแหลง่ สะสมอืน่ ๆมาใช้ก่อน ซงึ่ ตามปกติร่างกายจะมีออกซเิ จนสะสมอยปู่ ระมาณ 2 ลติ ร โดย 500 มล.จะอยใู่ นปอด, 25มล.ละลายอยใู่ นของเหลวของร่างกาย, 1 ลติ รเกาะอยกู่ บั เมด็ เลอื ดแดง (hemoglobin) และอีก 300 มล.เกาะอยกู่ บั สารmyoglobin ภายในเซลลก์ ล้ามเนอื ้ ซง่ึ จะต้องชดใช้คืนภายหลงั หยดุ ออกกาลงั กาย 8

การฟื้นตวั หลังออกกาลงั กายOxygen debt ขณะออกกาลงั กายเบาๆ หลอดเลอื ดในกล้ามเนอื ้ จะขยายตวั ปริมาณเลอื ดไหลเวียนมายงั กล้ามเนอื ้ ทีเ่ พม่ิ ขนึ ้ จะชว่ ยลาเลยี งออกซเิ จนให้แก่กล้ามเนอื ้ ได้เพียงพอแก่ความต้องการของกล้ามเนอื ้ แตถ่ ้าต้องออกแรงเพม่ิ ขนึ ้ ปริมาณออกซิเจนท่ีได้รับอาจเพม่ิ ขนึ ้ ไมเ่ พียงพอตามความต้องการได้ เพ่อื ให้ได้ ATP มาใช้ให้ทนั ตามความต้องการร่างกายอาจต้องหนั กลบั มาใช้กระบวนการ สร้าง ATP จากไกลโคเจนโดยไมใ่ ช้ออกซเิ จนแทนชวั่ คราว ทาให้เกิดการคง่ั ของกรดแลกติกในกล้ามเนอื ้ แม้วา่ร้อยละ 80 ของกรดแลกตกิ ทีเ่ กิดขนึ ้ จะถกู ลาเลยี งไปยงั ตบั เพือ่ เปลย่ี นกลบั ไปเป็ นกลโู คสหรือไกลโคเจน แตก่ ็ยงั มีบางสว่ นที่ตกค้างและคง่ั อยใู่ นกล้ามเนอื ้ ทาให้เกิดอาการปวดกล้ามเนอื ้ และล้า แตใ่ นทส่ี ดุ เม่อื ร่างกายสามารถปรับตวั และลาเลยี งออกซิเจนได้เพยี งพอแกค่ วามต้องการ กรดแลกตกิ จะถกู เปลยี่ นไปเป็ นคาร์บอนไดออกไซด์และนา้ เมอ่ื หยดุ ออกกาลงั กายร่างกายยงั ต้องการใช้ออกซเิ จนตอ่ อกี ระยะหนงึ่ เพือ่ นาไปใช้กาจดั กรดแลกติกทตี่ กค้างอยู่ สร้าง ATP, creatine phosphateและไกลโคเจนคืนแหลง่ สะสมเดมิ และนาออกซเิ จนไปคืนแหลง่ สะสมตา่ งๆทขี่ อยืมมาใช้ชว่ั คราวกอ่ น เชน่ ออกซิเจนทเี่ กาะอยู่กบั เมด็ เลอื ดแดง (hemoglobin), เซลลก์ ล้ามเนอื ้ (myoglobin), ถงุ ลมปอด และออกซเิ จนทลี่ ะลายอยใู่ นสารนา้ ของร่างกาย(body fluids) ปริมาณออกซิเจนทีต่ ้องการใช้ภายหลงั หยดุ ออกกาลงั กายนเี ้รียกวา่ oxygen debt หรือการใช้หนอี ้ อกซิเจน ซงึ่จะต้องทางานชดใช้หนมี ้ ากน้อยเพยี งใดขนึ ้ อยกู่ บั ความหนกั ของการออกกาลงั กาย ในทางปฎบิ ตั จิ งึ เห็นวา่ เมือ่ นกั กีฬาหยดุ ออกกาลงั กายจะยงั คงหายใจแรงอยอู่ กี ระยะหนง่ึ เพ่อื ใช้หนอี ้ อกซเิ จนดงั กลา่ ว นกั กีฬาท่ีได้รับการฝึกฝนมาอยา่ งดจี ะสามารถใช้ออกซิเจนได้อยา่ งมปี ระสทิ ธิภาพระหวา่ งออกกาลงั กาย ความสามารถในการใช้ออกซเิ จนสงู สดุ (maximum oxygen uptake)ของนกั กีฬาอาจสงู เป็ น 2 เทา่ ของคนทว่ั ไป เมื่อต้องออกแรงเพม่ิ ขนึ ้ ระหวา่ งออกกาลงั กายอาจใช้ออกซิเจนเพ่มิ ขนึ ้ ได้โดยไม่จาเป็ นต้องอาศยั แหลง่ พลงั งานสะสมอน่ื ๆ เชน่ glycogen lactic acid system ทาให้มกี ารคง่ั ของกรดแลกติกน้อยกวา่ เมือ่หยดุ ออกาลงั กายจงึ ไมค่ อ่ ยมีอาการหอบเหนอื่ ยเหมือนคนทวั่ ไป .การฟื้นตวั ของไกลโคเจนในกล้ามเนือ้ ภายหลงั การออกกาลงั กาย ภายหลงั ออกกาลงั กาย ร่างกายจะต้องสร้างไกลโคเจนคืนให้แกก่ ล้ามเนอื ้ ซง่ึ ต้องใช้เวลาหลายวนั ขนึ ้ กบั วา่ ไกลโคเจนทสี่ ะสมอยใู่ นกล้ามเนอื ้ จะถกู ใช้ไปหมดระหวา่ งออกาลงั กายอยา่ งหนกั หรือไม่ อาหารทรี่ ับประทานภายหลงั ออกกาลงั กายจะมีผลตอ่ การฟืน้ ตวั ของแหลง่ สะสมเชือ้ เพลงิ ภายในกล้ามเนอื ้ ได้ ดงั นนั้ ภายหลงั การออกกาลงั กายถ้าให้นกั กีฬากินอาหารประเภทคาร์โบไฮเครทจะเพม่ิ ปริมาณและอตั ราเร็วในการสะสมไกลโคเจนในกล้ามเนอื ้ ได้ดีกวา่ การรับประทานอาหารประเภทไขมนั หรือโปรตีนการใช้แหล่งเชือ้ เพลิง1. ขณะพกั ร่างกายจะใช้ ATP ที่ได้จากการสลายไขมนั (free fatty acid) และคาร์โบไฮเดรท (glycogen หรือ glucose) ในอตั ราสว่ นพอๆกนั2. ขณะออกกาลงั กาย สดั สว่ นของการใช้เชือ้ เพลงิ แตล่ ะชนิดจะขนึ ้ กบั ความหนกั ระยะเวลา และปริมาณเชือ้ เพลงิ สะสม การออกกาลงั เบาๆ สนั้ ๆ เช่น เดนิ ว่ิงเหยาะๆ ร่างกายจะใช้ไขมนั เป็ นพลงั งานหลกั เป็ นสว่ นใหญ่ เพราะกล้ามเนอื ้ ท่ี ทางานในลกั ษณะนจี ้ ะเป็ นชนดิ type I ท่ีมี aerobic capacity ถ้าให้ว่งิ เร็วขนึ ้ ร่างกายจะเพม่ิ อตั ราการสลายไขมนั เพอื่ เป็ นพลงั งานเพมิ่ ขนึ ้ แตเ่ ม่ือถงึ จดุ ๆหนง่ึ กระบวนการสลายไขมนั ให้ เป็ นพลงั งานจะมขี ้อจากดั ไมส่ ามารถเพมิ่ ได้อกี จาเป็ นต้องใช้พลงั งานจากการสนั ดาปกลโู คสท่มี ากบั กระแสเลอื ดเพมิ่ ขนึ ้ ถ้าออกกาลงั กายหนกั มากเป็ นเวลานาน ในระยะ 2-3 นาทแี รกร่างกายจะใช้คาร์โบไฮเดรทเป็ นหลกั จากนนั้ จะใช้ไขมนั พร้อมกบั การใช้กลโู คสในกระแสเลอื ด อยา่ งไรก็ตามพลงั งานทไ่ี ด้จากการสนั ดาปกรดไขมนั และกลโู คสที่มาจากกระแส 9

เลอื ดจะยงั ไมพ่ อกบั ความต้องการของกล้ามเนอื ้ ร่างกายจงึ จาเป็นต้องสลายไกลโคเจนท่สี ะสมในกล้ามเนอื ้ ออกใช้ด้วย และนกั กีฬาจะรู้สกึ ล้าเมื่อไกลโคเจนในกล้ามเนอื ้ จะถกู ใช้ไปจนหมดการใช้แหล่งเชือ้ เพลิงในคนท่ขี าดาการออกกาลงั กาย คนท่ีออกกาลงั กายสมา่ เสมอจะมสี ภาพร่างกายทส่ี มบรู ณ์และพร้อมหรือที่มกั เรียกทบั ศพั ทว์ า่ มคี วามฟิต ความฟิตหมายถงึ สภาพร่างกายที่สมบรู ณ์ มีการทางานของระบบหวั ใจ หลอดเลอื ดและปอดแข็งแรง สามารถลาเลยี งสารอาหารและออกซิเจนไปให้กล้ามเนอื ้ ได้อยา่ งพอเพียง และกล้ามเนอื ้ มคี วามสามารถสร้าง ATP จากกระบวนการ aerobic ได้มากตามความต้องการ ในกล้ามเนอื ้ จะมหี ลอดเลอื ดฝอยหลอ่ เลยี ้ งมาก จานวน mitochondria และเอนไซม์ที่จาเป็ นในการสนั ดาปสารอาหารโดยใช้ออกซเิ จนมจี านวนมาก สาหรับคนท่ไี มค่ อ่ ยได้ออกกาลงั กาย จานวนหลอดเลอื ดฝอยในกล้ามเนอื ้ จะน้อยกวา่ เซลล์มจี านวน mitochondriaและเอนไซม์ทใี่ ช้ในกระบวนการ aerobic น้อยกวา่ จงึ ขาดประสทิ ธิภาพของกระบวนการ aerobic ในการผลติ ATP ไมส่ ามารถผลติ ATP ได้มากตามความต้องการได้ จงึ ต้องสร้าง ATP ทดแทนโดยใช้กระบวนการยอ่ ยสลายไกลโคเจนแบบ anaerobicแทน ทาให้กรดแลกตกิ ภายในกล้ามเนอื ้ คง่ั และเกิดอาการออ่ นล้างา่ ยระบบการหายใจ การเปลยี่ นแปลงในระบบการหายใจเกิดขนึ ้ เพอ่ื ตอบสนองตอ่ ระดบั เมทาบอลซิ มึ ทเ่ี พ่ิมขนึ ้ อตั ราการใช้ออกซิเจนเพมิ่ ขนึ ้ และอตั ราการขบั คาร์บอนไดออกไซด์เพม่ิ ขนึ ้1. เพมิ่ การระบายอากาศ (ventilation) ระบบสารองของการหายใจของคนเรานนั้ มเี หลอื เฟือ ในภาวะปกติปริมาตรอากาศที่ หายใจเข้าออกจะเทา่ กบั 5-6 ลติ ร/นาที ขณะออกกาลงั กายปริมาตรอากาศที่หายใจเข้าออกจะเพมิ่ ได้มากถึง 100-150 ลติ ร/นาที สงั เกตได้จากการหายใจท่ีลกึ และเร็ว ปริมาตรอากาศตอ่ การหายใจ 1 ครัง้ (ความลกึ ของการหายใจ) จะ เพม่ิ ขนึ ้ ได้ถงึ 6 เทา่ ของปกติ และอตั ราเร็วของหายใจตอ่ 1 นาที อาจเพม่ิ ขนึ ้ ได้ 6 เทา่ ของปกติ ถ้าออกกาลงั กายเบาๆหรือปานกลางนกั กีฬาจะหายใจแรงกวา่ ปกตแิ ตไ่ มค่ อ่ ยเร็วมากนกั ถ้าให้ออกกาลงั กาย หนกั ขนึ ้ จะหายใจจะแรงขนึ ้ อีกได้ทงั้ นขี ้ นึ ้ กบั ความจปุ อดของแตล่ ะคน แตถ่ ้าหายใจแรงเตม็ ทีแ่ ล้วการระบายอากาศยงั ไม่ พอเพียงจะต้องหายใจเร็วขนึ ้ ระยะนจี ้ ะสงั เกตวา่ นกั