Накопления большого количества молочной кислоты в мышцах вызывает в них боль и утомление потому что

Давайте выясним, что такое молочная кислота и почему она образуется в мышцах. Изучим правду и мифы о средствах избавления от этого продукта физиологического клеточного дыхания, необходимого для немедленного производства энергии.

Что такое молочная кислота

Молочная кислота – это продукт метаболизма, образование которого связанного с работой мышц в условиях отсутствия кислорода (анаэробиоз).

Клеточное дыхание для получения энергии

Наши клетки используют два типа дыхания: аэробное и анаэробное.

Как мы видим, эти типы дыхания образуют различные метаболиты, но это не единственное отличие, отличается также их эффективность: в случае молочнокислого брожения (анаэробного) образуется 2 молекулы АТФ, а аэробное даёт 38! Это главная причина, по которой без кислорода мы не можем оставаться долгое время.

Почему же клетки выполняют анаэробные процессы даже в присутствии кислорода?

Дело в том, что этот тип дыхания, производя АТФ, позволяет мгновенно удовлетворять запросы в энергии, в то время как аэробным процессам требуется время.

Когда мы нагружаем мышцы, в анаэробное дыхание стремится компенсировать резко возросшую потребность в энергии, по аэробные процессы не вступят в полную силу.

Также следует учитывать, что мышцы состоят из различных волокон:

Производство молочной кислоты, очевидно, пропорционально интенсивности физических упражнений.

От чего зависит количество молочной кислоты

Хотя образование молочной кислоты происходит даже в состоянии покоя, существуют условия, при которых её производство увеличивается, чтобы стимулировать аэробное дыхание.

Количество первоначально накопленной молочной кислоты зависит от двух факторов:

спортивной тренировки
вида деятельности

Конечно же, чем интенсивнее упражнение, тем больше молочной кислоты накапливается.

Функциональным резервом мы называем способность нашего организма реагировать на внешний стимул, который требует ответа (в данном случае энергетического) выше нормы.

Ярким примером является физические упражнения, связанные с тренировкой мышц. После постоянной подготовки в тренажерном зале, мы получаем способность выдерживать более тяжелые нагрузки.

Почему накапливается слишком много молочной кислоты

Уровень молочной кислоты увеличивается при физических нагрузках. Но как? Существует ли предел, выше которого это становится опасным?

Здесь нам на помощь приходит наша физиология. Накопление молочной кислоты соответствует тому, что мы обычно называем усталостью. Молочная кислота, которая накапливается в мышцах, приводит к снижению pH и насыщению анаэробным путём.

На практике, когда спортсмен выполняет упражнение слишком интенсивно или слишком долго, он достигает такого уровня, когда больше не может сокращать мышцы эффективно. Эта ситуация определяется именно накоплением молочной кислоты.

Снижение pH отключает функциональный аппарат клеточного метаболизма. Кроме того, клетки при длительных и интенсивных нагрузках смещают метаболизм в сторону анаэробного, потому что, несмотря на производство меньшего числа энергетических молекул (только 2 АТФ), энергия производится быстрее (но не достаточно!).

Именно по этой причине мы можем работать на максимальной скорости в течение короткого периода времени, а с умеренной скоростью можно пройти десятки километров.

Мышечная усталость (в отличие от других видов усталости) возникает с момента накопления метаболитов анаэробных процессов, которые не могут быть утилизированы.

Молочная кислота и боль – это миф

Всё не так : молочная кислота – продукт физической активности, очень интенсивной или длительной. Однако, всего за два часа весь избыток молочной кислоты вновь будет преобразован в глюкозу. То есть, за время, пока мы возвращаемся домой после пробежки, принимаем душ и готовим ужин, наш организм уже успевает ликвидировать всю молочную кислоту, растворенную в крови.

Напряжение мышц без надлежащей подготовки (регулярных тренировок), приводит к микротравмированию на клеточном уровне. Поврежденные клетки посылают сигнал к нерву, который передаёт сигнал в мозг, что там что-то не так. Заживление таких микротравм может занять несколько дней.

Вместе с тем, ситуация клеточного стресса стимулирует клетки к адаптации. Клетки увеличивается в размерах и лучше переносят большие нагрузки.

Что такое молочная кислота и лактат

Нашему телу постоянно нужна энергия для работы органов и сокращения мышц. С пищей в организм поступают углеводы. В кишечнике они расщепляются до глюкозы, которая затем попадает в кровь и транспортируется в клетки организма, включая мышечные.

