การออกกำลังกายแบบแอโรบิกหรือที่เรียกว่าคาร์ดิโอคือการออกกำลังกาย^{[ 1 ]} ที่มี ความเข้มข้นต่ำถึงสูงซึ่งอาศัยกระบวนการสร้างพลังงาน แบบแอโรบิกเป็นหลัก ^{[ 2 ]}คำว่า "แอโรบิก" หมายถึง "เกี่ยวข้องกับ หรือต้องการออกซิเจน" ^{[ 3 ]}และหมายถึงการใช้ออกซิเจนเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานระหว่างการออกกำลังกายผ่าน กระบวนการ เผาผลาญแบบแอโรบิกอย่างเพียงพอ^{[ 4 ]}การออกกำลังกายแบบแอโรบิกทำได้โดยการทำกิจกรรมที่มีความเข้มข้นระดับเบาถึงปานกลางซ้ำๆ เป็นเวลานาน^{[ 2 ]} ตามข้อมูลขององค์การอนามัยโลก ผู้ใหญ่กว่า 31% และวัยรุ่นกว่า 80% ไม่สามารถรักษาระดับกิจกรรมทางกายตามที่แนะนำได้^{[ 5 ]} ตัวอย่างของการออกกำลังกายแบบคาร์ดิโอหรือแอโรบิก ได้แก่ การวิ่งหรือการเดินระยะกลางถึงไกล การว่า ยน้ำการปั่นจักรยานการปีนบันไดและการเดิน^{[ 6 ]}

เพื่อลดความเสี่ยงของปัญหาสุขภาพ แนะนำให้ออกกำลังกายแบบแอโรบิกที่มีความเข้มข้นปานกลาง 2.5 ชั่วโมงต่อสัปดาห์^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}ในขณะเดียวกัน การออกกำลังกายเพียงหนึ่งชั่วโมงครึ่ง (11 นาทีต่อวัน) ก็สามารถลดความเสี่ยงของการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรโรคหัวใจและ หลอดเลือด โรค หลอดเลือดสมองและมะเร็งได้^{[ 10 ] [ 11 ]}

การออกกำลังกายแบบแอโรบิกอาจเรียกได้ว่า "แอโรบิกอย่างเดียว" ได้ดีกว่า เนื่องจากได้รับการออกแบบให้มีความเข้มข้นต่ำพอที่จะเปลี่ยนคาร์โบไฮเดรตทั้งหมดให้เป็นพลังงานแบบแอโรบิกผ่านการผลิต ATP ของไมโทคอนเดรีย ไมโทคอนเดรียเป็นออร์แกเนลล์ที่ต้องพึ่งพาออกซิเจนในการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมัน การออกกำลังกายแบบแอโรบิกทำให้เกิดการปรับโครงสร้างของเซลล์ไมโทคอนเดรียภายในเนื้อเยื่อของตับและหัวใจ^{[ 12 ]}

อาร์ชิบัลด์ ฮิลล์นักสรีรวิทยาชาวอังกฤษ ได้นำเสนอแนวคิดเรื่องปริมาณการใช้ออกซิเจนสูงสุดและหนี้ออกซิเจนในปี 1922 ^{[ 13 ] [ 14 ]}แพทย์ชาวเยอรมันออตโต เมเยอร์ฮอฟและฮิลล์ ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ ร่วมกันในปี 1922 จากผลงานอิสระที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญพลังงานของกล้ามเนื้อ^{[ 15 ]}จากผลงานนี้ นักวิทยาศาสตร์เริ่มวัดปริมาณการใช้ออกซิเจนระหว่างการออกกำลังกาย เฮนรี เทย์เลอร์ จากมหาวิทยาลัยมินนิโซตาและนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดนเพอร์-โอโลฟ ออสตรานด์และเบงต์ ซัลตินได้มีส่วนร่วมที่โดดเด่นในช่วงทศวรรษ 1950 และ 1960 ^{[ 16 ]}ห้องปฏิบัติการความเหนื่อยล้าของฮาร์วาร์ด ศูนย์วิจัยกล้ามเนื้อโคเปนเฮเกน รวมถึงมหาวิทยาลัยต่างๆ ในเยอรมนี ก็ได้มีส่วนร่วมเช่นกัน^{[ 17 ] [ 18 ]}

หลังสงครามโลกครั้งที่สอง กิจกรรมนันทนาการเพื่อสุขภาพ เช่นการวิ่งจ็อกกิ้งได้รับความนิยม^{[ 19 ]}แผนการออกกำลังกายของกองทัพอากาศแคนาดาซึ่งพัฒนาโดย ดร. บิล ออร์บันและเผยแพร่ในปี พ.ศ. 2504 ได้ช่วยเปิด ตัว วัฒนธรรมการออกกำลังกาย สมัยใหม่ ^{[ 20 ] [ 21 ]}

