代天医
连续爬几层楼后,大腿传来一阵酸痛感,这是乳酸在堆积吧?运动后的第二天,肌肉稍一用力就痛到不行,乳酸怎么还没“走”?
“乳酸堆积导致肌肉酸痛”是很多人口中的“常识”,健身教练这样讲,网上、书上也随处可见类似的解释。可实际上,乳酸是个“背锅侠”。
乳酸最初被发现的时候,跟肌肉没什么关系。1780年,瑞典一位药物化学家在酸牛奶中发现了它,因此起名为“乳酸”。
之后的一百多年里,科学家们通过一项项研究发现:单块肌肉多次收缩后,乳酸盐水平升高,pH值降低(酸化),肌肉力量降低,这些变化在氧气不足时更加明显;人体在运动中达到疲劳状态时,也有类似变化,并且感到肌肉酸痛;乳酸盐水平越高,肌肉的酸痛及无力感越严重;某些生病的人体内乳酸盐浓度也会升高;乳酸的酸性很强(pH﹦3.86),强酸性会引起酸痛。
在20世纪20年代,有研究者把这些研究结果拼凑在一起,提出假设:肌肉在氧气不足的环境中收缩时,糖被迫分解产生乳酸这种代谢废物,导致酸化;乳酸只会让人产生肌肉酸痛和疲劳等感觉,没有益处。
这个假设就此把肌肉酸痛的“锅”扣在了乳酸头上,并在之后的一个世纪让它“恶名远扬”。
传统观念认为,肌肉收缩时,糖分解产生乳酸,乳酸立刻分解为乳酸盐与氢离子,导致环境酸化,从而让肌肉酸痛无力。但1983年有科学家提出了另一种观点,并在2004年之后被更多研究者肯定,即“乳酸”这个词本身就不准确,因为没有研究证实肌肉收缩会产生“乳酸”,糖分解时产生的不是乳酸,而是“乳酸盐”,这个分解的过程非但不会直接产生酸,可能还会消耗氢离子,让细胞碱化。
另外,运动时肌肉确实会酸化,但氢离子的来源仍在争论中,目前多数人认为乳酸并不是直接来源,氢离子可能主要来自ATP水解过程。
虽然在运动中,肌肉酸痛无力确实与乳酸盐水平升高同时出现,并且程度相关,但不能因此就确定它们的因果关系。实际上,肌肉酸痛疲劳的同时还伴随着很多其他生理变化,比如酸化、ATP水平降低等。
除了理论分析,实际测试的结果也不支持乳酸盐在运动中单独导致肌肉酸痛的说法。
在2014年的一项研究中,研究人员直接将乳酸盐注射到人的手掌肌肉中,结果发现,即使溶液浓度明显高于运动所能达到的水平,也不会引起明显的疼痛。另外两种肌肉收缩时常见的代谢物——ATP及氢离子,在单独注射时也几乎不会引起疼痛,但同时注射这三种物质就会造成明显的肌肉疼痛。这项试验为乳酸盐洗脱了肌肉酸痛“主犯”的罪名。单凭它自己,浓度再高也不足以“点燃”你的肌肉。
目前认为,在所有代谢物中,引起肌肉疼痛最主要的三种物质是乳酸盐、ATP及氢离子。当三者单独存在或只有两者叠加时作用比较弱,但三者同时出现时会有互相增强的协同效果,明显增强疼痛信号。这三者浓度较低的时候会带来温暖的感觉,浓度升高后则会让人感受到疼痛和烧灼感。
除此之外,还有很多物质在肌肉收缩时浓度升高且可能增强疼痛感,包括缓激肽、钾及多种细胞因子。
因此,运动当时产生的肌肉酸痛是很多物质合力造成的结果,虽然乳酸盐的地位重要,但这“锅”不该由它独自来背。
至于运动后第二天的肌肉酸痛,与乳酸盐的关系更小,因为早在运动刚结束时,乳酸盐就已经被代谢掉了。
休息的时候,血液中的乳酸盐浓度为0.5~2.2毫摩尔/升。开始运动之后,乳酸盐水平通常会逐渐升高,运动强度越大升高速度越快。停止运动后,血液中的乳酸盐浓度一般会继续升高,在运动结束后5分钟达到峰值(10~30毫摩尔/升),之后逐渐下降,并通常在1小时内回落到休息时的水平。
既然浓度早已恢复,运动后第二天的肌肉酸痛就跟乳酸盐堆积毫无关系了。对于这种运动后6~12小时开始出现、48~72小时达到顶峰的酸痛,研究人员仍然没有探明其中的机制,目前认为主要与骨骼肌机械性损伤及炎症反应相关,而不是乳酸盐所致。
乳酸盐替很多其他物质承担了导致肌肉酸痛的骂名,但它对人体的重要作用却鲜少有人提及。近年来的研究逐渐发现,乳酸盐不是代谢废物而是重要燃料,还是一种信号分子,并且是一种集多种传感器为一体的信号分子,具有传递信号的作用。
当人需要在短时间内获得很多能量時,糖在细胞浆中分解生成乳酸盐。这些乳酸盐可以进入线粒体氧化并提供能量,也可以被运至细胞外,由临近的骨骼肌、心、脑、肝、肾等细胞摄取,用来氧化供能或重新合成糖。在某些情况下,乳酸盐甚至是优于葡萄糖的能量来源。
还有一种极端情况可以验证乳酸盐的作用,那就是观察不能生成乳酸盐的病人运动时的状态如何变化。这类病人因为缺乏肌肉磷酸化酶而不能将糖分解为乳酸盐,然而免去乳酸盐堆积并没有增强他们的运动能力,反而让疲劳来得更早了。
总之,乳酸盐不是“迫害”肌肉的代谢废物,下次感觉酸痛的时候,别再错怪它了。
(本文转载自“果壳”)