สรีระวิทยาของการออกกำลังกาย Sport Physiology พญ. รัตนวดี ณ นคร คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น

เนื้อหาที่ครอบคลุม 1. การตอบสนองทั่วไปต่อการออกกำลังกาย 2. ระบบประสาท 3. กล้ามเนื้อ 4. ระบบหายใจ หัวใจและหลอดเลือด 5. ฮอร์โมนและต่อมไร้ท่อ 6. การควบคุมอุณหภูมิ

อุณหภูมิ กรด-ด่าง น้ำ ATP O2 energy

1. การตอบสนองทั่วไปต่อการออกกำลังกาย 2. ระบบประสาท 3. กล้ามเนื้อ 4. ระบบหายใจ หัวใจและหลอดเลือด 5. ฮอร์โมนและต่อมไร้ท่อ 6. การควบคุมอุณหภูมิ

voluntary ควบคุม reflex - การฝึก - ผู้สูงอายุ somatic ประสานงาน (involuntary) ควบคุม ประสานงาน (synchronize, co-ordination) - การฝึก - ผู้สูงอายุ somatic กล้ามเนื้อ ตา หู autonomic (sympathetic, parasym)

1. การตอบสนองทั่วไปต่อการออกกำลังกาย 2. ระบบประสาท 3. กล้ามเนื้อ 4. ระบบหายใจ หัวใจและหลอดเลือด 5. ฮอร์โมนและต่อมไร้ท่อ 6. การควบคุมอุณหภูมิ

fast twitch, white fibers : Type I slow twitch, red fibers Type IIb fast twitch, white fibers lactic O2 glucose fat CO2 H2O ชนิดของไยกล้ามเนื้อ glycogen aerobic (endurance) anaerobic ฝึก Type IIa intermediate

muscle contraction static (isometric) dynamic (isotonic) isokinetic

ศัพท์เกี่ยวกับกล้ามเนื้อที่ควรทราบ ความแข็งแรง (strength) พลัง (power) ความทนทาน (endurance) สมรรถนะทางกายภาพ (physical performance)

ความแข็งแรง (strength) พลัง (power) ความทนทาน (endurance) สมรรถนะทางกายภาพ (physical performance)

ความแข็งแรง (strength) พลัง (power) ความทนทาน (endurance) สมรรถนะทางกายภาพ (physical performance) = Power + speed

ความแข็งแรง (strength) พลัง (power) ความทนทาน (endurance) repeated contraction capacity strength + energy storage + blood vessels ความแข็งแรง (strength) พลัง (power) ความทนทาน (endurance) สมรรถนะทางกายภาพ (physical performance) muscle cardiovascular General endurance capacity of energy supplier

+ ความแคล่วคล่องว่องไว ความแข็งแรง (strength) พลัง (power) ความทนทาน (endurance) สมรรถนะทางกายภาพ (physical performance)  + ความเร็ว (speed)  + ความแคล่วคล่องว่องไว (agility)  + ความยืดหยุ่น (flexibility) + การประสานงาน (coordination) + ทักษะ (skill)

แหล่งพลังงานของกล้ามเนื้อ เชื้อเพลิง: ATP creatine phosphate (CP) glycogen triglyceride (TG)

2nd wind oxidation TG glycogen anarobic aerobic %เชื้อเพลิง ที่ใช้ ATP 100,000- 150,000 kcal %เชื้อเพลิง ที่ใช้ เวลา มาก (20%BW), เบา,ใช้ได้ช้า ใช้ O2 สิ้นเปลืองกว่า CHO 2nd wind oxidation TG glucose, fat gluconeogenesis ATP glycogen creatine phosphate CP ใช้ได้เร็ว, +O2 , แต่มีจำกัด muscle(350g), liver(80g) Plasma glucose(20g) 2,000 kcal anarobic 3 นาที alactacid lactacid aerobic

