การออกกำลังกายเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความทนทาน

(strength training and endurance exercise)

ความแข็งแรงของกล้ามเนื้อ (strength) หมายถึง ความตึงสูงสุดหรือแรงสูงสุดที่กล้ามเนื้อทำได้จากการหดตัว

ความทนทานของกล้ามเนื้อ (muscle endurance) หมายถึง ความสามารถของกล้ามเนื้อที่จะหดตัวทำงานซ้ำๆได้เป็นเวลานาน นอกจากนี้ยังมีความทนทาน (endurance) อีกความหมายหนึ่งคือความทนทานของทั้งร่างกาย (general endurance) หรือ สมรรถภาพของหัวใจ ปอดและระบบไหลเวียนโลหิต(cardiopulmonary fitness)

หลักการ

การออกกำลังเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของกล้ามเนื้อ (strength training, strengthening) ต้องให้กล้ามเนื้อหดตัวด้วยแรงสูงสุดหรือเกือบสูงสุด ส่วนการออกกำลังเพื่อเพิ่มความทนทานของกล้ามเนื้อ(endurance exercise) ให้ใช้แรงต้านน้อยแต่ให้ทำซ้ำจนกล้ามเนื้อล้า ซึ่งการออกกำลังกายทั้ง 2 แบบมีผลต่อกล้ามเนื้อต่างกัน การออกกำลังกายเพื่อเพิ่มความแข็งแรงจะเพิ่ม myofibrillar protein มากกว่าส่วนการออกกำลังกายเพื่อเพิ่มความทนทานจะเพิ่ม sarcoplasmic protein และ oxidative enzyme (ซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาที่ใช้ออกซิเจน) มากกว่า

อย่างไรก็ตามความแข็งแรงและความทนทานของกล้ามเนื้อจะมีการเปลี่ยนแปลงที่ไปด้วยกัน คือแม้ออกกำลังกายเพื่อให้กล้ามเนื้อแข็งแรงก็จะพบว่ากล้ามเนื้อนั้นมีความทนทานเพิ่มขึ้นด้วย และการออกกำลังกายเพื่อให้กล้ามเนื้อทนทานก็จะทำให้ความแข็งแรงเพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน

สามารถแบ่งการออกกำลังกายเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานออกเป็น 3 แบบคือ

1. การออกกำลังแบบ isometric หรือ static คือ การเกร็งกล้ามเนื้อโดยที่ไม่มีการเคลื่อนไหวของ

ข้อซึ่งอาจเกร็งต้านวัตถุที่อยู่นิ่งหรือจากร่างกายตัวเอง

ข้อดี

• ไม่ทำให้เกิดการบาดเจ็บของข้อ ใช้ได้ในกรณีข้ออักเสบระยะแรกที่ยังไม่ต้องการให้มีการขยับข้อ

• ใช้ในกรณีที่ขยับไม่ได้ เช่น อยู่ในเฝือก ข้อติดแข็ง

• ทำได้ง่าย

• ไม่ต้องใช้อุปกรณ์

ข้อเสีย

• มีผลต่อความดันโลหิต ทำให้ความดันโลหิตสูงขึ้นโดยเฉพาะเมื่อออกกำลังกายกล้ามเนื้อมัดใหญ่ ไม่เหมาะกับผู้ที่มีความดันโลหิตสูงหรือโรคหัวใจ

ถ้าทำไม่ถูกต้องโดยกลั้นหายใจจะเกิด valsava effect ทำให้หน้ามืดได้

ความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้นจะเป็นเฉพาะมุม (angle-specific) คือออกกำลังกล้ามเนื้อในมุมไหนจะ ได้ความแข็งแรงที่มุมนั้น เช่น ถ้าออกกำลังกล้ามเนื้อเหยียดเข่าในท่าเข่าเหยียดตรง กล้ามเนื้อ   quadriceps ก็จะแข็งแรงเฉพาะในท่าที่เข่าเหยียดตรง ไม่ใช่ในท่าเข่างอ 90 องศาเป็นต้น

แนะนำ

ออกแรงเกร็งต้านประมาณ 5-6 วินาทีต่อครั้ง พัก 1-2 วินาทีระหว่างครั้ง ทำ 8-10 ครั้งต่อ 1รอบ(set)  2-3 รอบ(set) ต่อวัน ควรทำในหลายๆมุมเพื่อให้กล้ามเนื้อแข็งแรงทุกมุม

ถ้าต้องการให้กล้ามเนื้อแข็งแรง (strength) แนะนำให้ออกแรงเกร็งต้านสูงสุดหรือเกือบสูงสุด

