การปรับตัวของการฝึกแบบแอโรบิก

การปรับตัวของการฝึกแบบแอโรบิก (ความทนทาน) คือการเปลี่ยนแปลงของระบบหัวใจและหลอดเลือดและระบบเมตาบอลิซึมที่เกิดขึ้นเมื่อออกกำลังกายซ้ำๆ ด้วยความเข้มข้นที่อาศัยการผลิตพลังงานแบบใช้ออกซิเจน ด้วยการฝึกความทนทานอย่างสม่ำเสมอ หัวใจ เลือด หลอดเลือด และกล้ามเนื้อโครงร่างจะปรับตัวร่วมกัน เพื่อให้ออกซิเจนสามารถส่งและนำไปใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เพิ่มความสามารถแอโรบิกสูงสุดและความสามารถในการทำงานในระดับต่ำกว่าสูงสุดได้อย่างต่อเนื่อง

Definition

การปรับตัวของการฝึกแบบแอโรบิกคือการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในการส่งออกซิเจนและการเผาผลาญแบบใช้ออกซิเจน ซึ่งครอบคลุมการเพิ่มขึ้นของปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีด ปริมาตรเลือด ความหนาแน่นของหลอดเลือดฝอย และความสามารถของไมโทคอนเดรียและเอนไซม์ในกล้ามเนื้อโครงร่าง ซึ่งเกิดจากการออกกำลังกายเพื่อความทนทานซ้ำๆ และเพิ่มการใช้ออกซิเจนสูงสุดและประสิทธิภาพความทนทาน

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการปรับตัวของส่วนกลาง (ระบบหัวใจและหลอดเลือด) และส่วนปลาย (กล้ามเนื้อโครงร่างและเมตาบอลิซึม) ต่อการฝึกความทนทาน แนวคิดของการใช้ออกซิเจนสูงสุดในฐานะตัวบ่งชี้แบบบูรณาการของความสามารถแอโรบิก การเปลี่ยนการใช้สารตั้งต้นไปสู่การออกซิเดชันไขมันที่ภาระงานที่กำหนด และวิธีที่ความเข้มข้นของการออกกำลังกายและรูปแบบการฝึกแบบช่วงมีอิทธิพลต่อการตอบสนองการปรับตัว โดยถือเป็นหัวข้ออ้างอิงทางสรีรวิทยา ไม่ใช่การกำหนดการออกกำลังกาย

Core questions

• การเปลี่ยนแปลงส่วนกลางและส่วนปลายใดที่ร่วมกันเพิ่มการใช้ออกซิเจนสูงสุดด้วยการฝึกความทนทาน?
• การฝึกความทนทานเปลี่ยนการใช้สารตั้งต้นไปสู่การออกซิเดชันไขมันที่ความเข้มข้นต่ำกว่าสูงสุดที่กำหนดได้อย่างไร?
• ความเข้มข้นของการออกกำลังกาย รวมถึงการฝึกแบบช่วงเวลา มีผลต่อขนาดและรูปแบบของการปรับตัวแบบแอโรบิกอย่างไร?

Key concepts

• การใช้ออกซิเจนสูงสุด
• ปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีดและปริมาตรเลือดที่หัวใจสูบฉีดต่อครั้ง
• การขยายปริมาตรพลาสมาและเลือด
• ความหนาแน่นของหลอดเลือดฝอย
• ปริมาณไมโทคอนเดรียและเอนไซม์ออกซิเดชัน
• การใช้สารตั้งต้นและการออกซิเดชันไขมัน
• ความเข้มข้นของการออกกำลังกายและการฝึกแบบช่วงเวลา

Key theories

ปัจจัยกำหนดส่วนกลางและส่วนปลายของความสามารถแอโรบิก

การปรับปรุงการใช้ออกซิเจนสูงสุดสะท้อนถึงทั้งการปรับตัวของส่วนกลางที่เพิ่มความสามารถของหัวใจในการส่งเลือดที่มีออกซิเจน และการปรับตัวของส่วนปลายในกล้ามเนื้อที่เพิ่มการสกัดและการใช้ออกซิเจนแบบใช้ออกซิเจน การฝึกความทนทานช่วยเพิ่มทั้งสองอย่าง และการมีส่วนร่วมสัมพัทธ์ขึ้นอยู่กับสิ่งกระตุ้น

Mechanisms

การฝึกความทนทานกระตุ้นการปรับตัวผ่านสองเส้นทางที่เสริมกัน การปรับตัวของส่วนกลางเพิ่มการส่งเลือดที่มีออกซิเจน: ปริมาตรพลาสมาและเลือดขยายตัว ปริมาตรเลือดที่หัวใจสูบฉีดต่อครั้งเพิ่มขึ้น และปริมาณเลือดที่หัวใจสูบฉีดที่ความพยายามสูงสุดเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นการเพิ่มขีดจำกัดของการส่งออกซิเจน การปรับตัวของส่วนปลายเพิ่มความสามารถของกล้ามเนื้อในการสกัดและใช้ออกซิเจนนั้น: ความหนาแน่นของหลอดเลือดฝอยเพิ่มขึ้น และปริมาณไมโทคอนเดรียและกิจกรรมของเอนไซม์ออกซิเดชันเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นการปรับโครงสร้างส่วนปลายที่ Holloszy แสดงให้เห็นทางชีวเคมีเป็นครั้งแรก การออกกำลังกายเพื่อความทนทานซ้ำๆ จะกระตุ้นการรับรู้พลังงานและการส่งสัญญาณที่ขึ้นกับแคลเซียม ซึ่งรวมกันในโปรแกรมการถอดรหัสสำหรับการสร้างไมโทคอนเดรีย และผลสะสมของการตอบสนองชั่วคราวเหล่านี้จะเปลี่ยนการใช้สารตั้งต้นไปสู่การออกซิเดชันไขมันที่ความเข้มข้นต่ำกว่าสูงสุด และปรับปรุงความสามารถในการทำงานที่ยืดเยื้อ ความเข้มข้นของการออกกำลังกายเป็นตัวปรับที่สำคัญ และรูปแบบการฝึกแบบช่วงที่มีความเข้มข้นสูงสามารถกระตุ้นการปรับตัวแบบใช้ออกซิเจนได้อย่างมากด้วยปริมาณการฝึกที่ค่อนข้างต่ำ