100 เมตร 1000 เมตร aerobic anaerobic

พลังงานที่ต้องการใช้ระหว่างออกกำลังกาย ไขมัน กลูโคสในพลาสมา < 10% กลูโคส ไกลโคเจนในตับ วินาที ATP CP 5-10 นาทีแรก ไกลโคเจน ในกล้ามเนื้อ ไขมัน 40-60 นาทีใช้หมด อาการเปลี้ย, อ่อนล้า ไกลโคเจนในกล้ามเนื้อ ลดลงมากๆ

การสะสมเชื้อเพลิงในกล้ามเนื้อ 10 20 5 วัน จำนวนชั่วโมงหลังจากฝึกหนัก ปริมาณเชื้อเพลิงสะสมในกล้ามเนื้อ ฝึกซ้อมหนัก เต็ม กินคาร์โบไฮเดรท กินโปรตีน&ไขมัน ควรหยุดซ้อมหนัก 3 วันก่อนการแข่งขัน

การสะสมเชื้อเพลิงในกล้ามเนื้อ กล้ามเนื้อที่ได้รับการฝึก วัน 1 2 3 เต็ม ปริมาณเชื้อเพลิง กล้ามเนื้อที่ไม่ได้รับการฝึก หลังฝึกซ้อม การฝึกซ้อมช่วยเพิ่มปริมาณการสะสมเชื้อเพลิงในกล้ามเนื้อ

ออกกำลังกาย ฟื้นตัว พัก การใช้ O2 ขณะพัก เวลา (นาที) อัตราการใช้ O2 (ลิตร/นาที) O2 deficit steady state (VO2max) 3 สมรรถนะสูงสุดทาง aerobic สมรรถนะสูงสุดในการออกกำลังกาย 2 O2 dept 1 การใช้ O2 ขณะพัก 0.2 5 10 เวลา (นาที)

1. การตอบสนองทั่วไปต่อการออกกำลังกาย 2. ระบบประสาท 3. กล้ามเนื้อ 4. ระบบหายใจ หัวใจและหลอดเลือด 5. ฮอร์โมนและต่อมไร้ท่อ 6. การควบคุมอุณหภูมิ

การเปลี่ยนแปลงของระบบหายใจ ผลจากหัวใจ ลึก - เร็ว - max 100-150 ลิตร/นาที ventilation 20 เท่า 5 ลิตร/นาที perfusion diffusion O2 dissociation

การเปลี่ยนแปลงในระบบหัวใจและหลอดเลือด ที่สำคัญ 2 อย่าง CO (4-5 เท่า) 5 20 L/min อวัยวะภายใน redistribution blood flow แขนขา

CO = SV x HR การเปลี่ยนแปลง ระยะเวลาในการออกกำลังกาย (ชม.) 0.5 1 max = 220 - อายุ การเปลี่ยนแปลง ระยะเวลาในการออกกำลังกาย (ชม.) 0.5 1 heart rate cardiac output stroke volume max ~ 200 ml/beat sympathetic, epinephrine, thyroxin

ผลของการออกกำลังกายต่อความดันโลหิต BP(mmHg) SBP 100 150 200 1 2นาที 100 150 200 1 2นาที SBP 20% less HR increase stroke volume DBP HR NO2, histamine, Prostacyclin DBP ออกแรง50% 100% aerobic กำมือเกร็งเต็มที่ 50% anaerobic

การเปลี่ยนแปลงของ CO ก่อน-ขณะ-หลังการออกกำลังกาย CO (L/min) max. CO 20 10 5 CO at rest พัก ออกกำลังกาย ฟื้นตัว

redistribution blood flow ADH Aldosterone Sympathetic Paracrine (anaerobic < aerobic) NO2 histamine prostacyclin

การฝึกที่มีผลต่อระบบหัวใจและหลอดเลือด 1. ต้องออกกำลังให้ได้ > 1/7-1/6 ของกล้ามเนื้อทั้งหมด 2. ออกกำลังให้อัตราการเต้นของหัวใจ ~ 130 /นาที หรือ 180-อายุ ถ้าอายุ > 50 ปี 3. ระยะเวลาในการออกกำลังกาย 10 นาทีทุกวัน หรือ 30 นาที 3 วัน/สัปดาห์ ดีที่สุด 60 นาที 3 วัน/สัปดาห์

