ปฏิกิริยาและการปรับตัวของร่างกายต่อการออกกำลัง

ปฏิกิริยาและการปรับตัวของร่างกายต่อการออกกำลัง

การออกกำลังทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างในร่างกาย เรียกว่า "ปฏิกิริยา" ซึ่งมีลักษณะและความรุนแรง ต่างไปตามความหนักหน่วงของการออกกำลัง เมื่อเลิกออกกำลัง ปฏิกิริยาก็จะหายไป ถ้าออกกำลังซ้ำบ่อยๆ จะเกิด "การปรับตัว" ขึ้นในร่างกาย ทำให้สมรรถภาพเพิ่มขึ้น และปฏิกิริยามีความรุนแรงน้อยลง แม้จะออกกำลังหนักเท่าเดิม ตัวอย่างเช่น ในการวิ่งเหยาะ ผู้ที่วิ่งเป็นครั้งแรกอาจวิ่งได้เพียง ๕๐๐ เมตรก็เหนื่อย มีอาการหายใจหอบ หัวใจเต้นเร็ว ปวดเมื่อยขา ฯลฯ จนในที่สุดต้องหยุด อาการที่กล่าวนี้ เป็นปฏิกิริยา ซึ่งเกิดตั้งแต่เริ่มวิ่ง และเพิ่มความรุนแรงขึ้นไปตามปริมาณของการออกกำลัง จนทำต่อไปไม่ไหว ถ้าออกกำลังเช่นที่กล่าวนี้บ่อยๆ โดยไม่ทิ้งระยะนานนัก จะพบว่า การวิ่งระยะเท่าเดิม (๕๐๐ เมตร) ทำให้เหนื่อยน้อยลงตามลำดับ จนในที่สุดอาจวิ่งไกลออกไปถึง ๘๐๐ หรือ ๙๐๐ เมตร นี้คือ ผลของการปรับตัว

 ปฎิกิริยาต่อการออกกำลังกายเกิดขึ้นในหลายส่วนและมีลักษณะต่างๆ กัน จะกล่าวถึงเฉพาะที่สำคัญๆ
๑. กล้ามเนื้อ

การออกกำลังทุกครั้งต้องอาศัยกล้ามเนื้อหดตัวดึงกระดูก ซึ่งประกอบเป็นแขนขา และส่วนอื่นที่เกี่ยวข้อง อาจมีการเคลื่อนไหวของส่วนนั้นๆ เรียกว่า การออกกำลังแบบเคลื่อนไหว (isotonic) หรือไม่มีก็ได้เรียกว่า การออกกำลังแบบเกร็งกล้าม (isometric) การหดตัวของกล้ามเนื้อเกิดขึ้น โดยมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในกล้ามเนื้อนั้นเอง คือ สารชื่ออะดีโนซีนไทรฟอสเฟต (adenosine triphospate) สลายตัวเป็นอะดีโนซีนไดฟอสเฟต (adenosine diphosphate) หลังจากกล้ามเนื้อหดตัวแล้ว มีการกลับสังเคราะห์อะดีโนซีนไทรฟอสเฟตขึ้นใหม่ โดยขบวนการที่สลับซับซ้อน ซึ่งรวมการ "เผา" (ออกซิไดซ์) กลูโคส เพื่อให้เกิดพลังงานสำหรับการสังเคราะห์สารที่เกี่ยวข้อง กล้ามเนื้อ มีกลูโคสสะสมไว้ในปริมาณจำกัด ดังนั้น หากหดตัวติดต่อไปเป็นเวลานาน ก็จำต้องได้รับมาเพิ่มเติม เลือดนำกลูโคสมาจากตับ ซึ่งมีไกลโคเจน เก็บไว้ เพื่อแปรเป็นกลูโคส เมื่อมีความต้องการ เมื่อกล้ามเนื้อหดตัว หลอดเลือดภายในนั้นจะขยายให้เลือดไหลมากขึ้น นำกลูโคส และออกซิเจนมาส่งเพิ่มขึ้น และนำคาร์บอนไดออกไซด์ และกรดต่างๆ ตลอดจนความร้อนที่เกิดขึ้น นำไปปล่อยที่ปอด ที่ไต และที่ผิวหนังตามลำดับ ที่กล่าวมานี้เป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในกล้ามเนื้อ
หากกล้ามเนื้อถูกใช้ให้ทำงานหนักบ่อยๆ ก็จะปรับตัวโดยเพิ่มขนาด (บางครั้งไม่เพิ่มจำนวนด้วย) ของเส้นใยในตัวมัน ทำให้มีขนาดใหญ่ขึ้น และแข็งแรงมากขึ้น ดังที่ทราบกันโดยทั่วไป ถ้าหากในการออกกำลังครั้งหนึ่งๆ กล้ามเนื้อต้องทำงานซ้ำติดต่อไปเป็นเวลานาน ก็จะมีการปรับตัวในด้านความอดทนอีกด้วย    