2. การออกกำลังกายแบบ isotonic หรือ dynamic คือ การออกกำลังที่มีแรงต้านตลอดการ

เคลื่อนไหวของข้อ แต่ความยาวของกล้ามเนื้อ แรงตึงตัว (tension) และความเร็วมีการเปลี่ยนแปลง ซึ่งสามารถใช้แรงโน้มถ่วงต้านหรืออุปกรณ์อื่นๆ เช่น Dumbell Barbell และ เครื่องมืออื่นที่เห็นใน fitnessหรือ Gym

ข้อดี

• ไม่ค่อยมีผลต่อความดันโลหิต สามารถใช้ได้ในผู้ป่วยความดันโลหิตสูง โรคหัวใจ

ทำได้ง่าย ตั้งแต่ไม่ต้องใช้อุปกรณ์หรือประยุกต์ใช้อุปกรณ์ใกล้ตัว อุปกรณ์มีขายอยู่ทั่วไปหรือมีใน fitness/gym

ข้อเสีย

• มีข้อจำกัดของแรงต้านต่อกล้ามเนื้อเปลี่ยนแปลงในมุมต่างๆ คือกล้ามเนื้อจะมีแรงตึงตัวในมุมต่างๆเปลี่ยนแปลงไปตลอดการเคลื่อนไหว กล้ามเนื้อไม่สามารถออกแรงสูงสุดได้ทุกมุมของการเคลื่อนไหว

มีโอกาสเกิดการบาดเจ็บได้ง่ายกว่าแบบอื่นๆ

Progressive Resistive Exercise (PRE) ของ DeLome คือการออกกำลังกายเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของกล้ามเนื้อโดยเพิ่มน้ำหนักขึ้นเรื่อยๆ ตามสัดส่วน เริ่มต้นจากการหา 10 RM คือน้ำหนักมากที่สุดที่สามารถยกได้เพียง 10 ครั้ง โดยเริ่มยกน้ำหนักจาก 50%, 75% และ 100% ของ 10 RM รอบละ 10 ครั้ง (ผู้ทำจะเกิด muscle fatique) ทำ 3-5 วันต่อสัปดาห์

แนะนำการออกกำลังในชีวิตประจำวัน

• เพื่อเพิ่มความแข็งแรง : ใช้น้ำหนักมากกว่า 70% ของน้ำหนักที่ยกได้สูงสุดหรือน้ำหนักที่ยกได้8-10 ครั้งต่อเนื่อง ทำ 8-12 ครั้งต่อรอบ(set) 3 รอบ(set) ต่อวัน โดยทำช้าๆ ทั้งขาขึ้น(concentric) และขาลง(eccentric)  และให้มีช่วงพัก 2-5 วินาที หลีกเลี่ยงการทำโดยการเหวี่ยงช่วย

ความหนักที่เหมาะสมคือใช้น้ำหนักหรือแรงต้านซึ่งทำแล้ว 8-12 ครั้งเกิดอาการล้าของกล้ามเนื้อ (muscle fatique)

• เพื่อเพิ่มความทนทาน : ใช้น้ำหนัก15-40% ของน้ำหนักที่ยกได้สูงสุด ทำ 20-30 ครั้งขึ้นไปต่อรอบ (set) จนเกิดอาการล้าของกล้ามเนื้อ

3. การออกกำลังกายแบบ isokinetic คือการออกกำลังต้านการเคลื่อนไหวด้วยความเร็วคงที่ซึ่ง

สามารถปรับความเร็วได้ตามต้องการ

ข้อดี

• กล้ามเนื้อสามารถออกแรงได้สูงสุดตลอดการเคลื่อนไหว

ปลอดภัย ไม่ทำให้เกิดการบาดเจ็บ

สามารถฝึกได้ทั้งความแข็งแรงและความเร็ว

ข้อเสีย

• ต้องอาศัยเครื่องมือเฉพาะซึ่งราคาแพงมาก

ไม่สามารถใช้ในบางตำแหน่งของร่างกาย

การออกกำลังกายเพื่อเพิ่มความทนทานของทั้งร่างกาย (general endurance) ซึ่งก็คือการออกกำลังกายแบบ aerobic นั่นเอง

การออกกำลังกายแบบ aerobic  คือการออกกำลังกายที่ต่อเนื่องกันนานพอที่จะกระตุ้นให้ร่างกายใช้พลังงานแบบใช้ออกซิเจนเพิ่มขึ้นกว่าในภาวะปกติ ซึ่งได้แก่การออกกำลังกายที่ใช้กล้ามเนื้อมัดใหญ่ ต่อเนื่องกันนานเกิน 15 นาที ให้รู้สึกเหนื่อยปานกลาง และทำ 3 ครั้งต่อสัปดาห์ เมื่อพูดถึงการออกกำลังกายแบบ aerobic จะมีองค์ประกอบสำคัญที่ต้องแนะนำผู้ป่วยคือ