กีฬาหายใจหอบเร็ว โดยปกตกิ ารระบายอากาศจะเพมิ่ อยา่ งเป็ น สดั สว่ นกบั ความต้องการทางเมตาบอลกิ (แผนภมู ิท่ี 5) แตจ่ ะเพ่มิ ขนึ ้ เร็วมากเมื่อความต้องการทางเมตาบอลกิ นนั้ เข้าสู่ anaerobic threshold นน่ั คืออตั ราการระบายอากาศจะมากกวา่ อตั ราการท่ีร่างกายใช้ออกซเิ จนตอ่ 1นาที การระบายอากาศ (ลติ ร/น6า0ท)ี 50 40 30 20 10 Anaerobic threshold 0 งาน (วตั ต์) แผนภมู ิท่ี 5. การระบายอากาศของระบบหายใจจะเพมิ่ อยา่ งเป็ นสดั สว่ นกบั ความต้องการทางเมตาบอลกิ แตจ่ ะเพิม่ ขนึ ้ เร็วมากเม่ือความ ต้องการทางเมตาบอลกิ นนั้ เข้าสู่ anaerobic threshold ระยะนีน้ กั กีฬาจะหอบลกึ และเร็ว 10

2. ปริมาณเลอื ดท่สี บู ฉีดไปยงั ปอดเพอื่ แลกเปลยี่ นก๊าซ (lung perfusion) เพิม่ ขนึ ้ เป็ นผลจากการสบู ฉีดโลหิตจากหวั ใจ เพ่มิ ขนึ ้ (cardiac output เพิ่ม)3. การแลกเปลยี่ นก๊าซผา่ นผนงั ถงุ ลมปอดและผนงั หลอดเลอื ดฝอย (diffusion) เพม่ิ ขนึ ้ เนือ่ งจากพนื ้ ทีผ่ วิ ในการแลกเปลยี่ น ก๊าซเพิม่ ขนึ ้ จากการทม่ี เี ลอื ดสบู ฉีดไปยงั ปอดทเี่ พ่มิ ขนึ ้4. การขนสง่ ก๊าซ (gas transport) ซง่ึ ไมเ่ ก่ียวกบั การทางานของปอดโดยตรง ระหวา่ งออกกาลงั กายเม็ดเลอื ดแดงจะ ปลดปลอ่ ยออกซิเจนให้แก่กล้ามเนอื ้ ทอี่ อกกาลงั กายงา่ ยขนึ ้ (มกี าร shift ของ oxygen dissociation curve ไปทางขวา) เป็ นผลจากการเพม่ิ ขนึ ้ ของอณุ หภมู ิ ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และความเป็ นกรด (H+) ท่ีเซลล์กล้ามเนอื ้ เพม่ิ ขนึ ้ระบบหัวใจและหลอดเลอื ด ระหวา่ งการออกกาลงั กาย มกี ารเปลยี่ นแปลงใหญ่ๆ เกิดขนึ ้ 2 ประการ คือปริมาณการสบู ฉีดเลอื ดจากหวั ใจใน 1นาที (cardiac output) เพม่ิ ขนึ ้ และมกี ารปรับแตง่ การกระจายเลอื ดไปสอู่ วยั วะตา่ งๆ (redistribution of blood flow) เพือ่ลาเลยี งและจา่ ยสารอาหารและออกซเิ จนไปสเู่ ซลลก์ ล้ามเนอื ้ ได้เพยี งพอแกค่ วามต้องการ คนแตล่ ะคนจะมกี ารการปรับตวัของระบบหวั ใจและหลอดเลอื ดไมเ่ หมอื นกนั จะแตกตา่ งกนั ไปขนึ ้ กับชนดิ ความหนกั ความนานของการออกกาลงั กาย อายุเพศ และระดบั ความสมบรู ณ์ทางร่างกายของคนๆนนั้ปริมาณเลอื ดท่ีสูบฉีดออกจากหวั ใจใน 1 นาที (cardiac output; CO) โดยปกตปิ ริมาณเลอื ดท่ีสบู ฉีดจากหวั ใจ (CO) ขณะพกั จะมคี า่ ประมาณ 4-6 ลติ ร/นาที ระหวา่ งออกกาลงั กาย COอาจเพมิ่ เป็ น 20 ลติ ร/นาที ถ้าเป็นนกั กีฬาอาจเพมิ่ ได้ถงึ 30 ลติ ร/นาที CO จะเปลย่ี นแปลงตามอายุ เพศ รูปร่าง และอริ ิยาบท ปริมาณเลอื ดทีส่ บู ฉีดจากหวั ใจใน 1 นาที = ปริมาณเลอื ดท่สี บู ฉีดจากหวั ใจใน 1 ครัง x อตั ราการเต้นของหวั ใจ Cardiac output (CO) = stroke volume (SV) x heart rate (HR) การเพม่ิ ของ COจะเป็ นสดั สว่ นกบั ความหนกั ของการออกกาลงั กาย หรืออกี นยั หนงึ่ คอื แปรตามอตั ราการใช้ออกซเิ จนขณะออกกาลงั กาย โดยมขี ดี จากดั อยทู่ ่ีคา่ สงู สดุ คือ maximum CO ไมส่ ามารถเพ่ิมได้มากกวา่ นเี ้นอ่ื งจากอตั ราการเต้นของหวั ใจทเ่ี ร็วขนึ ้ จะทาให้การสบู ฉีดเลอื ดออกจากหวั ใจแตล่ ะครัง้ (SV) ลดลง เนือ่ งจากเวนตริคลั จะมีเวลาขยายเพ่อื รับเลอื ดแดงจากเอเตรียมสนั้ ลง (diastolic filling time ลดลง) (แผนภมู ิที่ 6) 11