๒. หัวใจและหลอดเลือด

เมื่อมีการออกกำลัง หัวใจจะได้รับการกระตุ้นทางระบบประสาทให้เต้นเร็วและแรงขึ้น สูบฉีดเลือดได้ปริมาณมากขึ้น หากต้องทำการเช่นนี้บ่อยๆ หัวใจก็จะปรับตัว โดยเพิ่มขนาดของเส้นใย (แบบเดียวกับกล้ามเนื้อแขนขา) ทำให้ผนังห้องหัวใจหนา มีแรงสูบฉีด และกำลังสำรองมากขึ้น ขณะเดียวกันหลอดเลือดแดง ซึ่งรับเลือดไปจากหัวใจ ต้องรับเลือดในปริมาณเพิ่มขึ้นทุกครั้งที่หัวใจเต้น เท่ากับถูกบังคับให้ออกกำลัง ทำให้มีความยืดหยุ่นดี และเกิดอาการแข็งกระด้างน้อยลง ทั้งสองประการนี้ ทำให้เลือดไหลได้สะดวก และความดันเลือดไม่ขึ้นสูงมาก

๓. ปอดและการหายใจ 

ในการหายใจตามปกติ "ศูนย์หายใจ" ซึ่งอยู่ในส่วน "ท้ายสมอง" (medulla oblongata) สั่งการให้กล้ามเนื้อซี่โครง และกะบังลมหดตัว ทำให้ทรวงอกขยาย อากาศภายนอก ดันผ่านจมูกหลอดลมคอ และหลอดลมปอดเข้าไปในถุงลม เป็นโอกาสให้ออกซิเจนในอากาศผ่านเข้าไป ในเลือด ในผนังของถุงลม ทำให้คาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดผ่านสวนทางมาสู่อากาศในถุงลม นั่นคือ การหายใจเข้า เมื่ออากาศตันถุงลมพองถึงขนาด ศูนย์หายใจจะหยุดทำงาน กล้ามเนื้อซี่โครง และกะบังลมหย่อนตัว ทรวงอกยุบ บีบอากาศออกมาจากถุงลมสู่ภายนอก นั้นคือ การหายใจออก เมื่อออกกำลัง ศูนย์หายใจจะได้รับการกระตุ้นแรงกว่าปกติ การหายใจเข้าแรง เร็วหรือลึก หรือทั้งสองอย่าง มากกว่าธรรมดา การหายใจออก ก็เปลี่ยนตามไปด้วย ยิ่งออกกำลังหนักเท่าไร การหายใจก็เพิ่มปริมาณมากขึ้นเท่านั้น จนกระทั่งถึงขีด ที่เรียกว่า "หายใจหอบ" ซึ่งแสดงถึงความเหนื่อย หากออกแรงหนักขึ้นๆ อาการหอบเพิ่มมากขึ้นๆ จนกระทั่ง ถึงขั้นที่ศูนย์หายใจทำการเพิ่มต่อไปไม่ไหว การออกกำลังก็ต้องหยุดลง

ถ้าหากมีการออกกำลังหนักเสมอๆ กล้ามเนื้อหายใจจะเพิ่มความแข็งแรงและอดทนขึ้น พร้อมกับศูนย์หายใจอดทนต่อการกระตุ้นมากขึ้น ทั้งสองอย่างนี้ช่วยให้สามารถหายใจหอบได้มากและนานขึ้น ข้อนี้เป็นส่วนหนึ่ง ของการปรับตัว ซึ่งช่วยให้สามารถทำการได้ ด้วยความอดทนมากขึ้น