В цитоплазме клеток происходит гликолиз — окисление глюкозы до пирувата (пировиноградной кислоты) с образованием АТФ (аденозинтрифосфат, основное топливо организма). Затем за счёт фермента лактатдегидрогеназы пируват восстанавливается до молочной кислоты, которая тут же теряет ион водорода, может присоединить ионы натрия (Na+) или калия (K+) и превращается в соль молочной кислоты — лактат.

Формула молочной кислоты и лактата

Как видим, молочная кислота и лактат — это не одно и то же. Накапливается в мышцах, выводится и перерабатывается именно лактат. Поэтому говорить о молочной кислоте в мышцах некорректно.

До 1970 года лактат считался побочным продуктом, который возникает в работающих мышцах из-за недостатка кислорода. Однако исследования последних десятилетий опровергли это утверждение. Например, Мэтью Рогатски (Matthew J. Rogatzki) в 2015 году выяснил Lactate is always the end product of glycolysis , что гликолиз всегда заканчивается образованием лактата.

Это же утверждает What does glycolysis make and why is it important? Джордж Брукс (George A. Brooks) из Калифорнийского университета, изучающий молочную кислоту более 30 лет. Накопление лактата показывает только баланс между его производством и устранением и не имеет отношения к аэробному или анаэробному метаболизму.

Лактат всегда формируется во время гликолиза вне зависимости от наличия или недостатка кислорода. Он производится даже в состоянии покоя.

Почему многие не любят молочную кислоту

Этот миф давно уже опровергли, однако некоторые фитнес-тренеры до сих пор винят лактат в крепатуре, или отложенной боли в мышцах. На самом деле уровень лактата сильно снижается уже через несколько минут после прекращения нагрузки и полностью приходит в норму где-то через час после тренировки.

Таким образом, лактат никак не может вызывать боль в мышцах через 24–72 часа после тренировки. О том, какие механизмы заставляют ваши мышцы болеть после тренировки, можно почитать в этой статье.

Существует распространённое мнение о том, что уровень лактата в крови влияет на работу мышц. Однако на самом деле в этом виноват не лактат, а ионы водорода, которые повышают кислотность тканей. Когда pH-баланс смещается в кислую сторону, наступает ацидоз. Существует немало исследований, доказывающих, что ацидоз негативно влияет на сокращение мышц.

Когда вы работаете со средней интенсивностью, ионы водорода используются митохондриями для окислительного фосфорилирования (восстановления АТФ из АДФ). Когда интенсивность упражнений и потребность организма в энергии возрастает, восстановление АТФ происходит в основном за счёт гликолитической и фосфагенной систем. Это вызывает увеличенное высвобождение протонов и, как следствие, ацидоз.

В таких условиях увеличивается производство лактата для защиты организма от накопления пирувата и поставки NAD+, необходимого для второй фазы гликолиза. Робергс предположил, что лактат помогает справиться с ацидозом, поскольку может переносить ионы водорода из клетки. Таким образом, без увеличенного производства лактата ацидоз и мышечная усталость наступили бы гораздо быстрее.

Лактат не виноват в том, что во время интенсивной нагрузки у вас устают мышцы. Усталость вызывает ацидоз — накопление ионов водорода и смещение pH организма в кислую сторону. Лактат, наоборот, помогает справиться с ацидозом.

Чем лактат полезен для здоровья и физической подготовки

В 80–90-х годах Джоржд Брукс доказал Lactic Acid Not Athlete’s Poison, But An Energy Source — If You Know How To Use It , что лактат переходит из мышечных клеток в кровь и транспортируется в печень, где восстанавливается до глюкозы в цикле Кори. После этого глюкоза вновь транспортируется по крови в работающие мышцы и может использоваться для производства энергии и запасаться в виде гликогена.

Более того, даже мышцы могут использовать лактат в качестве топлива. В 1999 году Брукс обнаружил Lactic Acid Not Athlete’s Poison, But An Energy Source — If You Know How To Use It , что тренировки на выносливость снижают уровень лактата в крови, даже когда клетки продолжают производить его в том же количестве. В 2000 году он выяснил, что у выносливых атлетов увеличивается количество молекул-переносчиков лактата, которые быстро перемещают лактат из цитоплазмы клетки в митохондрии.

В дальнейших экспериментах учёные обнаружили внутри митохондрий не только белки-переносчики, но и лактатный энзим дегидрогеназу, которая запускает превращение лактата в энергию.

Учёные сделали вывод, что лактат переносится в митохондрии и сжигается там при участии кислорода для добычи энергии.

Лактат служит источником энергии для мышц. В печени он восстанавливается до глюкозы, которая затем снова используется мышцами или запасается в них в виде гликогена. Кроме того, лактат может сжигаться непосредственно в мышцах для производства энергии.