1. ความหนักของการออกกำลังกาย (intensity)

ความหนักน้อยที่สุดที่ทำให้ร่างกายมีการปรับตัวคือ ความหนักที่ทำให้ชีพจร 55% ของชีพจรสูงสุด  American College of Sport Medicine 1998 แนะนำใช้ความหนักประมาณ 55-90% ของชีพจรสูงสุด ซึ่งชีพจรสูงสุดคำนวณจาก 220- อายุ (ใช้ในผู้ที่มีสุขภาพดีทั่วไป) ในปัจจุบันมีเครื่องออกกำลังกายที่สามารถจับชีพจรขณะออกกำลังกายได้ หรือเป็นนาฬิกาจับชีพจรทำให้สะดวกยิ่งขึ้น แต่ถ้าไม่สามารถจับชีพจรได้โดยทั่วไปใช้ระดับของความเหนื่อยในการบอก intensity คือความเหนื่อยปานกลางที่ทำให้ยังสามารถพูดเป็นประโยคต่อเนื่องได้

2. ความนานของการออกกำลังกาย (duration)

กล้ามเนื้อจะใช้พลังงานจากระบบ aerobic หลังออกกำลังกายได้ 3 นาที ส่วนหัวใจ ปอดและระบบหลอดเลือดโดยทั่วไปจะได้ประโยชน์เมื่อออกกำลังกายนาน 15 นาทีขึ้นไป จึงแนะนำการออกกำลังกายต่อเนื่องนานเกิน 15 นาที ซึ่ง American College of Sport Medicine 1998 แนะนำให้ออกกำลังกาย20-60 นาทีต่อเนื่อง หรือ อย่างน้อยครั้งละ 10 นาที สะสมให้ได้เวลาครบ เนื่องจากพบว่าการออกกำลังกายแบบสะสมก็ได้ประโยชน์ต่อหัวใจและปอดโดยเฉพาะคนที่สภาพร่างกายไม่แข็งแรงหรือไม่เคยออกกำลังกายมาก่อนแนะนำให้เริ่มออกกำลังกายแบบนี้จะมีโอกาสร่วมมือและทำได้มากกว่า

3. ความถี่ของการออกกำลังกาย (frequency)

ควรแนะนำการออกกำลังกายแบบ aerobic สัปดาห์ละ 3-5 ครั้ง ควรมีวันพักไม่ควรทำทุกวัน

4. วิธีออกกำลังกาย (mode of exercise)

การออกกำลังกายแบบ aerobic เน้นการใช้กลุ่มกล้ามเนื้อมัดใหญ่ที่ไม่ได้จำเพาะที่มัดใดมัดหนึ่ง ซึ่งสามารถปรับหรือแนะนำให้เหมาะกับแต่ละคนตามสภาพร่างกาย สิ่งแวดล้อม ความถนัดหรือความชอบ เช่น ถ้ามีปัญหาที่ข้อเข่า ข้อเท้า หรือน้ำหนักตัวมาก ควรเลือกการออกกำลังกายที่ไม่ลงน้ำหนักกระแทกที่เข่าและข้อเท้ามาก เช่น ว่ายน้ำ ปั่นจักรยาน เดินเร็ว

นอกจากนี้ก่อนการออกกำลังกายแบบ aerobic ต้องมีการอบอุ่นร่างกาย (warm-up) ซึ่งรวมถึงการยืดกล้ามเนื้อ 10-15 นาที เพื่อเตรียมความพร้อมของร่างกายและกล้ามเนื้อก่อนการออกกำลังกาย และการผ่อนความหนัก (cool-down) หลังการออกกำลังกายไม่ควรหยุดออกกำลังกายทันทีเนื่องจากหลอดเลือดที่ไปเลี้ยงกล้ามเนื้อยังขยายตัว เลือดไหวเวียนกลับหัวใจไม่ทันมีผลให้เกิดอาการหน้ามืดได้โดยเฉพาะผู้สูงอายุ