Clinical relevance

สมรรถภาพของระบบหัวใจและหลอดเลือดที่สูงขึ้น ซึ่งเป็นผลลัพธ์แบบบูรณาการของการปรับตัวแบบแอโรบิก มีความสัมพันธ์อย่างสม่ำเสมอต่อสุขภาพหัวใจและหลอดเลือดและเมตาบอลิซึมที่ดีขึ้น ซึ่งทำให้การฝึกความทนทานมีบทบาทสำคัญในสรีรวิทยาเบื้องหลังคำแนะนำการออกกำลังกาย บทความนี้อธิบายกลไกการปรับตัวในฐานะเอกสารอ้างอิง และไม่ได้กำหนดโปรแกรมการออกกำลังกายเฉพาะเจาะจง หรือให้คำแนะนำทางการแพทย์เฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

หลักฐานในที่นี้ส่วนใหญ่มาจากงานวิจัยการฝึกในมนุษย์ที่มีการควบคุมและการทบทวนทางสรีรวิทยาแบบบูรณาการ Burgomaster และคณะแสดงให้เห็นว่าการฝึกแบบวิ่งเร็วแบบช่วงเวลาปริมาณน้อยและการฝึกความทนทานแบบดั้งเดิมสามารถสร้างการปรับตัวทางเมตาบอลิซึมที่คล้ายคลึงกัน และการทบทวนโดย Gibala และคณะ และโดย MacInnis และ Gibala สังเคราะห์ว่าการฝึกแบบช่วงเวลาและความเข้มข้นของการออกกำลังกายควบคุมการตอบสนองการปรับตัวอย่างไร สิ่งเหล่านี้อธิบายวิทยาศาสตร์ทางสรีรวิทยามากกว่าที่จะเป็นแนวทางการออกกำลังกายทางคลินิก

History

ความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับการปรับตัวแบบแอโรบิกเริ่มต้นด้วยการแสดงให้เห็นว่าการฝึกความทนทานเพิ่มปริมาณไมโทคอนเดรียในกล้ามเนื้อโครงร่างและกิจกรรมของเอนไซม์ออกซิเดชัน ซึ่งเป็นการสร้างพื้นฐานส่วนปลายสำหรับความสามารถแอโรบิกที่ดีขึ้นควบคู่ไปกับการเปลี่ยนแปลงของระบบหัวใจและหลอดเลือดที่ได้รับการยอมรับมานานหลายทศวรรษต่อมาได้ชี้แจงการมีส่วนร่วมของการขยายปริมาตรเลือดและการปรับตัวของหัวใจ และงานวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของการออกกำลังกาย รวมถึงการฝึกแบบช่วงเวลาปริมาณน้อย เป็นปัจจัยกำหนดที่สำคัญของการตอบสนองแบบใช้ออกซิเจนและระบบหัวใจและหลอดเลือด

Debates

การปรับตัวแบบใช้ออกซิเจนถูกจำกัดส่วนใหญ่โดยการส่งออกซิเจนหรือโดยความสามารถในการออกซิเดชันของกล้ามเนื้อ?

บทบาทสัมพัทธ์ของการส่งออกซิเจนส่วนกลางและความสามารถในการออกซิเดชันของกล้ามเนื้อส่วนปลายในการกำหนดการใช้ออกซิเจนสูงสุดและความสามารถในการฝึกยังคงเป็นประเด็นที่ถกเถียงกันมานาน โดยความสมดุลจะแตกต่างกันไปตามประชากรและสิ่งกระตุ้นการฝึก

Key figures

• John Holloszy
• Martin Gibala
• Martin MacInnis
• Kirsten Burgomaster
• Bengt Saltin

Seminal works

• holloszy-1967
• burgomaster-2008
• egan-zierath-2013

Frequently asked questions

การฝึกความทนทานส่งผลต่อการใช้ออกซิเจนสูงสุดอย่างไร?

โดยทั่วไปแล้วจะเพิ่มการใช้ออกซิเจนสูงสุดโดยการเพิ่มทั้งการส่งเลือดที่มีออกซิเจนผ่านปริมาตรเลือดและปริมาตรเลือดที่หัวใจสูบฉีดต่อครั้งที่มากขึ้น และความสามารถของกล้ามเนื้อในการสกัดและใช้ออกซิเจนผ่านความหนาแน่นของหลอดเลือดฝอยและปริมาณไมโทคอนเดรียที่มากขึ้น

เหตุใดการฝึกความทนทานจึงช่วยให้คุณเผาผลาญไขมันได้มากขึ้นในระหว่างการออกกำลังกาย?

ความสามารถของไมโทคอนเดรียและเอนไซม์ออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นในกล้ามเนื้อที่ได้รับการฝึกจะเปลี่ยนการใช้สารตั้งต้นไปสู่การออกซิเดชันไขมันที่ความเข้มข้นต่ำกว่าสูงสุดที่กำหนด ซึ่งช่วยสำรองคาร์โบไฮเดรตในระหว่างการออกกำลังกายที่ยืดเยื้อ