Лактат помогает увеличить потребление кислорода, что тоже положительно влияет на выносливость. Исследование Lactate, not glucose, up-regulates mitochondrial oxygen consumption both in sham and lateral fluid percussed rat brains. 2006 года показало, что лактат, в отличие от глюкозы, увеличивает количество кислорода, потребляемого митохондриями, что позволяет им выработать больше энергии.

А в 2014 году выяснилось Effect of lactate on intermediary metabolites expression and mitochondrial biogenesis in perfused hearts (864.5) , что лактат снижает ответ на стресс и увеличивает производство генов, вовлечённых в создание новых митохондрий.

Лактат увеличивает количество потребляемого кислорода, так что ваше тело сможет дольше переносить нагрузки.

Лактат предотвращает вызванную L-глутаматом эксайтотоксичность. Это патологическое состояние, при котором из-за чрезмерной активности нейронов повреждаются их митохондрии и мембраны и клетка гибнет. Эксайтотоксичность может стать причиной рассеянного склероза, инсульта, болезни Альцгеймера и других заболеваний, связанных с повреждением нервной ткани.

Исследование Lactate Modulates the Activity of Primary Cortical Neurons through a Receptor-Mediated Pathway 2013 года доказало, что лактат регулирует активность нейронов, защищая мозг от эксайтотоксичности.

Кроме того, лактат обеспечивает мозгу альтернативный источник питания, когда глюкозы не хватает. В том же 2013 году учёные выяснили Lactate preserves neuronal metabolism and function following antecedent recurrent hypoglycemia. , что незначительное увеличение циркуляции лактата позволяет мозгу нормально функционировать в условиях гипогликемии.

Более того, исследование Lactate Effectively Covers Energy Demands during Neuronal Network Activity in Neonatal Hippocampal Slices. 2011 года показало, что глюкозы недостаточно для обеспечения энергии во время интенсивной активности синапсов, а лактат может быть эффективным источником энергии, который поддерживает и усиливает метаболизм мозга.

И, наконец, исследование Lactate-mediated glia-neuronal signalling in the mammalian brain. 2014 года доказало, что лактат увеличивает количество норэпинефрина, нейротрансмиттера, который необходим для снабжения мозга кровью и концентрации внимания.

Лактат защищает мозг от эксайтотоксичности, служит источником энергии и улучшает концентрацию внимания.

Лактат создаёт хорошие условия для роста мышц. Исследование Mixed lactate and caffeine compound increases satellite cell activity and anabolic signals for muscle hypertrophy. 2015 года доказало, что добавка из кофеина и лактата увеличивает рост мышц даже во время тренировок низкой интенсивности, активируя стволовые клетки и анаболические сигналы: повышая экспрессию миогенина и фоллистатина.

Ещё 20 лет назад учёные обнаружили Lactate and the effects of exercise on testosterone secretion: evidence for the involvement of a cAMP-mediated mechanism. , что после введения лактата и физических упражнений (плавания) у самцов мышей увеличивается количество тестостерона в плазме крови. Кроме того, повышается количество лютеинизирующего гормона, который также способствует секреции тестостерона. И это, в свою очередь, положительно сказывается на росте мышц.

Лактат увеличивает секрецию гормонов, необходимых для роста мышц.

Наверняка вам не раз приходилось слышать о том, что молочная кислота — причина чуть ли не всех проблем спортсменов: она и плохое самочувствие вызывает, и боли в мышцах, и судороги, и кислородное голодание, и травмы. Молочную кислоту обычно рассматривают как негативный побочный продукт, образования которого следует избегать любой ценой. Однако, мало кому известно, что именно молочная кислота играет главную роль в процессе выработки энергии, необходимой работающим мышцам во время тренировок. Давайте разберемся, действительно ли так уж она опасна.

Биохимия молочной кислоты

Молочная кислота – это побочный продукт гликолиза, то есть процесса распада или расщепления глюкозы, являющейся главным источником углеводов в нашем организме, и гликогена, накапливаемого в мышцах. По существу, она представляет собой расщепленную пополам молекулу глюкозы.

Молочная кислота является биохимическим посредником углеводного обмена. Углеводы поступают из кишечника в печень в форме глюкозы, где она превращается в гликоген. Однако большая часть глюкозы минует печень и вместе с кровотоком поступает в мышцы, где и превращается в молочную кислоту, которая в свою очередь поступает обратно в кровоток, когда в этом появляется необходимость, затем в печень, где из нее образуется гликоген. Таким образом, большую часть печеночного гликогена организм получает не напрямую из глюкозы, поступающей в печень с кровью, а через образование молочной кислоты. Этот процесс ученые назвали “парадоксом глюкозы”.

