營養師解析⟫鐵腿不是乳酸堆積!原因大公開!

過去的肌肉疲勞理論,認為乳酸是主要限制耐力運動表現的罪魁禍首,乳酸被認為是無氧代謝的廢棄產物,以及高強度運動時導致肌肉疲勞的原因。

更會直接導致運動時的代謝性酸中毒,導致肌肉收縮力降低和運動停止,並認為乳酸造成了延遲性肌肉酸痛(Delayed muscle soreness,簡稱DOMS)。 然而許多的研究早已推翻了這些過去的論點。本文將針對常見對乳酸的誤解來一一的破解。

乳酸堆積-鐵腿-延遲性肌肉酸痛-乳酸是什麼?

重點一⟫乳酸是什麼?

ATP是運動時骨骼肌收縮的即時能量來源,在運動期間肝醣與葡萄糖可以代謝為丙酮酸(Pyruvate)以產生ATP。丙酮酸在有氧氣時氧化代謝獲得更多的ATP,但在無氧情況下則會代謝成乳酸(lactic acid)。

統整一⟫乳酸對人體的用處

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有些學者認為可以將乳酸鹽視為是一種人體內酸性的緩衝物質,透過產生與快速去除乳酸鹽的機制,可以延遲人體發生酸中毒現象,研究也表明酸性環境具有保護作用並能抑制骨骼肌中的高鉀血症。 

另外,生成乳酸還有其他效益,如:促使血紅蛋白釋放更多的氧氣、刺激通氣量、肌肉血流量的增強和心血管驅動力的增加。顯然,乳酸鹽在代謝性酸中毒和運動疲勞中可能扮演一定角色。

統整二⟫為什麼會生成乳酸

以往我們認為乳酸是無氧性激烈運動下的產物,因為在高強度下運動時人體無法及時提供足夠濃度的氧氣,積聚的丙酮酸因處於無氧狀態而代謝成乳酸。但氧氣只是我們在較高運動強度中,導致乳酸鹽增加其中一個原因,其他原因還包含:

-快肌纖維的使用、氧氣的遞送效率、肌肉低氧、糖解作用加速、粒線體能量代謝的能力

– 身體中其它細胞清除和利用乳酸的能力等多種因素。

休息時,血中乳酸之所以能夠維持恆定濃度(約1 mM)的原因,就在於乳酸的產生與排除達到平衡。

重點二⟫運動會造成乳酸堆積嗎?

雖然運動會造成乳酸(lactic acid),這些乳酸則會迅速解離成氫離子,剩餘的則與鈉離子(Na+)或鉀離子(K+)結合形成乳酸鹽(lactate),因此肌肉中不會有太多的Lactic acid,血液裡的含量就更少了,反而是以乳酸鹽形式存在。

在乳酸鹽方面,雖然氧氣的吸收與利用會隨著運動強度呈線性地增加,但乳酸鹽的產生並非隨著運動強度線性地增加,而是穩定地增加直到運動強度超過了一個閾值後才急劇增加,因此確實當運動負荷過高時就會大幅度增加。

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重點三⟫運動疲勞是乳酸堆積造成的嗎?

由於乳酸(鹽)會隨著運動疲勞而增加,因此過去許多學者都認為乳酸就是高強度運動下造成運動疲勞的原因,但現在有越來越多的證據推翻過去乳酸與運動疲勞的關聯性。

由於乳酸鹽會被人體回收利用,心臟、大腦和慢肌纖維能夠非常容易地從血液中清除乳酸鹽,所以如果將快肌纖維產生的乳酸鹽,運送到慢肌纖維或另一個代謝尚未過載的肌肉時,這些肌肉可以將乳酸鹽轉換回丙酮酸,並在有氧的狀態下將乳酸鹽代謝產生能量(ATP)。

因此Lactate在運動期間可作為骨骼肌的燃料來源,也是心臟、腦、腎臟和肝臟可用的燃料來源!

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此外,未以上述方式氧化的乳酸會從運動肌肉擴散到毛細血管中,並且通過血液運輸到肝臟重新合成為葡萄糖,因此運動中累積的乳酸大約在停止運動後12小時血乳酸的濃度就會回復到休息時的狀態。

而真正造成疲勞的是以下三個原因:

1. 在無氧代謝時產生的中間產物例如磷酸鹽(Pi)的增加

2. 高能磷酸鹽(high energy phosphates)比例的改變

3. 活性氧物質(reactive oxygen species, ROS)等具有氧化壓力的代謝物


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重點四⟫運動痠痛是乳酸堆積造成的嗎?

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其實,運動後13天的延遲性肌肉酸痛現象,與乳酸的形成沒有顯著關連。這種延遲性肌肉酸痛常見會發生在突然急遽增加運動量與強度、進行大量的肌肉離心收縮(eccentric contraction)運動,發生以下狀況,才是遲發性肌肉酸痛的主要原因。

1. 造成肌肉纖維的輕微斷裂傷害

2. 超結構肌肉損傷(ultrastructural muscle damage)

3. 敏感化的疼痛感覺接受器(sensitised nocireceptors)

血液中的乳酸濃度來自於產生量與排除能力,訓練可以讓人體對於乳酸鹽堆積有更大的緩衝與耐受性,使得在同樣的負荷量下產生較少的乳酸,而且運動員還可以在激烈運動下,透過大量產生乳酸,訓練人體排除這些乳酸的能力,藉此提高乳酸閾值來強化運動員的無氧能力喔!

結語⟫

乳酸是運動者的朋友而非敵人,在體育運動研究上,還會應用血液乳酸濃度來當作衡量運動員耐力的指標,並用來評估運動員無氧代謝的能力與監控生理負荷強度。

文/曾怡鈞 營養師

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