1. การตอบสนองทั่วไปต่อการออกกำลังกาย 2. ระบบประสาท 3. กล้ามเนื้อ 4. ระบบหายใจ หัวใจและหลอดเลือด 5. ฮอร์โมนและต่อมไร้ท่อ 6. การควบคุมอุณหภูมิ

การเปลี่ยนแปลงของฮอร์โมนและต่อมไร้ท่อ epinephrine nor-epinephrine ACTH cortisol GH (anabolic effect) ADH, Aldosterone T4 energy insulin

สมรรถนะทางกายภาพต่ำกว่า สตรีกับกีฬา ยกเว้น flexibility สมรรถนะทางกายภาพต่ำกว่า ~ 10-20%

ลักษณะทางกายวิภาคและสรีระวิทยา 1. เตี้ยและตัวเล็ก CG ต่ำกว่า 2. ไขมันมาก,การกระจายตัวต่างกัน 3. สะโพกผาย แนวต้นขาลาดเอียง 4. ไหล่ลาด, carrying angle กว้าง 5. มวลกล้ามเนื้อน้อยกว่า 6. หัวใจและปอดเล็กกว่า 7. ความเข้มข้นของเลือดน้อยกว่า

ผลของประจำเดือนต่อสมรรถภาพทางกาย ประจำเดือนมากผิดปกติ (hypermenorrhea) โลหิตจางจากขาดธาตุเหล็ก สมรรถนะทางกายลดต่ำลง ปวดประจำเดือน (dysmenorrhea) สมรรถนะทางกาย ลดต่ำลง เครียด ฝึกหนัก (over training) ประจำเดือนมาล่าช้า (oligomenorrhea) หรือ ขาดหายไป (amenorrhea) สัดส่วนของไขมัน ลดลงอย่างมาก

1. การตอบสนองทั่วไปต่อการออกกำลังกาย 2. ระบบประสาท 3. กล้ามเนื้อ 4. ระบบหายใจ หัวใจและหลอดเลือด 5. ฮอร์โมนและต่อมไร้ท่อ 6. การควบคุมอุณหภูมิ

การควบคุมอุณหภูมิ ออกกำลัง 1 ชั่วโมง เสียเหงื่อ 1-2 ลิตร heat radiation (skin) chemical reaction  core temp 39-40oC  O2 dissociation ออกกำลัง 1 ชั่วโมง เสียเหงื่อ 1-2 ลิตร (ระบายความร้อน 580 กิโลแคลอรี /ลิตร) ปริมาณโซเดียม = NSS / 3

เป็นการทำกิจกรรมอย่างเป็นระบบ การฝึก (training) การฝึก การออกกำลังกาย เป็นการทำกิจกรรมอย่างเป็นระบบ เพื่อเพิ่มสมรรถภาพทางกาย (Physical performance training)

เตรียมกล้ามเนื้อ เพิ่มอุณหภูมิร่างกาย Warm up, Warm down Warm up : เตรียมกล้ามเนื้อ เพิ่มอุณหภูมิร่างกาย ปรับแต่งการไหลเวียนเลือด การบาดเจ็บ Warm down : ชะล้าง lactic acid Lactic ในเลือด ระยะฟื้นร่างกาย นาที อัตราการขับกรดตามปกติ ผลของการ warm down

ผลของการฝึกต่อกล้ามเนื้อ aerobic anaerobic การสะสมเชื้อเพลิง การสันดาป O2 เข้าสู่ 2nd wind กล้ามเนื้อมีขนาดใหญ่ขึ้น ช้ากว่า เร็ว

ผลของการฝึกต่อระบบหัวใจและหลอดเลือด  VO2 max  CO  SV resting HR BP (aerobic)   ความต้องการ insulin aerobic ความไวต่อ insulin receptor glucose uptake

ประสิทธิภาพของการฝึกร่างกาย เพศ อายุ สิ่งแวดล้อม ข้อจำกัดทางกายภาพ

สรุป อุณหภูมิ กรด-ด่าง น้ำ ATP O2 energy

T E h e n d