【導語(yǔ)】這是一篇詳盡闡述乳酸的文章,從專(zhuān)業(yè)的角度分析人體訓練與乳酸的關(guān)系,同時(shí)提出了延遲性酸痛和乳酸堆積無(wú)關(guān)。
凡是參加過(guò)體育運動(dòng)的人都有經(jīng)歷過(guò)肌肉酸痛,或運動(dòng)疲勞等現象,很多人會(huì )把這種酸痛歸罪于“乳酸積累”。真的是乳酸在起作用嗎?
乳酸究竟與運動(dòng)有何關(guān)系?
乳酸是一種有機小分子物質(zhì),分子式是C3H6O3。它是一個(gè)含有羥基的羧酸,因此是一個(gè)α-羥酸(AHA)。在水溶液中它的羧基釋放出一個(gè)質(zhì)子,而產(chǎn)生乳酸根離子CH3CHOHCOO?。乳酸有酸性,有兩個(gè)旋光異構體。一個(gè)被稱(chēng)為L(cháng)-(+)-乳酸或(S)-乳酸,另一個(gè)被稱(chēng)為D-(-)-乳酸或(R)-乳酸。左旋的乳酸在汗、血、肌肉、腎和膽中出現?;旌系娜樗醽?lái)自酸奶制品、番茄汁、啤酒、鴉片和其它高等植物。1780年,瑞典化學(xué)家Carl Wilhelm Scheele首先發(fā)現了乳酸。Scheele是在酸奶中發(fā)現并分離出乳酸的,因此命名為乳酸(1actic acid)。實(shí)際上,乳酸的真正化學(xué)名稱(chēng)應該為2一羥基丙酸(2-hydroxypropanoic acid)。1808年,Berzelius發(fā)現動(dòng)物疲勞的肌肉中產(chǎn)生乳酸,并且其濃度與肌肉的活動(dòng)程度成比例。1907年,弗萊徹和霍普金(Fletcher&Hopkins)報道肌肉疲勞以及缺氧導致乳酸的堆積,并且發(fā)現在有氧氣存在的情況下堆積的乳酸可以消失,其研究成果為希爾(A.V.Hill)后來(lái)的“氧債學(xué)說(shuō)”打下了基礎。在此后乳酸在競技體育中廣泛應用,自從20世紀五六十年代血乳酸被應用于體育界以來(lái),血乳酸在闡明和了解訓練的原理、制定和修改訓練計劃、調節和控制運動(dòng)強度、評定和預測訓練水平方面作出巨大貢獻,故乳酸有“訓練標尺”之美稱(chēng)。目前,隨著(zhù)血乳酸測試方法的不斷改進(jìn),特別是乳酸分析儀(尤其是便攜式乳酸分析儀)的普及,血乳酸在運動(dòng)中的運用越來(lái)越廣泛。
乳酸生成與消除
人體主要以有氧代謝為主,體內安靜不缺氧狀態(tài)下,機體的乳酸主要來(lái)自一些經(jīng)糖無(wú)氧代謝以獲得部分或大部分能量的組織和細胞,如皮膚上皮細胞、視網(wǎng)膜、睪丸、腎上腺髓質(zhì)、成熟紅細胞,白細胞等均進(jìn)行強烈的糖酵解,其中尤以皮膚中的糖酵解速度最快。而成熟紅細胞幾乎全靠糖酵解獲得能量。這些組織、細胞以及上面所提到的骨骼肌內的乳酸,均可迅速進(jìn)入血液,成為血乳酸,所以,在安靜狀態(tài)下,血乳酸總是保持一定的水平,約1mmol/L左右,在劇烈運動(dòng)后,血乳酸最大可以達到20mmol/L,甚至更高。主要來(lái)自于無(wú)氧代謝的肌肉生成。通常安靜狀態(tài)下,骨骼肌中乳酸含量為1~2mmol/Kg肌肉,運動(dòng)時(shí)最大可達到30 mmol/Kg肌肉,運動(dòng)后肌乳酸和血乳酸變化與時(shí)間關(guān)系。
運動(dòng)后肌乳酸與血乳酸濃度隨時(shí)間變化圖
如果乳酸在激烈運動(dòng)過(guò)程中在肌肉的堆積,確實(shí)會(huì )形成肌肉pH值的下降,造成肌肉酶活性的降低,進(jìn)而形成肌肉活動(dòng)的疲勞現象(急性肌肉酸痛)。因此加快運動(dòng)后乳酸的清除對于改善運動(dòng)競技能力就很有幫助,一直以來(lái),作為有機小分子物質(zhì)的乳酸,可以順著(zhù)濃度梯度,從細胞內擴散至細胞外,但現在研究發(fā)現在肌細胞膜含有單羧酸轉運蛋白,MCT,MCT1和MCT4主要存在于人類(lèi)和大鼠骨骼肌,有助于乳酸的跨膜運輸。乳酸有三條去路,一是同樣進(jìn)入線(xiàn)粒體進(jìn)行有氧代謝;二是通過(guò)糖異生途徑生成葡萄糖,葡萄糖還可以合成糖原;三是進(jìn)入血液運到肝臟細胞代謝;最后,還有極少量乳酸會(huì )隨汗液和尿液直接排泄出去。
通常運動(dòng)后加快乳酸清除的辦法是以慢跑或其它輕松的運動(dòng)方式 (強度為最大攝氧量的35%至65%左右),進(jìn)行整理運動(dòng),不但可以加速血乳酸送到肝臟儲存與氧化的反應,而且還能夠增加心臟與工作肌利用乳酸作為燃料的量, 確實(shí)提升運動(dòng)后血乳酸的排除效率。另外,運動(dòng)后進(jìn)行按摩或者伸展運動(dòng)也有助于促進(jìn)乳酸的轉化,但最新的研究并不支持此觀(guān)點(diǎn)。實(shí)踐中還有人發(fā)現,運動(dòng)后吸入20分鐘左右的高濃度氧也能讓人體較快地清除一些代謝堆積產(chǎn)物。
在運動(dòng)醫學(xué)界,如何解決乳酸堆積帶來(lái)的問(wèn)題。讓身體迅速恢復機能,也成為了關(guān)注的焦點(diǎn)。從目前的研究結果來(lái)說(shuō),主要有兩種思路:一是通過(guò)增加有氧代謝的能力,直接減少乳酸的產(chǎn)生;二是提升糖酵解系統的功能,讓身體更耐受已然生成的乳酸,并加速乳酸的轉運和代謝。
對于很少運動(dòng)的人,偶爾進(jìn)行運動(dòng)時(shí),肌肉內的血液供應不足,就會(huì )產(chǎn)生酸性物質(zhì)乳酸,當乳酸未能及時(shí)代謝排出體外或氧化掉,積聚起來(lái)就會(huì )刺激到肌肉中的神經(jīng)末梢,導致肌肉酸痛,這往往是急性酸痛。運動(dòng)后乳酸的清除最多在運動(dòng)后的1~2小時(shí),但是這種酸痛往往在運動(dòng)后的1至3天較為明顯,稱(chēng)為延遲性肌肉酸痛,主要是因為肌肉局部炎癥反應有關(guān),與乳酸的堆積無(wú)關(guān)。
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