Explore the Knowledge for Runner
หัวใจของเพื่อนๆอาจดูเป็นเครื่องจักรหลักที่ใช้ฝึกซ้อมร่างกายเพื่อความทนทาน แต่ยังมีโครงสร้างหนึ่งที่มีขนาดเล็กมาก และต้องส่องด้วยกล้องจุลทรรศน์จึงจะเห็น เราเรียกว่า ไมโตคอนเดรีย (Mitochondria) ที่เป็นแหล่งให้พลังงานกับร่างกาย มันลอยอยู่ระหว่างสารลักษณะเหมือนเจลที่อยู่ในเส้นใยกล้ามเนื้อ โครงสร้างนี้มีความยาวเพียงแค่ไม่กี่ไมโครเมตร (ขนาดใหญ่เพียงแค่พอมองเห็นจากกล้องจุลทรรศน์ปกติ) แต่ใช่แล้ว พวกมันสร้างพลังงานที่เกิดจากการใช้ออกซิเจนให้กับร่างกายเพื่อนๆเป็นหลัก ในนามของโรงไฟฟ้าของเซลล์ ไมโตคอนเดรียคือเหตุผลที่ทำให้เพื่อนๆสามารถวิ่งระยะไกลได้ หรือเดินเล่นไปให้ซุปเปอร์มาเก็ตได้ และการเพิ่มจำนวนและขนาดให้กับพวกมันนั้น ก็เปรียบเหมือนกับการเสียบปลั๊กไฟเข้ากับเต้ารับไฟบ้าน ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่เพื่อนๆนำมาใช้ได้เลย เรื่องราวอื่นๆเกี่ยวกับแรงม้าขนาดเล็กนี้คือ พวกมันไม่เชิงว่าเป็นมนุษย์ทั้งหมด อย่างที่เพื่อนๆจะได้เห็นต่อไป บรรพบุรุษของพวกมันคือแบคทีเรียผู้รุกรานที่มองหาเจ้าบ้านมานานกว่าหลายล้านปีค่ะ
โรงไฟฟ้าของเซลล์คืออะไร
โรงไฟฟ้าของเซลล์คือชื่อที่เราใช้เรียกไมโตคอนเดรีย นั่นเป็นเพราะว่าไมโตคอนเดรียสร้างพลังงาน 90% ของพลังงานที่ร่างกายต้องการในแต่ละวัน ไมโตคอนเดรียสร้างพลังงานที่เรียกว่า Aerobic energy หมายความว่าพลังงานนี้ไม่สามารถสร้างได้เลยหากปราศจากออกซิเจน ดังนั้นถ้าเพื่อนๆสงสัยว่าออกซิเจนทั้งหมดที่ระบบหัวใจและหลอดเลือดส่งไปให้กล้ามเนื้อนั้นจะไปอยู่ที่ไหน ตอนนี้เพื่อนๆคงรู้แล้วนะคะ ว่ามันไปที่ไมโตคอนเดรียนั่นเอง
เพื่อนๆลองนึกถึงไมโตคอนเดรียว่าเป็นเหมือนโรงงานอุตสาหกรรมที่งานชุมมาก พวกมันมีอยู่ในทุกๆที่ จำนวนของโรงงานทั้งหมดมีเป็นร้อยถึงพันแทรกและล่องลอยอยู่ในทุกๆเส้นใยกล้ามเนื้อ โรงงานเหล่านี้ไม่เคยปิดทำการ มันสร้างพลังงานตลอด 24 ชั่วโมงโดยไม่เคยหยุดพัก และในตอนนี้ลองนึกถึงการสร้างโรงงานขึ้นใหม่ ที่ใหญ่ขึ้น และดีขึ้นกว่าเดิม จะเป็นอย่างไรหากเพื่อนๆมีโรงงานขนาดเพิ่มขึ้นมากกว่าเดิม 50% จะเป็นอย่างไรถ้าเพื่อนๆมีโรงงานมากกว่าเดิมสองเท่า ลองนึกถึงพลังงานที่เพื่อนๆจะสามารถสร้างได้ในตอนนั้นสิคะ แต่ตอนนี้เพื่อนๆไม่ต้องจินตนาการอีกต่อไปแล้วค่ะ ต่อไปหลังจากนี้ เราจะมาคุยกันถึงการสร้างโรงงานเหล่านี้กันค่ะ
การฝึกซ้อมเพื่อการสร้างโรงไฟฟ้า