การเปลยี่ นแปลง heart rate cardiac output stroke volume 0 0.5 1 ระยะเวลาในการออกกาลงั กาย (ชว่ั โมง)แผนภุมิท่ี 6. อตั ราการเต้นของหวั ใจ (heart rate), ปริมาณเลือดที่สบู ฉีดจากหวั ใจใน 1 นาที (cardiac output) และปริมาณเลือดทส่ี บู ฉีดออกจากหวั ใจเมื่อบบี ตวั 1 ครัง้ (stroke volume) จะมกี ารเปลย่ี นแปลงตามระยะเวลาในการออกกาลงั กาย เมือ่ ออกกาลงั หนกั และนานขนึ ้ cardiac outputจะไมเ่ พิ่มขนึ ้ ตอ่ ไปอีก เนื่องจากอตั ราการเต้นของหวั ใจที่เร็วขนึ ้ จะมีผลทาให้ stroke volume ลดลง การฟืน้ ตวั ของ CO ภายหลงั ออกกาลงั กาย จะคล้ายกบั อตั ราการใช้ออกซเิ จนภายหลงั ออกกาลงั กาย (O2 dept) คอื มีระยะเวลาทห่ี วั ใจยงั ต้องทางานตอ่ เพ่อื ชดเชยพลงั งานสารองทหี่ ยบิ ยมื ไปใช้ก่อนระหวา่ งการออกกาลงั กาย (แผนภมู ทิ ี่ 7) CO ลติ ร/นา2ท0ี 10 5 พกั ออกกาลงั กาย ฟืน้ ตวัแผนภมู ิท่ี 7. การเปล่ียนแปลงของ cardiac output (CO) ก่อน ขณะ และภายหลงั การออกกาลงั กาย จะมลี กั ษณะคล้ายกนั กบั อตั ราการใช้ออกซิเจนระหวา่ งการออกกาลงั กาย เมือ่ หยดุ ออกกาลงั กาย CO ยงั เพิ่มขนึ ้ ตอ่ ไปอกี ระยะหน่งึ เพ่อื ชดเชยพลงั งานสารองทใี่ ช้ไปลว่ งหน้าระหวา่ งการออกกาลงั กายปริมาณเลือดท่ีสบู ฉีดจากหวั ใจต่อครัง้ (stroke volume; SV) ระหวา่ งออกกาลงั กาย SV จะเพม่ิ ขนึ ้ เน่ืองจากกล้ามเนอื ้ หวั ใจบบี ตวั ดีขนึ ้ เป็ นผลจากการทางานของระบบsympathetic และการออกฤทธ์ิของฮอร์โมน epinephrine และ thyroxine ในทา่ นงั่ หรือทา่ ยืน SV จะมีปริมาณน้อยกวา่ ทา่ นอนหงายเนือ่ งจากเลอื ดไหลกลบั สหู่ วั ใจได้น้อย พบวา่ SV ขณะพกัในทา่ นอนจะมีคา่ ใกล้เคยี งกบั maximum SV ดงั นนั้ ในการออกกาลงั กายทา่ นอนหงาย SV จะไมเ่ พิ่มเทา่ ใดนกั แตถ่ ้าเป็ นการออกกาลงั กายในทา่ ยืน SV จะเพม่ิ ขนึ ้ อยา่ งรวดเร็ว เพราะเลอื ดดาไหลเวียนกลบั สหู่ วั ใจได้มากขนึ ้ (เพ่ิม venous return) จากแรงบบี นวดของกล้ามเนอื ้ (muscle pumping) และจากการหายใจเข้าออกลกึ ๆท่ที าให้ความดนั ในทรวงอกลดลง (respiratory 12

pumping) SV อาจเพมิ่ ได้จนถงึ ระดบั สงู สดุ 180-190 มล./ ครัง้ ภายหลงั จากออกกาลงั กายเพียง 5-10 นาที จากนนั้ จะคงที่แตถ่ ้าออกกาลงั กายนานหลายชว่ั โมง SV อาจลดลงไปร้อยละ 10-20 เมอ่ื อตั ราการเต้นของหวั ใจเพ่ิมมากขึน้ แตไ่ มท่ าให้ COลดลง พบวา่ CO ทเี่ พม่ิ ขนึ ้ ระหวา่ งการออกกาลงั กายนนั้ สว่ นใหญ่เป็ นผลจากการเพม่ิ ขนึ ้ ของ HR มากกวา่ SVอัตราการเต้นของหัวใจ (heart rate; HR) HR เป็ นตวั บง่ ชีถ้ ึงความสมบรู ณ์ของระบบหวั ใจและหลอดเลอื ด บง่ บอกถงึ ความหนกั ในการออกกาลงั กาย และผลลพั ธ์ของการฝึกฝนร่างกาย ขณะพกั HR ของคนทว่ั ไปจะมคี า่ ประมาณ 75 ครัง้ /นาที หวั ใจของนกั กีฬาจะเต้นช้ากวา่ คนปกติ HRจะอยทู่ ี่ 53 ครัง้ /นาที โดยปกติ HR จะขนึ ้ กบั เพศและอายุ เราสามารถประมาณคา่ อตั ราการเต้นของหวั ใจสงู สดุ(maximum HR) ได้จากอายุ เพศหญิงจะมีอตั ราการเต้นของหวั ใจสงู กวา่ เพศชายเลก็ น้อย อตั ราการเต้นของหวั ใจสงู สดุ (Maximum HR) = 220 – อายุ (ปี ) นอกจากนี ้HR ยงั ขนึ ้ อยกู่ บั ชนิดของการออกกาลงั กายด้วย ถ้าออกกาลงั กายหนกั ขนึ ้ เรื่อยๆ HR จะเพมิ่ เป็ นสดั สว่ นกบั ความหนกั ของการออกกาลงั กาย และจะเพิ่มขนึ ้ เรื่อยๆจนได้ CO ท่ตี ้องการ ถ้าออกกาลงั กายด้วยความหนกั เทา่ ๆกนั ตลอดHR จะเพม่ิ ขนึ ้ เฉพาะระยะแรกเทา่ นนั้ จากนนั้ จะคอ่ ยๆลดลงสรู่ ะดบั คงท่ี เมื่อหยดุ ออกกาลงั กาย HR จะลดลงอยา่ งช้าๆ และอาจลดตา่ กวา่ HR ขณะพกั ได้ พบวา่ อตั ราเร็วในการฟืน้ ตวั ของ HR จะเป็ นสดั สว่ นกบั ความหนกั ในการออกกาลงั กายความดนั โลหติ (blood pressure; BP) BP เป็ นผลลพั ธ์ระหวา่ ง CO กบั แรงต้านทานของหลอดเลอื ดสว่ นปลายทงั้ หมด (total peripheral resistance; TPR)ระหวา่ งออกกาลงั กาย BP ความดนั ทีเ่ พม่ิ ขนึ ้ สว่ นใหญ่เป็ นคา่ ความดนั systolic แตม่ กั จะไมเ่ พิ่มมากกวา่ 180 มม.