๔. ระบบประสาท 

การออกกำลังเกิดขึ้น เพราะสมองสั่งให้กล้ามเนื้อหดตัว เมื่อกล้ามเนื้อทำงานไปเรื่อยๆ จะมีการเปลี่ยนแปลงทางประสาท และเคมี ย้อนไป "กด" ศูนย์สั่งการในสมองมากขึ้นๆ โดยลำดับ ในที่สุด เมื่อออกกำลังกายเหนื่อยถึงขีดหนึ่ง (ซึ่งขึ้นอยู่กับความเคยชินต่อการออกกำลัง) ศูนย์สั่งการก็ถูกกดจนต้องหยุดทำงานคือ ถึงระยะ "เหนื่อยจนหมดแรง" (ซึ่งที่จริง "แรง" ยังมี แต่สมองไม่สั่งการ) 

ถ้าออกกำลังเสมอๆ ศูนย์สั่งการจะปรับ ตัวโดยมีความอดทนต่อการกดมากขึ้น ทำให้สามารถทำงานได้นานออกไปกว่าเคย และการออกกำลังกายดำเนินไปด้วยความอดทนมากขึ้น 

ในร่างกายยังมีระบบประสาทอีกระบบหนึ่ง ซึ่งไม่อยู่ในบังคับของจิตใจ เรียกว่า ระบบประสาทเสรี ซึ่งทำการโดยอิสระ เพื่อช่วยเหลืออวัยวะต่างๆ โดยเฉพาะในการปรับการงานให้เหมาะสมกับเหตุการณ์และ ความต้องการของส่วนต่างๆ ในร่างกาย เช่น บังคับ ให้หัวใจเต้นเร็วหรือช้า ให้หลอดเลือดและหลอดลม ภายในปอดขยายหรือบีบ ให้เหงื่อหลั่งมากหรือน้อย เป็นต้น การออกกำลังทุกครั้งเป็นการกระตุ้น และ "การฝึก" ประสาทเสรี เมื่อทำการออกกำลังบ่อยๆ ก็มีการกระตุ้นบ่อยๆ เร่งให้ระบบประสาทเสรีปรับตัวให้ทำงานได้ว่องไว และมีประสิทธิภาพสูงขึ้น 

๕. ระบบและส่วนอื่นๆ 

การออกกำลังอย่างค่อนข้างหนัก และอย่างหนัก ย่อมทำให้เกิดปฏิกิริยาอย่างมากในร่างกาย นอกจากที่กล่าวมาแล้วข้างต้น ยังมีที่ควรทราบอีกดังต่อไปนี้ 

๕.๑ กระดูกที่ถูกกล้ามเนื้อดึงจะมีผิวหนา และแข็งแรงขึ้น ในเด็กกระดูกบางชิ้นจะยาวขึ้นด้วย ทำให้ร่างกายสูงใหญ่ 

๕.๒ เลือดจะมีสีเม็ดเลือด (เฮโมโกล บิน) และจำนวนเม็ดเลือดแดงมากขึ้น ปริมาตรเลือดสำรองที่เก็บไว้ในม้ามและที่อื่นๆ จะมากขึ้น 

๕.๓ ต่อมน้ำเลี้ยงภายในที่หลั่งฮอร์โมนบางอย่าง เช่น ต่อมหมวกไต ต่อมใต้สมอง (พิทูอิทารี) ถูกกระตุ้นให้หลั่งมากขึ้น ทำให้เกิดผลเสมือนฉีดฮอร์โมนนั้นๆ เข้าในร่างกาย 

๕.๔ มีการสะสมสารเคมีบางอย่างไว้ สำหรับใช้ระหว่างการออกกำลัง เช่น กลูโคส เก็บไว้ที่ตับและกล้ามเนื้อ อะดีโนซีนไทรฟอสเฟต เก็บไว้ที่กล้ามเนื้อ วิตามินซี เก็บไว้ในต่อมหมวกไต เป็นต้น 

๕.๕ ระบบควบคุมอุณหภูมิกายจะมีประสิทธิภาพสูงขึ้น สามารถกำจัดความร้อนที่เกิดจากการทำงานออกไปได้รวดเร็ว ร่างกายร้อนช้าลง ช่วยให้สามารถออกกำลังด้วยความอดทนมากขึ้น