综上所述,运动后乳酸的代谢去路主要被氧化成CO2和水,主要部位在骨骼肌和心肌。运动肌肉生成的乳酸从能量观点来看很容易进入血循环,但由于存在“乳酸相对过量生成”,存在肌肉内乳酸穿梭和血管间乳酸穿梭的转移过程,乳酸也可通过“新的葡萄糖一乳酸一肝糖原”的途径合成肝糖原;也可在肌肉中再合成糖原,或合成脂肪酸和某些氨基酸(如丙氨酸等)。各种代谢去路在一定条件下可用同位素示踪法求出,但受运动强度、持续时间、膳食条件、代谢条件等许多因素影响。故运动后乳酸代谢去路是一个变量,不能用一个简单的热力学比例来表示,但也不是杂乱无章的。在一定条件下求出的数量关系,反映了运动后乳酸代谢的去路和基本数量关系。上述的影响关系只是量上的影响,而不是质的改变。
3.运动时和运动后乳酸消除的意义
运动时和运动后乳酸的消除具有十分重要的生物学意义。乳酸在快收缩肌纤维内生成后,转移到邻近具有高氧化能力的慢收缩肌纤维内氧化,随血液转移到其他低运动强度的骨骼肌、心肌内氧化,为细胞氧化提供底物。
(1)乳酸在肝内糖异生转变为葡萄糖,重新吸收和利用乳酸解离下来的H+,具有改善体内酸碱平衡的作用,葡萄糖释放进入血液,可维持血糖浓度的正常水平,同时供骨骼肌摄取和利用。运动后乳酸糖异生能促使肌糖原和肝糖原贮量的恢复。
(2)运动时血乳酸的消除促使骨骼肌乳酸持续不断地释放进入血液,可以改善肌细胞的内环境,维持糖酵解供能速
二、运动中乳酸的生成量
在安静状态下,乳酸的生成量较少,仅有2毫摩尔/升,运动时,无氧代谢速度加快,肌肉中产生乳酸增加,并逐渐积累,不同运动项目,由于其运动方式、运动强度、运动时间等不同,乳酸的生成量也不同。因此,了解运动后乳酸的积累值,可以帮助我们了解各种运动时代谢特点,科学指导运动训练。
(一)肌乳酸与血乳酸
运动时,肌肉是生成乳酸最多的部位,肌乳酸透过肌细胞膜进入血液,即为血乳酸,肌乳酸和血乳酸可以达到平衡。在平衡时还存在一定的浓度梯度。乳酸透过肌细胞膜的转运过程,除扩散外,还包括强化或活化转运,即同向转运或对输。目前,对乳酸透过肌细胞膜的机理还不清楚,但肌肉和乳酸间平衡有一个过程,时间大约在4—10分钟之间。一般来说,肌乳酸是臂静脉的3倍。如运动时参与活动的肌肉量为20千克,肌乳酸的总量可估计为800毫摩尔,如透过量每分为180毫摩尔,肌肉组织和血流间乳酸的平衡不可能低于4—5分钟。不同运动项目,相同运动项目不同运动强度以及不同个体,肌乳酸与血乳酸达平衡的时间不同,所以,但在运动后测定乳酸以了解肌肉乳酸代谢时应注意这个因素。近几年来,对各种运动后乳酸峰值及取血时间的研究较多,结果均表明,运动后血乳酸峰值与血乳酸浓度、运动强度、取血部位等关系密切,其大约时间为3—10分钟,为了使测定的血乳酸能更准确代表肌乳酸,应在运动后1,3,5,7,9分钟分别取血。
乳酸在体内的分布也存在不均匀性,3分钟的力竭性运动后,5分钟后血乳酸浓度为14.6毫摩尔/升,60分钟后降为4.3毫摩尔/升,而脑脊液安静时为1.7毫摩尔/升,运动后5分钟为1.7毫摩尔/升,60分钟后为1.8毫摩尔/升。这可说明,血乳酸一般来说很难透过大脑屏障,这也是大脑自我保护的一种方法。
运动时肌乳酸和血乳酸的最高浓度报导不一。Hermansen(1971—1977)报导,一次或多次最大强度运动时,肌乳酸可达25毫摩尔/千克,血乳酸可超过20毫摩尔/升;人在重复动力性运动后,血乳酸可达30毫摩尔/升。肌乳酸变动范围为25—55毫摩尔/升。在人体内,大多数肌肉内由混合肌纤维组成,运动时不可能全部肌纤维参与活动.