ปรอท สว่ นความดนั diastolic มกั จะไมค่ อ่ ยเปลย่ี นแปลงและอาจลดลงได้เลก็ น้อยขณะออกกาลงั กายเบาๆ การเปลย่ี นแปลงของ BP จะขนึ ้ อยกู่ บั ชนดิ องการออกกาลงั กายด้วย (แผนภมู ิที่ 8)(1) ในการออกกาลงั กายชนดิ aerobic CO จะเพิ่มขนึ ้ ทาให้ความดนั systolic เพมิ่ ขนึ ้ แตห่ ลอดเลอื ดภายในกล้ามเนอื ้ ที่ ออกกาลงั จะขยายตวั ทาให้ TPR ลดลง ทาให้ความดนั diastolic จะเปลยี่ นแปลงน้อยมากหรือไมเ่ ปลยี่ นแปลงเลย(2) ในการออกกาลงั กายชนดิ anaerobic ขณะออกแรงจะทาให้เกิดแรงเบง่ (valsalva’s maneuver) ความดนั ในช่องทรวง อกสงู ขนึ ้ จาก 80 มม.ปรอท เป็ น 200 มม.ปรอท ความดนั systolic จะสงู ขนึ ้ อยา่ งมากเพ่อื เอาชนะแรงต้านภายนอก และขณะทม่ี ีการหดเกร็งของกล้ามเนอื ้ นานๆจะทาให้มแี รงกดตอ่ หลอดเลอื ด ทาให้คา่ TPR สงู ขนึ ้ ทาให้ความดนั diastolic เพิ่มขนึ ้ การออกกาลงั กายชนดิ นจี ้ งึ มีแนวโน้มที่จะเป็ นอนั ตรายตอ่ ผ้ปู ่ วยท่มี ีโรคหวั ใจหรือหลอดเลอื ดอยเู่ ดมิ 13

ความดนั โลหติ 200 SBP 200 (มม.ปรอท) SBP 150 150100 HR HR DBP 100 DBP 0 1 2 นาที 0 1 2 นาที anaerobic aerobic 100% กามือเกร็งเตม็ ที่ 50% ออกแรง 50%แผนภูมทิ ่ี 8. เปรียบเทยี บการเปลย่ี นแปลงของคา่ ความดนั systolic (SBP), diastolic (DBP) และอตั ราการเต้นของหวั ใจ (HR) ระหวา่ งการออกกาลงั กายชนิด anaerobic และ aerobic ในการออกกาลงั กายชนิด anaerobic (รูปซ้าย) ทงั้ คา่ ความดนั systolic และ diastolic จะสงู ขึน้ มาก การออกกาลงั กายชนิดนีจ้ งึ มแี นวโน้มทจี่ ะเป็ อนั ตรายตอ่ คนเป็ นโรคหวั ใจและหลอดเลอื ด ในการออกกาลงั กายชนิด aerobicเฉพาะความดนั systolic ที่เพม่ิ ขนึ ้ สว่ นความดนั diastolic ไมม่ ีการเปลยี่ นแปลงมากนกั เนื่องจากแรงต้านทานของหลอดเลอื ดภายในกล้ามเนือ้ (total peripheral resistance, TPR) ลดลงการปรับแต่งกระจายของเลอื ดไปส่อู วยั วะต่างๆ (redistribution of blood flow) ระหวา่ งออกกาลงั กาย ร่างกายจะมีการโยกย้ายเลอื ดจากอวยั วะทไ่ี มต่ ้องทางานไปยงั อวยั วะท่ีทางานมาก โดยระบบsympathetic จะทาให้หลอดเลอื ดในอวยั วะท่ที างานน้อยหดตวั เชน่ ในระบบทางเดนิ อาหารและไต ทาให้มเี ลอื ดไหลเวยี นไปยงัอวยั วะทีต่ ้องทางานหนกั เพมิ่ ขนึ ้ เชน่ ที่กล้ามเนอื ้ หวั ใจและปอด หลอดเลอื ดภายในอวยั วะเหลา่ นจี ้ ะขยายตวั รับเลอื ดได้มากขนึ ้เน่ืองจากผลของ metabolites และ paracrine ทหี่ ลงั่ ออกมาในบริเวณนนั้ หลายชนิด เช่น nitric oxide, histamine, และprostacyclin ร่วมกบั การหดตวั ของกล้ามเนอื ้ อยา่ งเป็ นจงั หวะ ระหวา่ งออกกาลงั กายอตั ราการเลอื ดไหลเวยี นไปยงั กล้ามเนอื ้จะเพิ่มขนึ ้ 8-10 เทา่ แตถ่ ้าเป็ นการออกกาลงั กายแบบ anaerobic ทีต่ ้องเกร็งกล้ามเนอื ้ การไหลเวยี นเลอื ดจะจากดั ลงร้อยละ20 และถ้าให้เกร็งกล้ามเนอื ้ เตม็ ท่ีอาจอดุ กนั้ การไหลเวียนเลอื ดภายในกล้ามเนอื ้ ได้อยา่ งสมบรู ณ์ การไหลเวยี นของเลอื ดไปยงั ผวิ หนงั เมอ่ื เร่ิมออกกาลงั กาย อตั ราการไหลเวยี นของเลอื ดที่ผิวหนงั จะลดลงเลก็ น้อยแตจ่ ากนนั้ จะเพิ่มขนึ ้ เพอ่ื