ไม่ว่าจะเป็นการออกกำลังกายวิธีใดก็ตามควรค่อยๆเพิ่มความหนัก/ความเหนื่อย และความนาน ไม่หักโหม เริ่มจากการ warm-up และการยืดกล้ามเนื้อที่จะใช้ออกกำลังกาย เช่น ถ้าออกกำลังกายโดยการเดินเร็วก็ยืดกล้ามเนื้อขา จากนั้นค่อยๆเพิ่มความหนัก คือ ค่อยๆเดินเร็วขึ้น จนถึงระดับที่เหนื่อยปานกลางแล้วคงไว้ที่ระดับนี้นานตามเวลาที่กำหนด แล้วค่อยๆลดระดับความเหนื่อยลงหรือ cool-down คือค่อยๆเดินช้าลงเรื่อยๆ และตามด้วยการยืดกล้ามเนื้อ ให้ระยะเวลาการออกกำลังกายค่อยๆเพิ่มขึ้น แต่จะได้ประโยชน์เต็มที่เมื่อออกกำลังกายต่อเนื่องกันนาน 20-60 นาที

บุคคลทั่วไปที่สุขภาพดี ชายอายุน้อยกว่า 40ปี หญิงอายุน้อยกว่า 50ปี สามารถเริ่มออกกำลังกายแบบ aerobic ได้เลยดังที่กล่าวมาแล้ว แต่ผู้สูงอายุหรือมีโรคประจำตัวหรือมีอาการผิดปกติที่ไม่เคยออกกำลังกายเป็นประจำ อยากเริ่มออกกำลังกายไม่ควรเริ่มจากออกกำลังกายอย่างหนักเลย ควรปรึกษาแพทย์ก่อน หรือเริ่มออกกำลังกายจากเบาและค่อยๆเพิ่มความหนักและระยะเวลาอย่างค่อยเป็นค่อยไป

การออกกำลังกายเพื่อลดไขมัน

ช่วงแรกของการออกกำลังกาย ร่างกายจะใช้คาร์โบไฮเดรตเป็นพลังงานหลัก แต่ถ้าออกกำลังกายต่อเนื่องไปจะมีสัดส่วนการใช้ไขมันมากขึ้นหลัง 30 นาทีและจะเห็นผลชัดเมื่อออกกำลังกายต่อเนื่องนาน 60 นาที ดังนั้นถ้าหวังผลการลดไขมันจะแนะนำให้ออกกำลังกายต่อเนื่องนานเกิน 30 นาที โดยให้ความหนักน้อยกว่าปกติเพื่อให้ทำได้ต่อเนื่องเป็นเวลานาน

การออกกำลังกายเพื่อฝึกการประสานงานของกล้ามเนื้อและทักษะ

(Exercise for coordination and skill)

การประสานงานของกล้ามเนื้อ (muscle coordination) คือ ความสามารถในการใช้กล้ามเนื้อที่ถูกต้องในเวลาและจังหวะถูกต้องด้วยแรงที่เหมาะสม

ทักษะ (skill) คือ ความสามารถที่จะทำงานเฉพาะได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การที่กล้ามเนื้อสามารถทำงานประสานกันได้ดีต้องอาศัยการทำงานในระดับต่างๆ คือ

• ระดับสมองและระบบประสาท

สมองและระบบประสาทจะควบคุมการเคลื่อนไหวโดยสั่งผ่านลงมาให้กล้ามเนื้อทำงานและมีการรับรู้ (feedback) ตลอดเวลา เช่น จะหยิบแก้วน้ำ สมองจะสั่งไปที่แขนให้ยกขึ้นเอื้อมไปยังแก้วน้ำ การรับรู้ของข้อและสายตาจะส่งสัญญาณกลับไปบอกสมองว่าขณะนี้แขนอยู่ใกล้เป้าหมายหรือยัง เพื่อให้การเคลื่อนไหวราบรื่นและแม่นยำ ปัญหาการเคลื่อนไหวที่เกิดจากสมอง เช่น CVA, cerebral palsy

• ระดับกล้ามเนื้อ

การเคลื่อนไหวอาศัยการทำงานของกล้ามเนื้อ 4 กลุ่มที่ประสานกันอย่างดีคือ

1. Prime mover (agonist) คือกล้ามเนื้อหลักที่ทำงาน เช่น กล้ามเนื้อ biceps เป็นกล้ามเนื้อหลักในการงอข้อศอก
2. Antagonist คือกล้ามเนื้อที่ทำงานตรงข้ามกับกล้ามเนื้อหลัก เช่น กล้ามเนื้อ tricepsเป็น antagonist ของกล้ามเนื้อ biceps ซึ่งในงานที่หนักมากกล้ามเนื้อ antagonist จะเกร็งช่วย prime mover ด้วย
3. Synergist คือกล้ามเนื้อที่ช่วย prime mover ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวในทางเดียวกัน เช่น  กล้ามเนื้อ brachialis เป็น synergist ของกล้ามเนื้อ biceps ในการงอข้อศอก
4. Stabilizer คือกล้ามเนื้อที่หดตัวเพื่อตรึงการเคลื่อนไหวของข้อที่อยู่ต้นกว่าในขณะที่มีการเคลื่อนไหวของข้อที่อยู่ถัดไป เช่น เมื่องอข้อศอกโดยไม่มีอะไรรองรับแขน กล้ามเนื้อrotator cuff จะทำหน้าที่เป็น stabilizer ประคองข้อไหล่ให้ข้อศอกเกิดการเคลื่อนไหวอย่างที่ต้องการ