运动时血乳酸的变化,往往取决于体内乳酸生成速率和乳酸消除速率。乳酸的生成速率与消除速率的研究常用13C一乳酸灌注实验进行研究。但用”C一乳酸灌注时,受试者在安静时血乳酸的生成速率和消除速率基本一致,当给受试者以700千克•米/分或1100千克•米/分负荷时,血乳酸生成速率大于消除速率,但在700千克•米/分负荷后达到一定水平,生成速率则接近消除速率。
(二)运动时乳酸的生成 您位于:运动技术网 http://www.sport120.com
虽然在安静时组织和细胞生成乳酸较多,但运动时骨骼肌是生成乳酸的主要场所。乳酸的生成量与收缩肌纤维的类型和代谢速率的关系十分密切。经常测定血乳酸可以了解体内乳酸生成和代谢变化的特点,作为训练中掌握运动强度的依据。
1.骨骼肌纤维类型与乳酸的生成
由于各类肌纤维的生理特征和代谢特征不同,在运动时被募集的程度不同,故乳酸的生成量也不同。Ⅱ型肌纤维,尤其是Ⅱb型的糖酵解能力高,生成乳酸多,是激烈运动时乳酸生成的主要部位。运动强度越大,氧气供应不足时Ⅱ型肌纤维几乎全部被募集,肌肉乳酸生成最多。
2.短时间极量运动时乳酸的生成
在极量运动时,ATP的利用速率最大值可达安静时的几百倍甚至近千倍,大大超过有氧代谢生成ATP的最大速率。此时,氧气缺乏,血液供应少,Ⅱ型肌纤维几乎全被募集,运动时所需的ATP只能通过磷酸原和肌糖原酵解系统供给。由于人体骨骼肌纤维贮存的ATP,CP含量很少,只能维持最大功率运动10秒钟之久。所以,在10秒钟以上极量运动中,随着ATP、CP的消耗,细胞内ADP,AMP,Pi和肌酸的含量逐渐增多,从而激活糖原分解,加快糖酵解速度。运动持续30一60秒时,糖酵解达最大速度,肌乳酸生成迅速增加,直至运动结束。在竭尽全力的自行车运动中,肌乳酸浓度可达39毫摩尔/千克湿肌,在10秒、30秒、90秒极量运动时,糖酵解供能占总能量消耗的相对百分数分别是44%、49%和42%,可见,乳酸的生成在短时间极量运动时的作用是相当大的。
3.长时间亚极量运动时乳酸的生成 您位于:运动技术网 http://www.sport120.com
在长时间亚极量运动时,体内的氧气较充分,运动时主要靠糖、脂肪的有氧代谢供能,糖酵解供能所占比例较少,主要发生在运动开始时、氧缺乏时和获得稳态氧耗速率以前。
在亚极量运动开始时,运动肌肉糖酵解生成的乳酸量明显增多,其主要原因是,运动开始的数分钟内,运动肌肉存在着局部性缺血,供氧不足,从而加快糖酵解的速度。另一方面,运动开始阶段的氧利用率低也是乳酸生成增加的原因,运动开始阶段,虽肌肉内不缺氧,但也可以生成乳酸。这是因为:第一,运动刺激糖原分解速率迅速提高的过程只需数秒钟,大约在运动30秒左右,丙酮酸和NADH的生成速率达到最大值;第二,在线粒体内,丙酮酸和NADH的氧化速率提高最大值的激活过程需花费1—2分钟,所以,在线粒体达到最大有氧代谢速率之前,即使有氧,也会因丙酮酸和NADH的生成速率与氧化速率之间的暂时不平衡,导致细胞质内丙酮酸和NADH堆积引起的大量乳酸生成。
在长时间亚极量运动中、后期,人体达到稳态氧耗速率。此时,肌肉仍有一定的乳酸生成。一般认为,肌乳酸生成主要发生在极部运动的肌肉内。肌肉生成乳酸,并在同一肌肉部分或完全氧化。但肌肉利用自身乳酸的能力不足时,邻近的低强度运动肌和心肌可以吸收和利用运动肌释放出的血乳酸。所以,运动肌释放乳酸的速率可能与氧化乳酸的最大速率基本相等,其结果使乳酸不在肌肉和血液中堆积。
4.运动后血乳酸水平 您位于: href="http://www.sport120.com/">运动技术网 href="http://www.sport120.com/">http://www.sport120.com