ระบายความร้อนออกจากร่างกายโดยเฉพาะระหวา่ งท่อี อกกาลงั กายแบบ aerobic ทงั้ นเี ้ป็ นผลจากการทางานของ hypothalamus ซงึ่ เป็ นศนู ย์ควบคมุ อณุ หภมู ิร่างกาย ถ้าออกกาลงั กายทา่ มกลางอากาศทร่ี ้อน hypothalamusจะสง่ กระแสประสาทมายงั หลอดเลอื ดบริเวณผวิ หนงั ทาให้กล้ามเนอื ้ ที่ผนงั หลอดเลอื ดคลายตวั อตั ราการไหลเวยี นเลอื ดไปยงัผิวหนงั จงึ เพิ่มขนึ ้ แตถ่ ้าออกกาลงั กายหนกั และยาวนานขนึ ้ อาจต้องโยกย้ายเลอื ดจากผวิ หนงั ไปยงั กล้ามเนอื ้ เพิม่ ขนึ ้ เป็ นเหตุให้อตั ราการไหลเเวียนเลอื ดทผี่ ิวหนงั ลดลงได้ ระหวา่ งออกกาลงั กายอตั ราการไหลเวยี นเลือดไปยงั สมองจะไมค่ อ่ ยมีการเปลยี่ นแปลงมากนกั เนอื่ งจากมีระบบการควบคมุ อตั โนมตั ิ (autoregulation) คอยป้ องกนั อยู่ 14

การเปล่ ียนแปลงของฮอร์ โมนและต่ อมไร้ ท่ อ ยงั ไมท่ ราบวา่ การเปลย่ี นแปลงของฮอร์โมนและตอ่ มไร้ทอ่ มีบทบาทจาเพาะอยา่ งไรตอ่ การออกกาลงั กาย แตช่ ว่ ยสนบั สนนุ ให้มกี ารปรับแตง่ การใช้เชือ้ เพลงิ ตามท่ีร่างกายต้องการ มผี ลตอ่ ระบบไหลเวียนโลหิต ชว่ ยให้ร่างกายสามารถสวนนา้และเกลอื แร่ให้อยใู่ นสภาพดลุ และเพิ่มขนาดของกล้ามเนอื ้ (muscle hypertrophy) ในรายทีอ่ อกกาลงั กายหนกั การกระต้นุ ระบบประสาท sympathetic จะทาให้มีการหลง่ั ฮอร์โมน epinephrine, norepinephrine, ACTH,cortisol, และ growth hormone เพิ่มขนึ ้ ทงั้ หมดจะช่วยให้มกี ารเคลอ่ื นย้ายเชือ้ เพลงิ ออกจากแหลง่ สะสมโดยเฉพาะไกลโคเจนและกรดไขมนั และเร่งการสร้างกลโู คสเพ่ือจา่ ยให้กบั กล้ามเนอื ้ ระหวา่ งออกกาลงั กาย โดยปกตฮิ อร์โมน insulin จะช่วยนากลโู คสเข้าเซลลไ์ ปใช้สนั ดาปเป็ นพลงั งาน ผลของการกระต้นุ ระบบ sympatheticทต่ี บั ออ่ นจะทาให้ระดบั insulin ลดลง และเพิม่ ระดบั glucagon ซงึ่ glucagon จะชว่ ยเสริมฤทธ์ิกบั epinephrine และcortisol ทาให้มกี ารเคลอ่ื นย้ายเชือ้ เพลงิ ออกจากแหลง่ สะสมมากขนึ ้ อยา่ งไรก็ตามระดบั insulin ท่ลี ดลงจะไมม่ ีผลตอ่ การใช้กลโู คสของเซลล์กล้ามเนอื ้ แตอ่ ยา่ งใด เนื่องจากมกี ระบวนการชดเชยท่ีทาให้เซลล์กล้ามเนอื ้ สามารถนากลโู คสเข้าไปใช้ในเซลล์ได้ง่ายขนึ ้ เชน่ ปริมาณเลอื ดหลอ่ เลยี ้ งกล้ามเนอื ้ ทเี่ พิ่มขนึ ้ ทนั ทที ่ีมกี ารออกกาลงั กาย (acute exercise) คา่ ความแตกตา่ งระหวา่ งระดบั กลโู คสในหลอดเลอื ดแดงและหลอดเลอื ดดาทีแ่ ตกตา่ งกนั มาก และจานวน insulin receptor ทีเ่ พ่มิ ขนึ ้ ระหวา่ งการออกกาลงั กาย ทงั้ หมดจะชว่ ยให้เซลล์กล้ามเนอื ้ สามารถนากลโู คสเข้าเซลลไ์ ด้ดีขนึ ้ แม้ระดบั insulin ในเลอื ดจะลดลงก็ตาม ในการออกกาลงั กายอยา่ งหนกั และตอ่ เนอ่ื งเป็ นระยะเวลานานเกิน 1 ชว่ั โมง กล้ามเนอื ้ จะมีขนาดใหญ่ขนึ ้(hypertrophy) และมีความแขง็ แรงเพม่ิ ขนึ ้ จาก anabolic effect ของ growth hormone และฮอร์โมนเพศ ระดบั ฮอร์โมน T4 อสิ ระ ท่สี งู ขนึ ้ ระหวา่ งการออกกาลงั กายมสี ว่ นในการเคลอื่ นย้ายเชือ้ เพลงิ จากแหลง่ สะสมอยบู่ ้างและมีผลตอ่ กล้ามเนอื ้ หวั ใจ ทาให้สามารถออกกาลงั กายหนกั และนานได้ เพอื่ รักษาสภาพดลุ ของสารนา้ และเกลอื แร่ ระหวา่ งออกกาลงั กายทา่ มกลางอากาศร้อน ร่างกายจะหลงั่ anti-diuretic hormone (ADH) จากตอ่ มใต้สมอง และหลงั่ aldosterone จากตอ่ มหมวกไต เพอ่ื ทาหน้าที่สงวนนา้ และเกลอื โซเดยี มการควบคุมอุณหภมู ิร่างกาย พลงั งานจากกระบวนการเมตาบอลซิ มึ ที่เกิดขนึ ้ ระหวา่ งการออกกาลงั กายจะถกู