นักกายภาพบำบัด พันเอกพอลีน พอตต์สและ ดร. เคนเนธ เอช. คูเปอร์ [ ^{22 ] ทั้ง}คู่สังกัดกองทัพอากาศสหรัฐฯ สนับสนุนแนวคิดเรื่องการออกกำลังกายแบบแอโรบิก ในช่วงทศวรรษ 1960 คูเปอร์เริ่มทำการวิจัยด้านเวชศาสตร์ป้องกัน เขาทำการวิจัยอย่างกว้างขวางครั้งแรกเกี่ยวกับการออกกำลังกายแบบแอโรบิกกับบุคลากรของกองทัพอากาศสหรัฐฯ กว่า 5,000 คน^{[ 23 ] [ 24 ]}หลังจากที่เขาสนใจในความเชื่อที่ว่าการออกกำลังกายสามารถรักษาสุขภาพได้ ในปี 1966 เขาได้บัญญัติศัพท์คำว่า "แอโรบิก" สองปีต่อมา ในปี 1968 เขาได้ตีพิมพ์หนังสือชื่อเดียวกัน ในปี 1970 เขาได้ก่อตั้งสถาบันคูเปอร์เพื่อการวิจัยและการศึกษาที่ไม่แสวงหาผลกำไรซึ่งอุทิศให้กับเวชศาสตร์ป้องกัน เขาได้ตีพิมพ์หนังสือThe New Aerobics เวอร์ชันสำหรับตลาดมวลชน ในปี 1979 คูเปอร์ได้สนับสนุนให้ผู้คนนับล้านหันมาออกกำลังกาย และปัจจุบันเขาเป็นที่รู้จักในฐานะ "บิดาแห่งแอโรบิก" ^{[ 25 ] [ 26 ]}หนังสือของคูเปอร์เป็นแรงบันดาลใจให้แจ็กกี้ โซเรนเซน สร้างท่าเต้นแอโรบิก ซึ่งได้รับความนิยมมากขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970 ในสหรัฐอเมริกา และในเวลาเดียวกัน จูดี้ มิสเซ็ตต์ได้ พัฒนา และขยายJazzercise

ในช่วงทศวรรษ 1970 มีการวิ่งบูมอย่างมากซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกการวิ่งมาราธอนที่นิวยอร์ก และการเกิดขึ้นของรองเท้าที่มีพื้นรองรับแรงกระแทก^{[ 27 ]}

การออกกำลังกายแบบแอโรบิกที่บ้านได้รับความนิยมไปทั่วโลกหลังจากมีการเผยแพร่ วิดีโอออกกำลังกาย Workout ของ Jane Fondaในปี 1982 ^{[ 28 ] [ 29 ]} การออกกำลังกาย แบบแอโรบิกด้วยสเต็ปได้รับความนิยมในช่วงทศวรรษ 1990 โดยได้รับแรงผลักดันจากผลิตภัณฑ์และโปรแกรมสเต็ปจากรองเท้า Reebok

การออกกำลังกายแบบแอโรบิกมีรูปแบบมากมายนับไม่ถ้วน^{[ 1 ]}โดยทั่วไปแล้ว การออกกำลังกายประเภทนี้จะทำในระดับความเข้มข้นปานกลางเป็นระยะเวลาค่อนข้างนาน ตัวอย่างเช่นการวิ่งระยะทางไกลด้วยความเร็วปานกลางถือเป็นการออกกำลังกายแบบแอโรบิก แต่การวิ่งเร็วไม่ใช่ การเล่นเทนนิสประเภทเดี่ยว ซึ่งมีการเคลื่อนไหวเกือบต่อเนื่อง โดยทั่วไปถือเป็นกิจกรรมแอโรบิก ในขณะที่กิจกรรมที่มีการเคลื่อนไหวอย่างกระฉับกระเฉงเป็นช่วงสั้นๆ สลับกับการเคลื่อนไหวแบบสบายๆ เป็นเวลานาน อาจไม่ใช่การออกกำลังกายแบบแอโรบิก ดังนั้น กีฬาบางประเภทจึงเป็น "แอโรบิก" โดยเนื้อแท้ ในขณะที่การออกกำลังกายแบบแอโรบิกอื่นๆ เช่น การฝึกฟา ร์ทเลกหรือคลาสเรียนเต้นแอโรบิก ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อพัฒนาสมรรถภาพและความฟิตของระบบแอโรบิก การออกกำลังกายแบบแอโรบิกส่วนใหญ่มักเกี่ยวข้องกับกล้ามเนื้อขาเป็นหลักหรือทั้งหมด อย่างไรก็ตามก็มีข้อยกเว้นอยู่บ้าง เช่นการพายเรือในระยะทาง 2,000 เมตรขึ้นไป ถือเป็นกีฬาแอโรบิกที่ใช้กล้ามเนื้อหลายกลุ่มหลัก รวมถึงกล้ามเนื้อขา หน้าท้อง อก และแขน