สาเหตุการเคลื่อนไหวที่ขาดการประสานงานในระดับกล้ามเนื้อ เช่น กล้ามเนื้อบางกลุ่มขาดความแข็งแรงหรือทนทานเพียงพอ

โดยทั่วไปการเคลื่อนไหวที่ทำซ้ำๆร่วมกับการปรับปรุงการเคลื่อนไหวนั้นให้ดีขึ้น ประมาณ20,000 – 30,000 ครั้ง จะเกิดเป็นการเคลื่อนไหวที่ทำได้อัตโนมัติ และถ้าทำซ้ำไปเป็นล้านครั้งก็จะเกิดเป็น ทักษะ

การฝึกการประสานงานของกล้ามเนื้อและทักษะมีหลักการคือ เริ่มจากการการฝึกกล้ามเนื้อprime mover โดยให้ผู้ป่วยผ่อนคลาย ไม่เครียด ผู้ฝึกช่วยทำ passive exercise พร้อมกับการกระตุ้นความรู้สึกในการเคลื่อนไหว (proprioception) จากนั้นให้ผู้ป่วยขยับเป็น active assistive exercise และ active exercise ตามลำดับ โดยเน้นการทำงานของกล้ามเนื้อ prime mover และหลีกเลี่ยงการทำงานของกล้ามเนื้อมัดอื่น เมื่อทำได้คล่องแล้วจึงฝึก neuromuscular coordination คือฝึกการทำงานของกล้ามเนื้อหลายมัดมากขึ้น จากง่ายไม่ซับซ้อนทำซ้ำๆ เมื่อทำได้ดีแล้วจึงฝึกการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนขึ้น ใช้กล้ามเนื้อหลายกลุ่มมากขึ้น

โดยที่การฝึกการประสานงานของกล้ามเนื้อและทักษะควรหลีกเลี่ยงภาวะเหล่านี้คือ

–          ความเครียด กังวล

–          กล้ามเนื้อล้า

–          ความเจ็บปวด

–          กล้ามเนื้อไม่แข็งแรงหรือกล้ามเนื้อเกร็ง

การออกกำลังกายเพื่อการผ่อนคลาย

(Relaxation exercise)

การออกกำลังกายเพื่อความผ่อนคลายใช้ในกรณีที่มีอารมณ์ตึงเครียด กล้ามเนื้อเกร็งตัวจนเป็นสาเหตุของอาการปวดและความทุกข์ทรมาน เช่น กลุ่มอาการปวดกล้ามเนื้อและเยื่อพังผืด (Myofascial Pain Syndrome) โรคปอดเรื้อรังอย่าง COPD ซึ่งมีการเกร็งของกล้ามเนื้อการหายใจทำให้ประสิทธิภาพในการหายใจแย่ลง เป็นต้น

หลักการคือให้ผู้ป่วยรู้สึกถึงความแตกต่างของกล้ามเนื้อที่หดตัวและผ่อนคลาย ตอนแรกฝึกโดยผู้ป่วยรู้ตัว (consciously) เมื่อทำจนคล่องแล้วจะสามารถทำได้โดยไม่รู้ตัว (unconsciously)

การฝึกเริ่มจากจัดสิ่งแวดล้อมให้เหมาะสม ผ่อนคลาย ปราศจากสิ่งกระตุ้น ให้ผู้ป่วยอยู่ในท่าที่กล้ามเนื้อผ่อนคลายที่สุด จากนั้นให้เริ่มเกร็งกล้ามเนื้อแต่ละส่วนทั้งแขน ขา ใบหน้า และลำตัวเพื่อให้ผู้ป่วยรู้สึกถึงความแตกต่างระหว่างการเกร็งกล้ามเนื้อและการผ่อนคลาย ทำซ้ำๆจนสามารถผ่อนคลายกล้ามเนื้อที่ต้องการได้เต็มที่และทำได้ในสภาพแวดล้อมต่างๆ รวมถึงทำได้แม้ไม่รู้ตัว