เปลย่ี นเป็ นพลงั งานความร้อน จากปฏิกิริยาเคมที เี่ กิดขนึ ้ ภายในเซลล์ และการหดตวั ของกล้ามเนอื ้ พบวา่ การออกกาลงั กายจะทาให้อณุ หภมู ริ ่างกายสงู ขนึ ้ ได้ถึง39-40oC โดยขนึ ้ อยกู่ บั กบั อตั ราการใช้พลงั งานหรือระดบั งานท่ที า ประโยชน์ของอณุ หภมู ริ ่างกายทเี่ พ่ิมสงู ขนึ ้1. เพ่ิมการระบายความร้อนออกจากร่ายกายโดยการแผร่ งั สี และการพา โดยไมต่ ้องอาศยั เหง่ือ2. เพม่ิ ความเร็วของปฏิกิริยาเคมี3. เพมิ่ ประสทิ ธิภาพในการปลดปลอ่ ยออกซเิ จนจากเมด็ เลอื ดแดงไปสเู่ นอื ้ เย่อื ได้ดีขนึ ้ อยา่ งไรกต็ าม ความร้อนไมไ่ ด้เป็นประโยชน์ตอ่ นกั กีฬาเสมอไป อาจก่อให้เกิดโทษได้โดยเฉพาะถ้าอณุ หภมู ริ ่างกายสงู ขนึ ้ มากโดยไมส่ ามารถระบายความร้อนได้ทนั นกั กีฬาทจ่ี ะออกกาลงั กายทา่ มกลางอากาศร้อนได้ทนจะต้องมีการปรับตวัเพื่อให้เกิดความเคยชิน และต้องมีการพฒั นามากลไกในการหลงั่ เหงื่อเป็ นอยา่ งดี 15

ผลของการอบอ่นุ ร่างกาย (warm up) ผลของการอบอนุ่ ร่างกายตอ่ สมรรถนะในการออกกาลงั กายเป็ นอยา่ งไรนนั้ ไมท่ ราบ แตพ่ บวา่ การอบอนุ่ ร่างกายก่อนเลน่ กีฬาหรือออกาลงั กายก่อให้เกิดประโยชน์ตอ่ ร่างกายหลายอยา่ ง ดงั นี ้1. เพมิ่ ปริมาณเลอื ดไหลเวยี นไปยงั กล้ามเนอื ้2. ผอ่ นคลายความตงึ ของกล้ามเนอื ้ เป็ นการเตรียมพร้อมกล้ามเนอื ้ เพอ่ื ลดการบาดเจ็บท่อี าจเกิดขนึ ้ ระหวา่ งออกกาลงั กาย3. เพิ่มประสทิ ธิภาพในการปลดปลอ่ ยออกซเิ จนจากเม็ดเลอื ดแดงให้กบั เนอื ้ เย่อื ทต่ี ้องการใช้พลงั งาน4. เพ่มิ การกาซาบ (diffusion) ของออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ผา่ นผนงั หลอดเลอื ด5. ทาให้กล้ามเนอื ้ เรียบทผ่ี นงั หลอดเลอื ดคลายตวั ลดความหนืดของเลอื ด ลดแรงต้านทานของหลอดเลอื ด ทาให้เลอื ด ไหลเวยี นไปยงั กล้ามเนอื ้ ได้มากขนึ ้ผลของการฝึ ก (training effects) การออกกาลงั กายเพียงชวั่ ครัง้ ชว่ั คราวจะทาให้เกิดการเปลย่ี นแปลงการทางานของระบบตา่ งๆทเี่ กยี่ วข้องในระยะสนั้การเปลย่ี นแปลงทเี่ กิดขนึ ้ จะไมถ่ าวรและจะกลบั คนื สสู่ ภาพปกตเิ มอ่ื หยดุ ออกกาลงั กาย แตถ่ ้าออกกาลงั กายอยา่ งสมา่ เสมอและตอ่ เนอ่ื งเพียงพอ จะทาให้ระบบการทางานตา่ งๆของร่างกายมกี ารปรับตวั ในระยะยาว เรียกวา่ เกิดผลของการฝึก (trainingeffects) ผลของการฝึกจะเพมิ่ ประสทิ ธิภาพในการออกกาลงั กาย โดยเพ่มิ สมรรถนะสารอง (reserve capacity) และลดความสญู เปลา่ ตา่ งๆ ผลของการฝึกจะแตกตา่ งกนั ไปในแตล่ ะคน ทงั้ นขี ้ นึ ้ อยกู่ บั ข้อจากดั ทางพันธกุ รรม เพศ อายุ ชนิดของโปรแกรมการฝึก (เช่น ฝึกความแขง็ แรง หรือฝึกความทนทาน) ความหนกั เบา และความถี่ของการฝึก การฝึกร่างกายโดยให้เกร็งกล้ามเนอื ้ ต้านแรงในระยะเวลาสนั้ ๆไมเ่ กิน 1-2 นาที (anaerobic training) จะทาให้ไยกล้ามเนอื ้ ชนดิ ท่ีหดตวั เร็ว (type II) มขี นาดใหญ่ขนึ ้ เพม่ิ การทางานของเอนไซมใ์ นกระบวนเมตาบอลซิ มึ แบบไมใ่ ช้ออกซเิ จน(anaerobic metabolism) และมีผลทาให้กล้ามเนอื ้ หวั ใจห้องซ้ายลา่ งหนาตวั ขนึ ้ ด้วย การฝึกความทนทาน (endurance หรือ aerobic training) ทาได้โดยให้ออกกาลงั กายหนกั ปานกลางถงึ หนกั มาก(โดยดจู ากอตั ราการเต้นของหวั ใจ ให้เพ่ิมขนึ ้ เทา่ กบั ร้อยละ 60-90 ของอตั ราการเต้นของหวั ใจสงู สดุ ) ออกกาลงั กายตอ่ เนอื่ งนาน 20 นาที 3-5 วนั ตอ่ สปั ดาห์ ผลของการฝึกชนิดนจี ้ ะชว่ ยเพม่ิ สมรรถนะในการใช้ออกซเิ จนสงู สดุ (VO2 