การฝึกซ้อมเพื่อเพิ่มไมโตคอนเดรียจะคล้ายกับการฝึกซ้อมเพื่อเพิ่มหลอดเลือดฝอยดังที่กล่าวไปแล้วในตอน “การสร้างความแข็งแรงของหลอดเลือด” นั่นเพราะว่าไมโตคอนเดรียและหลอดเลือดฝอยนั้นพัฒนาไปได้ด้วยอัตราเดียวกัน และบ่อยครั้งมักมาจากตัวกระตุ้นตัวเดียวกัน หลอดเลือดฝอยเพิ่มจำนวนขึ้นเพื่อการรับออกซิเจนได้มากขึ้น ไมโตคอนเดรียเพิ่มขึ้นทั้งจำนวนและขนาดเพื่อรองรับความต้องการที่มีปริมาณมากขึ้นนั่นเอง
การฝึกซ้อมเพื่อไมโตคอนเดรียประกอบไปด้วย
การฝึกซ้อมเพื่อกระตุ้นไมโตคอนเดรียนั้นจะไม่ได้เพิ่มเฉพาะความสามารถในการสร้างพลังงานที่ใช้ออกซิเจนเท่านั้น หากแต่ยังแสดงให้เห็นถึงชิ้นส่วนจิ๊กซอลชิ้นสุดท้ายสำหรับการวัดผลที่มีความน่าเชื่อถือมากที่สุดในการวิ่ง นั่นก็คือ VO2max ค่ะ ติดตามอ่านต่อไปนะคะ ว่ามันช่วยเพิ่มอย่างไรบ้าง
ไมโตคอนเดรีย
ไมโตคอนเดรียได้รับรางวัลจากนักวิ่งทุกคน เพราะว่ามันเป็นตัวสร้างพลังงานที่ใช้ออกซิเจนให้กับนักวิ่งทั้งหมดค่ะ แน่นอนล่ะ ที่พวกมันก็มีหน้าที่อื่นเหมือนกัน ตัวอย่างเช่น พวกมันช่วยควบคุมการตายของเซลล์ จัดหาเอนไซม์ในการสร้างฮีโมโกลบิน กำจัดแอมโมเนียไปให้กับเซลล์ตับ แต่หน้าที่อื่นๆเหล่านั้นไม่สำคัญเลยเมื่อพวกเรานักวิ่งแตะปลายเท้าลงบนทางวิ่งแข่ง 5 กิโลเมตร หรือจะเป็นมาราธอน ณ จุดนั้น ทั้งหมดหมายถึงพลังงานค่ะ
ในบทที่ว่าด้วยการสร้างความแข็งแรงของระบบหัวใจและหลอดเลือดในนักวิ่ง เราได้พิจารณาระบบการขนส่งออกซิเจน แต่ในตอนนี้ ถึงเวลาพูดถึงระบบการบริโภคออกซิเจนของร่างกาย ซึ่งหมายถึงกระบวนการการดึงออกซิเจนออกจากหลอดเลือดฝอย และนำเอาเข้าสู่เซลล์กล้ามเนื้อ แล้วจึงเป็นขั้นตอนการนำออกซิเจนไปใช้เพื่อสร้างพลังงาน ดาวเด่นของระบบนี้คือไมโตคอนเดรีย ที่นำเข้าออกซิเจนและใช้มันเป็นหนึ่งในส่วนผสมสำคัญในการสร้างสารที่ชื่อว่า Adrenosine triphosphate หรือเรียกย่อๆว่า ATP ซึ่งเป็นพลังงานแก่กล้ามเนื้อ ยิ่งเพื่อนๆมีไมโตคอนเดรียมากเท่าไร เพื่อนๆยิ่งบริโภคออกซิเจนมากขึ้นเท่านั้น การเกิดสองกระบวนการนำส่งออกซิเจนและการบริโภคออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นนี้เอง ทำให้เพิ่มการวัดค่าตัวหนึ่งที่เรารู้จักกันในนาม VO2max ค่ะ
ดังที่ได้เคยคุยกันไปบ้างแล้วเกี่ยวกับ VO2max เราจะทบทวนความหมายกันสักนิดนึงนะคะ VO2max คือปริมาณออกซิเจนสูงสุดที่ร่างกายเพื่อนๆสามารถบริโภคได้ภายใน 1 นาที มองในอีกมุมหนึ่ง มันคือปริมาณออกซิเจนทั้งหมดที่ระบบหัวใจและหลอดเลือดนำส่งได้และถูกดูดซับด้วยเซลล์ใน 1 นาที ในขณะพักมีออกซิเจนเพียง 20% – 30% ของที่เพื่อนๆหายใจเข้าไปเท่านั้นที่ถูกดูดซับไปใช้ ในขณะที่เพื่อนๆออกกำลังกาย เปอร์เซ็นต์ของออกซิเจนที่ถูกดึงมาใช้จากลมหายใจจะมีปริมาณมากขึ้นอีกมากมาย และมากขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งผลสุดท้าย เพื่อนๆไปถึงจุดที่ไมโตคอนเดรียสามารถผลิตพลังงานจากออกซิเจนได้เต็มกำลังความสามารถ 100% แล้ว นั่นหมายความว่า เพื่อนๆไม่สามารถใช้ออกซิเจนมากไปกว่านี้แล้วนั่นเอง ณ จุดนั้น จึงเรียกได้ว่าเพื่อนๆได้ไปถึง VO2max ของเพื่อนๆแล้วค่ะ
การสร้างไมโตคอนเดรียสูงสุด
เส้นใยกล้ามเนื้อต่างชนิดกันบรรจุไมโตคอนเดรียด้วยปริมาณที่แตกต่างกัน เส้นใยกล้ามเนื้อแบบหดตัวช้านั้นมีปริมาตรไมโตคอนเดรียสูงที่สุด ในขณะที่เส้นใยกล้ามเนื้อแบบหดตัวเร็วมีปริมาตรน้อยที่สุด เพื่อนๆสามารถสร้างไมโตคอนเดรียของเพื่อนๆขึ้นใหม่ให้ใหญ่ขึ้น แข็งแรงมากขึ้น และมีปริมาณมากขึ้นได้มากกว่าก่อนการฝึกซ้อม โดยมี 2 หนทางในการเพิ่มปริมาตรของไมโตคอนเดรีย
เมื่อเส้นใยกล้ามเนื้อของเพื่อนๆมีไมโตคอนเดรียที่เพิ่มขึ้นแล้ว มันจะเหมือนกับชุมชนที่มีโรงงานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็นพิเศษเลยค่ะ มันช่วยผ่อนภาระของโรงงานไฟฟ้าเดิมที่มีอยู่แล้ว และเพิ่มศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้นด้วย เช่นเดียวกันกับขนาดของไมโตคอนเดรียที่หากมีขนาดใหญ่ขึ้นก็จะสามารถสร้างพลังงานให้มากขึ้นตามไปด้วยค่ะ
เพื่อนๆสามารถสร้างไมโตคอนเดรียได้อย่างรวดเร็วด้วยการฝึกที่เหมาะสม ในปี 2008 งานวิจัยเกี่ยวกับการเพิ่มปริมาตรให้กับไมโตคอนเดรีย (Mitochondrial biogenesis) ของด็อกเตอร์จอห์น โอ โฮลอสซี่ (Dr.John O. Holloszy) ได้เขียนไว้ว่า “การศึกษาได้แสดงให้เห็นว่าการออกกำลังกายแค่เพียงครั้งเดียวสามารถกระตุ้นให้มีการเพิ่มปริมาตรไมโตคอนเดรียได้” และดอกเตอร์เดวิด คอสทิว (Dr.David Costill) ยักษ์ใหญ่แห่งวงการสรีระวิทยาการออกกำลังกาย และด็อกเตอร์สก็อตต์ แทรปป์ (Dr.Scott Trappe) เขียนไว้ในหนังสือของพวกเขาที่ชื่อว่า Running: The Athlete Within ปี 2002 ว่า “งานวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มความหนักประมาณ 5% ทุกสัปดาห์ สามารถเพิ่มจำนวนไมโตคอนเดรียในกล้ามเนื้อได้จากการฝึกซ้อมความทนทานนาน 27 สัปดาห์ ในขณะเดียวกัน ขนาดของไมโตคอนเดรียเฉลี่ยได้เพิ่มขึ้นจาก 11.5 ไปเป็น 15.5 ไมครอนส์ยกกำลังสองต่อ 100 ส่วน นั่นหมายถึง เพิ่มขนาดขึ้น 35%”