Почему же при образовании гликогена возникает этот “обходной путь”? Объясняется это тем, что соли молочной кислоты выводятся из кровеносной системы гораздо быстрее, чем глюкоза, что позволяет организму усваивать поступающие с пищей углеводы без значительного и резкого подъема уровня инсулина в крови, а значит, и без накопления жировых отложений. Во время тренировок такой подъем может вам только навредить, поскольку он способствует снижению доступности углеводов, которые так необходимы для осуществления интенсивного обмена веществ, сопровождаемого выработкой энергии.

Молочная кислота – важный источник энергии

Топливом служит около 75% молочной кислоты, образовавшейся во время тренировки. Остальные 25% направляются через кровь в печень и почки, где преобразуются в глюкозу. Таким образом, излишков молочной кислоты не образуется, зато в крови постоянно поддерживается достаточный уровень глюкозы, что представляет особую важность для успешного проведения длительных и интенсивных тренировок.

Но и это еще не все. Во время проработки, к примеру, мышц рук неработающие мышцы выделяют молочную кислоту из накопившихся в них запасов гликогена. Эта молочная кислота с кровотоком поступает в печень, где из нее образуется глюкоза, которая с кровью направляется к активно работающим мышцам и используется в качестве сырья для восстановления в них гликогена. Иначе говоря, благодаря молочной кислоте неработающие мышцы помогают восстановлению тех мышц, которые в данный момент испытывают нагрузку.

Важность молочной кислоты

Почему же молочная кислота так важна в регулировании обменных процессов? Точного ответа на этот вопрос ученым пока найти не удалось. Тем не менее это вполне объяснимо с физиологической точки зрения. Для того чтобы глюкоза, имеющая довольно крупные и сложные молекулы, могла пройти через клеточные мембраны, ей необходима такая медленная транспортная система, как инсулин.

Молекула же молочной кислоты вдвое меньше молекулы глюкозы, поэтому ей не требуется гормональная поддержка, ведь она способна самостоятельно и достаточно легко проходить из одной клетки в другую. Она проникает через клеточные мембраны посредством мгновенного процесса, который носит название облегченного переноса.

Кроме того, большое количество молочной кислоты в кровоток выделяется мышцами, и там она также служит потенциальным топливом, которое расходуется на выработку энергии. Однако медаль имеет и оборотную сторону. Когда организм синтезирует молочную кислоту, он расщепляет ее на два иона — лактатный и водородный. Именно последний и является кислотой.

Ион водорода вмешивается в электролитные сигналы, исходящие от нервов и мышц, замедляет энергетические реакции и ослабляет мышечные сокращения. Именно он вызывает ощущение жжения в мышцах, которое начинают испытывать спортсмены во время интенсивных тренировок. Так что в возникновении мышечного утомления повинна вовсе не молочная кислота, а продукт ее расщепления — ион водорода.

Молочная кислота в мышцах

Известно, что при интенсивной физической нагрузке молочная кислота вызывает жжение в мышцах, которое ассоциируется с мышечным утомлением. Ионы водорода оказывают влияние на процессы сокращения мышц и энергопроизводящие реакции.

Во время тренировки нервная система предохраняет сердце, головной мозг и мышцы от кислородного голодания. Уровень молочной кислоты в мышцах служит для нее важным сигналом при распределении крови по телу. Если система определяет, что снабжение кислородом какого-либо участка тела должно быть снижено, она сокращает в этом месте кровоток, что и приводит к утомлению.

Как правило, вместе с водородным ионом обвиняют и лактатный, хотя на самом деле он играет не последнюю роль в нашем организме, поскольку представляет собой чрезвычайно быстрое топливо для сердца и мышц. Именно лактат способствует стабильному снабжению организма углеводами даже во время многочасовых нагрузок. Лактат становится настоящим другом для тех спортсменов, которые тренируются с отягощениями, футболистов, троеборцев, бегунов на длинные дистанции, пловцов и велосипедистов.

Молочная кислота вызывает не все типы утомления, возникающие во время тренировок. При тех нагрузках, которые требуют высокой степени выносливости, например при беге на длинные дистанции или в триатлоне, уровень молочной кислоты в крови существенно не изменяется, несмотря на то что ее производство увеличивается. Дело здесь в том, что молочная кислота используется в качестве топлива.

В начале забега уровень потребления мышцами глюкозы и расщепления гликогена значительно повышается. Такой ускоренный темп углеводного обмена приводит к увеличению производства молочной кислоты, в результате чего ее содержание в крови повышается.