max), เพ่ิมปริมาณเลอื ดท่สี บู ฉีดจากหวั ใจใน 1 นาที (CO) และ เพม่ิ ปริมาณเลอื ดที่สบู ฉีดจากหวั ใจตอ่ การบบี ตวั 1 ครัง้ (SV ) และมผี ลทาให้อตั ราการเต้นของหวั ใจขณะพกั ลดลง นอกจากนยี ้ งั ช่วยเพม่ิ ปริมาณของเอนไซม์ที่จาเป็ นต้องใช้ในกระบวนการ oxydationเพ่มิ การสะสมไกลโคเจนและ myoglobin ในกล้ามเนอื ้ เพม่ิ จานวน mitochondria ในเซลล์กล้ามเนอื ้ และเพม่ิ ปริมาณหลอดเลอื ดฝอยในมนั กล้ามเนอื ้ ได้ นอกจากนยี ้ งั อาจทาให้ anaerobic threshold ของนกั กีฬาท่มี กี ารฝึกชนดิ นเี ้พม่ิ ขนึ ้ ด้วยอยา่ งไรก็ตาม การเปลยี่ นแปลงเหลา่ นไี ้ มใ่ ชก่ ารเปลยี่ นแปลงท่ีถาวรถ้าปราศจากการฝึกฝนอยา่ งสม่าเสมอ สมรรถนะตา่ งๆจะลดลงถ้าหยดุ ฝึกเพยี ง 2 สปั ดาห์ แตจ่ ะสามารถกลบั คืนมาได้ถ้าเร่ิมทาการฝึกใหม่ ด้วยเหตนุ นี ้ กั กีฬาควรจะเร่ิมเข้าโปรแกรมการฝึกซ้อมร่างกายเพื่อคืนสภาพ (reconditioning program) เป็ นเวลาหลายเดือนก่อนเร่ิมฤดกู ารแขง่ ขนั 16

สรุปผลของการฝึกทีส่ าคญั1. ลดอตั ราการเต้นของหวั ใจขณะพกั (resting heart rate) และ ลดอตั ราการเต้นของหวั ใจขณะออกกาลงั ปานกลาง ทงั้ นี ้ เป็ นผลจากการเพมิ่ การทางานของ parasympathetic system ท่หี วั ใจ ทาให้สมรรถนะสารองของหวั ใจเพมิ่ ขนึ ้ (สมรรถนะ สารอง = max HR – resting HR)2. เพม่ิ ปริมาณเลอื ดทสี่ บู ฉีดออกจากหวั ใจแตล่ ะครัง้ (stroke volume) เน่ืองจากกล้ามเนอื ้ หวั ใจบีบตวั แรงขนึ ้ และเลอื ด ไหลเวยี นกลบั เข้าสหู่ วั ใจ (venous return) เพ่ิมขนึ ้3. เพิ่มประสทิ ธิภาพในการหายใจ สดั สว่ นของอตั ราการระบายอากาศตอ่ อตั ราการใช้ออกซเิ จนลดลง หมายความวา่ มีการ ใช้ออกซิเจนเพม่ิ ขนึ ้ จากลมหายใจเข้าออกแต่ละครัง้ มีการสญู เปลา่ น้อย4. เพม่ิ สมรรถนะในการใช้ออกซเิ จนสงู สดุ (maximum O2 consumption) โดยดจู ากคา่ การสบู ฉีดเลอื ดออกจากหวั ใจแตล่ ะ ครัง้ (stroke volume) และผลตา่ งคา่ ความดนั ออกซเิ จนในหลอดเลอื ดแดงและหลอดเลอื ดดา ( a-vO2 difference) ท่ี เพมิ่ ขนึ ้5. มี anaerobic threshold สงู ขนึ ้ ลดการใช้พลงั งานโดยกระบวนการ anaerobic metabolism ร่างกายใช้พลงั งานจาก กระบวนการ aerobic ได้นานขนึ ้ โดยใช้ไขมนั เป็ นเชือ้ เพลงิ ได้มากขนึ ้ มีการคง่ั ของกรดแลกติกน้อย ทาให้กล้ามเนอื ้ ไมค่ อ่ ย เกิดการออ่ นล้าขณะออกกกาลงั กาย6. เพิม่ สมรรถนะในการใช้หนอี ้ อกซิเจน (O2 dept) ในระยะฟืน้ ตวั และเพมิ่ สมรรถนะในการปรับสภาพดลุ กรดดา่ ง (buffer capacity) เพราะกล้ามเนอื ้ มกี ารสารองดา่ งมากขนึ ้ เพ่ือปรับดลุ กบั กรดแลกติก7. ฟืน้ ตวั สงู ภาวะปกตไิ ด้เร็วขนึ ้ เพราะมีการเปลย่ี นแปลงจากภาวะปกตนิ ้อยลงสรุป สรีรวทิ ยาของการออกกาลงั การคือการเปลยี่ นแปลงทเ่ี กิดขนึ ้ ในระบบตา่ งๆเพ่ือตอบสนองตอ่ ความเครียดทางกายภาพ การเปลยี่ นแปลงทเี่ กิดขนึ ้ สว่ นใหญ่จะเก่ียวข้องกบั การปรับตวั ของระบบเมตาบอลซิ มึ ในระดบั เซลล์ ระบบหายใจและระบบไหลเวยี นโลหติ ระบบเหลา่ นตี ้ ้องทางานอยา่ งสอดคล้องกนั โดยอาศยั การประสานงานจากระบบประสาท ฮอร์โมนและตอ่ มไร้ทอ่ เพ่ือตอบสนองตอ่ ความต้องการของกล้ามเนอื ้ ให้สามารถหดตวั ตอ่ ไป ในขณะทร่ี ะบบหรืออวยั วะบางอยา่ งถกูลดบทบาทลงเพ่อื ประหยดั การใช้สารอาหารและพลงั งาน การเปลยี่ นแปลงดงั กลา่ วจะเกิดขนึ ้ เพียงชว่ั ขณะระหวา่ งออกกาลงักาย ยกเว้นรายท่ีออกกาลงั กายอยา่ งสมา่ เสมออาจทาให้ระบบตา่ งๆเกิดการเปลย่ี นแปลงในระยะยาวได้ 17