กิจกรรมระดับปานกลาง^{[ 30 ]}

• การว่ายน้ำ^{[ 6 ]}
• เต้นรำ
• การเดินป่าบนพื้นราบ
• การปั่นจักรยาน^{[ 6 ]}ด้วยความเร็วต่ำกว่า 10 ไมล์ต่อชั่วโมง (16 กม./ชม.)
• การเดินระดับปานกลาง(ประมาณ 3.5 ไมล์ต่อชั่วโมง (5.6 กิโลเมตรต่อชั่วโมง))
• การเล่นสกีลงเขา
• เทนนิส (ประเภทคู่)
• ซอฟต์บอล
• การทำสวน
• งานดูแลสวนเบาๆ
• การวิ่งเหยาะๆ^{[ 6 ]}

กิจกรรมที่กระฉับกระเฉง

• เดินเร็ว (ประมาณ 4.5 ไมล์ต่อชั่วโมง (7.2 กิโลเมตรต่อชั่วโมง))
• ปั่นจักรยานด้วยความเร็วมากกว่า 10 ไมล์ต่อชั่วโมง (16 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)
• เดินป่าขึ้นเขา
• การเล่นสกีครอสคันทรี^{[ 6 ]}
• การปีนบันได^{[ 6 ]}
• ฟุตบอล
• การวิ่งเหยาะๆ
• กระโดดเชือก
• เทนนิส (ประเภทเดี่ยว)
• บาสเกตบอล
• งานหนักในลาน^{[ 31 ] [ 32 ]}
• การฝึกแบบวงรี^{[ 6 ]}
• การพายเรือ^{[ 6 ]}

การออกกำลังกายแบบแอโรบิกและความฟิตสามารถเปรียบเทียบได้กับการออกกำลังกายแบบแอนแอโรบิกซึ่งการฝึก ความแข็งแรง และการวิ่งระยะสั้นเป็นตัวอย่างที่เด่นชัดที่สุด การออกกำลังกายทั้งสองประเภทแตกต่างกันที่ระยะเวลาและความเข้มข้นของการหดตัวของกล้ามเนื้อ ตลอดจนวิธีการสร้างพลังงานภายในกล้ามเนื้อ^{[ 33 ]} การออกกำลังกาย ด้วยเคทเทิลเบลทั่วไปเป็นการผสมผสานระหว่างแอโรบิกและแอนแอโรบิก การพักฟื้น 24 ชั่วโมงระหว่างการออกกำลังกายแบบแอโรบิกและการฝึกความแข็งแรงจะนำไปสู่ความฟิตที่มากขึ้น^{[ 34 ] [ 35 ]}

งานวิจัยใหม่เกี่ยวกับหน้าที่ของต่อมไร้ท่อของกล้ามเนื้อที่หดตัวแสดงให้เห็นว่าทั้งการออกกำลังกายแบบแอโรบิกและแอนแอโรบิกส่งเสริมการหลั่งไมโอไคน์ซึ่งมีประโยชน์ต่างๆ เช่น การเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อใหม่ การซ่อมแซมเนื้อเยื่อ และหน้าที่ต้านการอักเสบต่างๆ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดโรคอักเสบต่างๆ^{[ 36 ]}การหลั่งไมโอไคน์นั้นขึ้นอยู่กับปริมาณของกล้ามเนื้อที่หดตัว ระยะเวลา และความเข้มข้นของการหดตัว ดังนั้น การออกกำลังกายทั้งสองประเภทจึงก่อให้เกิดประโยชน์ต่อต่อมไร้ท่อ

ในเกือบทุกสภาวะ การออกกำลังกายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic exercise) มักจะควบคู่ไปกับการออกกำลังกายแบบใช้ออกซิเจน (aerobic exercise) เนื่องจากกระบวนการเผาผลาญแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่าจะต้องเสริมระบบการเผาผลาญแบบใช้ออกซิเจน เนื่องจากความต้องการพลังงานที่เกินขีดความสามารถของระบบการเผาผลาญแบบใช้ออกซิเจน ในระหว่างการออกกำลังกายแบบไม่ใช้ออกซิเจน ร่างกายจะต้องสร้างพลังงานผ่านกระบวนการอื่นนอกเหนือจากการเผาผลาญแบบใช้ออกซิเจน รวมถึง กระบวนการไกล โคไลซิสควบคู่กับการหมักกรดแลคติกและระบบฟอสโฟครีเอทีนเพื่อ สร้างพลังงานในรูปของATP

ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของการออกกำลังกาย ร่างกายจะเลือกใช้เชื้อเพลิงบางรูปแบบเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงาน แหล่งพลังงานหลักสองแหล่งสำหรับการออกกำลังกายแบบแอโรบิกในร่างกาย ได้แก่ไขมัน (ในรูปของเนื้อเยื่อไขมัน ) และไกลโคเจนกรดอะมิโนยังสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานในระหว่างการออกกำลังกายแบบแอโรบิกได้ แต่ในสัดส่วนที่พอเหมาะ (ประมาณ 3% ของการใช้พลังงานทั้งหมดในระหว่างการออกกำลังกาย^{[ 37 ]} ) ในการออกกำลังกายแบบแอโรบิกที่มีความเข้มข้นต่ำ ร่างกายจะใช้ไขมันเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับการหายใจระดับเซลล์แต่เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น ร่างกายจะใช้ไกลโคเจนที่เก็บไว้ในกล้ามเนื้อและตับหรือคาร์โบไฮเดรตอื่นๆ แทน เนื่องจากเป็นแหล่งพลังงานที่เร็วกว่า^{[ 38 ]}การออกกำลังกายแบบแอโรบิกที่มีความเข้มข้นต่ำหรือปานกลางไม่ใช่วิธีที่มีประสิทธิภาพมากนักในการลดไขมันเมื่อเทียบกับการออกกำลังกายแบบแอโรบิกที่มีความเข้มข้นสูง การสลายไขมัน (การไฮโดรไลซิสของไตรกลีเซอไรด์เป็นกรดไขมัน) ^{[ 39 ]}ไม่ใช่การเผาผลาญไขมัน (การเปลี่ยนกรดไขมันเป็นคาร์บอนไดออกไซด์) เป็นตัวอธิบายการลดมวลไขมันที่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้น มีการแสดงให้เห็นว่ากรดไขมันถูกบริโภคเพื่อการรักษาบาดแผล โดยการออกกำลังกายที่มีความเข้มข้นปานกลางจะไม่ก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญเหมือนการออกกำลังกายที่มีความเข้มข้นสูง ขนาดของเนื้อเยื่อไขมันถูกกำหนดโดยขนาดของการแข่งขันทางโภชนาการจากกล้ามเนื้อและปอดสำหรับการสร้างเซลล์ใหม่และการเติมพลังงานหลังการออกกำลังกาย^{[ 40 ]}

ประโยชน์ต่อสุขภาพที่เป็นไปได้ของการออกกำลังกายแบบแอโรบิกเป็นประจำ ได้แก่: ^{[ 41 ]}

• อาจช่วยปรับปรุงอารมณ์ได้^{[ 41 ] [ 6 ]}
• ช่วยเสริมสร้างและขยาย กล้ามเนื้อ หัวใจเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการสูบฉีดเลือดและลดอัตราการเต้นของหัวใจขณะพัก ซึ่งเรียกว่าการออกกำลังกายแบบแอโรบิก
• อาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการไหลเวียนโลหิตและลดความดันโลหิต
• อาจช่วยรักษาความเป็นอิสระในช่วงบั้นปลายชีวิต^{[ 41 ] [ 6 ]}
• เพิ่มจำนวนเม็ดเลือดแดงทั้งหมดในร่างกาย ทำให้การขนส่งออกซิเจนสะดวกขึ้น^{[ 42 ]}
• ช่วยปรับปรุงสุขภาพจิต รวมถึงลดความเครียดและลดความเสี่ยงต่อภาวะซึมเศร้า ตลอดจนเพิ่มความสามารถทางปัญญา^{[ 43 ]}เพิ่มการสังเคราะห์ปัจจัยบำรุงประสาทที่ได้จากสมอง (BDNF)ซึ่งเชื่อว่ามีส่วนช่วยให้เกิดประโยชน์ต่อการรับรู้จากการออกกำลังกายอย่างสม่ำเสมอ^{[ 44 ]}
• อาจสังเกตเห็นภาวะซึมเศร้าลดลงเล็กน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากใช้การออกกำลังกายแบบแอโรบิกเป็นวิธีการรักษาเพิ่มเติมสำหรับผู้ป่วยที่เป็นมะเร็งเม็ดเลือด^{[ 45 ]}
• ช่วยลดความเสี่ยงต่อโรคเบาหวาน ( การวิเคราะห์แบบเมตาแสดงให้เห็นจากการศึกษาหลายครั้งว่าการออกกำลังกายแบบแอโรบิกช่วยลดระดับHb A _1Cในผู้ป่วยเบาหวานประเภท 2 ได้ ^{[ 46 ]} )
• ช่วยลดความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตจากปัญหาหัวใจและหลอดเลือด^{[ 47 ]}
• ส่งเสริมการลดน้ำหนัก^{[ 48 ] [ 49 ]}
• ช่วยลดความเสี่ยงของโรคกระดูกพรุน^{[ 50 ]}
• อาจช่วยปรับปรุงความจำเหตุการณ์^{[ 51 ]}