แน่นอนล่ะว่าการเพิ่มปริมาตรไมโตคอนเดรียของเพื่อนๆเองจะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายๆอย่าง ซึ่งประกอบด้วย พันธุกรรม สภาพความฟิตของร่างกาย ณ ปัจจุบัน ปริมาณการฝึก และความหนักของการฝึก การประมาณค่าการปรับตัวอย่างถูกต้องนั้นไม่ใช่วิทยาศาสตร์ที่ถูกต้องนัก ตามที่ด็อกเตอร์โรนัลด์ แอล เทอจุง (Dr.Ronald L.Terjung) นักวิจัยศาสตร์การออกกำลังกายได้เขียนไว้ว่า “องค์ประกอบของไมโตคอนเดรียในกล้ามเนื้อจะเพิ่มไปได้ถึงระดับหนึ่งแล้วจะคงที่หลังจากการฝึกซ้อมผ่านไปประมาณ 5 สัปดาห์” หากใช้ตารางการวิเคราะห์การปรับตัวของไมโตคอนเดรียต่อการฝึกซ้อมของเทอจุงและนักวิจัยอื่นๆตามที่ให้มา ก็จะช่วยประมาณอัตราที่เพื่อนๆสามารถคาดหวังการปรับตัวที่เกิดขึ้นอย่างเต็มที่ได้ จากตารางในสัปดาห์ที่ 1 จะมีการปรับตัวของไมโตคอนเดรียเพิ่มขึ้น 44% สัปดาห์ที่ 2 เพิ่มขึ้น 63% และสัปดาห์ที่ 3,4 และ 5 เพิ่มขึ้น 77%, 89% และ 100% ตามลำดับค่ะ
ตารางแสดงการปรับตัวของไมโตคอนเดรียที่เพิ่มขึ้นต่อจำนวนสัปดาห์ของการออกกำลังกาย
จำนวนสัปดาห์ |
การปรับตัวของไมโตคอนเดรีย |
1 |
44% |
2 |
63% |
3 |
77% |
4 |
89% |
5 |
100% |
การปรับตัวของไมโตคอนเดรีย
เพื่อนๆสามารถคาดหวังการปรับตัวของไมโตคอนเดรียได้ 4 ระดับค่ะ
จากการกระตุ้นที่กล่าวมา เราต้องกำหนดเงื่อนไขต่อไปนี้
ข้อเสียเปรียบหนึ่งของการปรับตัวของไมโตคอนเดรียก็คือ เมื่อไมโตคอนเดรียเริ่มปรับตัวครั้งแรกนั้น พวกมันยังไม่สามารถผลิตพลังงานจากออกซิเจนได้ ดอกเตอร์บ็อบ เทรฟเฟเน (Dr.Bob Treffene) ปริญญาเอกทางด้านพลังงานในสิ่งมีชีวิตและโค้ชของนักว่ายน้ำเหรียญทองโอลิมปิกหลายคนอย่างเช่น เอียน ทร็อป (Ian Thorpe), เคเรน เพอร์กิ้น (Kieren Perkins), รีเบคก้า แอดลิงตัน (Rebecca Adlington) ได้แนะนำว่าระยะนี้ใช้เวลานาน 10 – 13 วันและทำให้เกิดปัญหาทางด้านการใช้ประโยชน์จากออกซิเจน เนื่องจากไมโตคอนเดรียมักปรับตัวกันเป็นกลุ่ม จำนวนเปอร์เซ็นต์การเพิ่มขนาดนั้นอาจไม่เห็นการเปลี่ยนแปลงมากนักหลังการฝึกกระตุ้นอย่างหนัก ผลที่ได้กลับกลายเป็นความรู้สึกขี้เกียจในการฝึกซ้อมโปรแกรมที่เดิมเคยง่ายในช่วงสัปดาห์ที่ผ่านมา
อย่าตื่นตกใจค่ะ นี่เป็นเรื่องปกติมาก ความจริงแล้ว เป็นข่าวดีนะคะ เพื่อนๆได้จุดระเบิดแรงปรับตัวที่นำไปสู่สมรรถนะที่จะพัฒนาขึ้นในช่วง 2 สัปดาห์