ข้อเสียบางประการของการออกกำลังกายแบบแอโรบิก ได้แก่:

• การบาดเจ็บจากการใช้งานมากเกินไปของระบบกล้ามเนื้อและกระดูกเนื่องจากการออกกำลังกายซ้ำๆ โดยเฉพาะนักกีฬาอายุน้อย (อายุต่ำกว่า 19 ปี) มีความเสี่ยงเป็นพิเศษ^{[ 52 ]}
• กลุ่มอาการ ฝึกฝนมากเกินไปอาจนำไปสู่การทำงานผิดปกติอย่างต่อเนื่องของระบบต่างๆ ในร่างกาย^{[ 53 ]}
• การฝึกซ้อมในปริมาณมากโดยได้รับแคลอรี่ไม่เพียงพอทำให้นักกีฬา โดยเฉพาะนักกีฬาหญิง มีความเสี่ยงต่อRED-S ^{[ 52 ]}
• การออกกำลังกายแบบแอโรบิกอาจไม่มีประสิทธิภาพเท่ากับการออกกำลังกายแบบอื่น ตัวอย่างเช่นการฝึกแบบช่วงเวลาความเข้มสูง (HIIT) ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าให้ประโยชน์ที่คล้ายคลึงกันในเวลาออกกำลังกายต่อสัปดาห์ที่น้อยกว่ามาก^{[ 54 ]}

ทั้งประโยชน์ต่อสุขภาพและประโยชน์ต่อประสิทธิภาพ หรือ "ผลการฝึก" จำเป็นต้องมีระยะเวลาและความถี่ในการออกกำลังกายที่มากกว่าค่าต่ำสุดที่กำหนดไว้ ผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่แนะนำให้ออกกำลังกายอย่างน้อย 20 นาที อย่างน้อย 3 ครั้งต่อสัปดาห์^{[ 55 ]}

การออกกำลังกายแบบแอโรบิกเป็นวิธีที่ได้รับความนิยมมานานในการลดน้ำหนักและเสริมสร้างความแข็งแรงของร่างกาย โดยมักอยู่ในรูปแบบเชิงพาณิชย์

• ในช่วงทศวรรษ 1970 Judi Sheppard Missett ได้ช่วยสร้างตลาดสำหรับแอโรบิกเชิงพาณิชย์ด้วยโปรแกรมJazzercise ของเธอ ^{[ 56 ]}ในขณะเดียวกันJacki Sorensenก็กำลังขยายระบบการเต้นแอโรบิกของเธอ^{[ 57 ]}
• ในช่วงทศวรรษ 1980 ริชาร์ด ซิมมอนส์ได้จัดรายการออกกำลังกายแบบแอโรบิกทางโทรทัศน์ และทำตามแบบอย่างของเจน ฟอนดา โดยออกวิดีโอออกกำลังกายหลายชุด ^{[ 58 ]}
• ในช่วงทศวรรษ 1990 Tae BoของBilly Blanksช่วยทำให้การออกกำลังกายแบบคาร์ดิโอ-บ็อกซิ่งที่ผสมผสานการเคลื่อนไหวของศิลปะการต่อสู้เป็นที่นิยม^{[ 59 ]}รองเท้าReebok ทำให้ การออกกำลังกายแบบแอโรบิก ด้วยสเต็ปเป็นที่นิยม ด้วยอุปกรณ์ Reebok Step และโปรแกรมการฝึกอบรม^{[ 60 ]}

• แอโรบิก
• การฝึกความอดทน
• สรีรวิทยาการออกกำลังกาย
• ผลกระทบทางชีววิทยาประสาทของการออกกำลังกาย
• การแสดงดนตรีและการออกกำลังกายแบบแอโรบิก

• สื่อที่เกี่ยวข้องกับการออกกำลังกายแบบแอโรบิกในวิกิมีเดียคอมมอนส์