ในเวลาเดียวกัน จงระวังว่าการฝึกซ้อมที่มากเกินไปในสัปดาห์ก่อนหน้าการแข่งขันใหญ่ จะทำให้มีความเสี่ยงต่อการปรับตัวของไมโตคอนเดรียในช่วงแรกที่ทำให้รู้สึกเหมือนไม่มีแรง และมีผลต่อการแข่งขันได้ จึงเป็นความคิดที่ดี ถ้าจะยอมละทิ้งการฝึกซ้อมที่มากเกินไปในช่วงนี้ นี่ไม่ได้หมายความว่าเพื่อนๆควรแค่วิ่งเหยาะๆหรือไม่ทำอะไรเลย ถ้าเพื่อนๆล้มเหลวที่จะกระตุ้นไมโตคอนเดรียด้วยการฝึกซ้อมที่เพิ่มมากขึ้น เพื่อนๆจะสูญเสียสิ่งที่สร้างมาจากสัปดาห์ก่อนถึงครึ่งหนึ่งเลยทีเดียว ดังนั้นเพื่อนๆจึงควรผสมผสานการวิ่งยาว การวิ่งซ้ำที่ความเร็ว 10 กิโลเมตรบ้าง หรือการวิ่งแบบเทมโปในช่วงที่หยุดการฝึกซ้อมเพื่อสร้างไมโตคอนเดรียด้วยค่ะ
การแนะนำการฝึกซ้อมเพื่อเพิ่มไมโตคอนเดรีย
ไมโตคอนเดรียในเซลล์กล้ามเนื้อที่แตกต่างกันต้องการการฝึกซ้อมที่แตกต่างกัน สำหรับไมโตคอนเดรียในเซลล์กล้ามเนื้อแบบหดตัวช้า การวิ่งเก็บระยะ (Long term milage) คือคำตอบ การวิ่งยาว (Long runs) และการวิ่งแบบเทมโป (Tempo) ยังช่วยกระตุ้นการปรับตัวของไมโตคอนเดรียในเซลล์กล้ามเนื้อแบบหดตัวช้าได้เช่นกัน สำหรับเซลล์กล้ามเนื้อแบบหดตัวเร็วปานกลางนั้น เคล็ดลับคือ การวิ่ง 2 – 5 นาทีที่ความเร็ว 5 กิโลเมตร หรือ 10 กิโลเมตร นักวิ่งที่แข็งแรงมากอาจเพิ่มการวิ่งขึ้นเขาระยะทางยาวซ้ำด้วยก็ได้ เซลล์กล้ามเนื้อแบบหดตัวเร็วจะได้ประโยชน์จากการวิ่งซ้ำที่ความเร็ว 800 เมตร ด้วยการวิ่งซ้ำสั้นได้ถึง 100 เมตร และไม่นานเกิน 60 วินาที (และใช้ช่วงพัก 2 – 4 รอบระหว่างช่วง) และสุดท้ายสำหรับนักวิ่งที่อยู่ในช่วงวิกฤต ในทางทฤษฎีแล้ว HIIT สามารถให้ประโยชน์กับเซลล์กล้ามเนื้อทั้งสามชนิดได้ การฝึกซ้อมวิ่งซ้ำที่ความเร็ว 400 เมตร สามารถใช้ในการฝึกซ้อมแบบ HIIT ได้ค่ะ
การฝึกซ้อมวิ่ง
การสร้างโรงงานผลิตไฟฟ้า (ไมโตคอนเดรีย) จะใช้การฝึกซ้อมเดียวกับการฝึกซ้อมเพื่อเพิ่มหลอดเลือดฝอย ด้วยการเพิ่มการวิ่งซ้ำที่เร็วขึ้นเพื่อกระตุ้นการเพิ่มไมโตคอนเดรียในเซลล์กล้ามเนื้อแบบหดตัวเร็ว การฝึกซ้อมที่จะกล่าวถึงต่อไปคือ
การฝึกซ้อมวิ่งอื่นๆที่ได้กล่าวไปแล้วในหัวข้ออื่น และมีผลต่อการพัฒนาไมโตคอนเดรียคือ
บทสรุป
อย่าปล่อยให้ศัพท์วิทยาศาสตร์จ๋าอย่าง “ไมโตคอนเดรีย” ทำให้เพื่อนๆท้อถอยนะคะ การฝึกซ้อมไมโตคอนเดรียมีความสำคัญพอๆกับการเพิ่มจำนวนเม็ดเลือดแดงหรือการเพิ่มความแข็งแรงของหัวใจ ยิ่งจำนวนไมโตคอนเดรียมากขึ้นและใหญ่ขึ้นเท่าใด ก็จะยิ่งทำให้เพื่อนๆพบความแตกต่างระหว่างความสนุกสนานในการวิ่งและการพยายามออกแรงตลอดการวิ่งของเพื่อนๆเอง ฝึกซ้อมต่อไปค่ะ ในเมื่อการฝึกซ้อมหนึ่งวิธีนั้นมีประโยชน์ต่อหลายระบบในร่างกาย เพื่อนๆฝึกซ้อม 1 ครั้ง เพื่อนๆยิงปืนทีเดียวได้หลายระบบเลยล่ะค่ะ ยังไงก็คุ้มแล้วค่ะ
ขอให้เพื่อนนักวิ่งเตรียมร่างกายให้พร้อมสำหรับการสร้างโรงงานผลิตไฟฟ้าใหม่กันนะคะ
Recent Comments