Кровь, направленная в работающие мышцы, может перенести часть молочной кислоты в другие ткани, где она будет расходоваться на выработку энергии. В результате ее уровень в мышцах и крови понизится. Несмотря на это уровень молочной кислоты по-прежнему останется высоким.

Иногда бывает так, что в процессе забега или тренировки с отягощениями вы вдруг ощущаете внезапное облегчение. Говорят, что в такие моменты открывается “второе дыхание”. Как показывают исследования, при выполнении физических упражнений уровень выработки и удаления молочной кислоты повышается в 3-6 раз по сравнению с состоянием покоя, даже в том случае, если потребление кислорода удерживается на максимальном уровне.

Действительно ли молочная кислота вызывает утомление

Наблюдения специалистов показали, что во время интенсивных упражнений пики утомления и уровня молочной кислоты совпадают. Связь между молочной кислотой и утомлением признавалась до сих пор, однако недавно у науки появились точные техники измерения биохимии клеток.

Многие ранние исследования показывали, что в изолированных мышцах снижение pH (повышение кислотности) замедляло скорость химических реакций в клетках. На самом же деле молочная кислота предотвращает утомление. Ее введение в мышцы крыс во время упражнений повышало их выносливость.

Накопление ионов калия во время выполнения силовых упражнений вмешивается в работу мышц и передачу нервных импульсов, вызывая утомление. У людей снижение pH за счет увеличения уровня молочной кислоты в мышцах позволяет им дольше работать даже при повышенном уровне калия.

По окончании выполнения упражнений, с наступлением утомления, уровень молочной кислоты падает до нормы уже через 10 минут, в то время как восстановление силы требует около 1 часа. Введение молочной кислоты в утомленную мышцу не оказало никакого эффекта на скорость ее восстановления. Это доказывает, что накопление молочной кислоты никак не связано с мышечным утомлением.

Молочная кислота и боль в мышцах

Многие спортсмены убеждены в том, что молочная кислота является причиной боли в мышцах. На самом же деле она не имеет никакого отношения к “запаздывающей” мышечной боли, которая возникает на следующий день после тяжелой тренировки. Эта боль вызвана микроскопическими разрывами волокон во время эксцентрической, или негативной, фазы движения.

Как ни странно, эти повреждения возникают именно при опускании веса. Если бы на тренировке вы только поднимали вес, а опускал бы его за вас кто-то другой, то, возможно, ваши мышцы никогда бы не болели. Этот факт подтвержден научными экспериментами.

Концентрическое сокращение мышц при подъеме веса микроразрывов не вызывает. Парадокс заключается в том, что именно при подъеме тяжестей молочной кислоты вырабатывается гораздо больше, чем при опускании, а это значит, что если бы причиной мышечных болей была молочная кислота, то после концентрических движений тело должно было бы болеть сильнее. Однако происходит как раз наоборот.

Обвиняют молочную кислоту также и в возникновении судорог. Но в действительности они начинаются из-за перевозбуждения мышечных рецепторов при утомлении мышц. С целью избавления от боли и судорог многие спортсмены прибегают к массажу, горячим ваннам и другим расслабляющим процедурам, которые якобы помогают удалить из мышечных волокон переизбыток молочной кислоты.

Убеждены в этом и все массажисты. Тем не менее не найдено никаких научно подтвержденных доказательств того, что массаж и теплые ванны выводят из организма молочную кислоту. Напротив, проведенные учеными эксперименты дали абсолютно противоположный результат.

Далее ученым необходимо было выяснить, какое воздействие оказывают на молочную кислоту пассивный отдых, массаж и спокойная езда на велосипеде. У всех испытуемых был взят анализ крови сразу же после нагрузки, а затем — спустя 20 минут после восстановления.

Оказалось, что и пассивный отдых лежа на спине, и массаж не оказали практически никакого влияния на уровень солей молочной кислоты в крови спортсменов, зато он значительно снизился после того, как третий испытуемый в течение 15-20 минут спокойно проехался на велосипеде. И это вовсе не значит, что массаж не приносит никакой пользы, напротив, эта процедура очень полезна, но не в отношении избавления от молочной кислоты.

Ученые доказали, что мышцы используют в качестве топлива лактатный ион не только во время тренировок, но и в процессе восстановления, так что молочная кислота, вопреки распространенному мнению, не остается в мышцах наподобие отработанного моторного масла, а это значит, что каждый спортсмен способен заставить ее работать на себя. Поможет этому правильно составленная тренировочная программа, в которой периоды высокоинтенсивных тренировок чередуются с тренировками на выносливость, что ускоряет удаление молочной кислоты из мышц.

Таким образом, уровень обмена молочной кислоты помогает вам выполнять физические нагрузки с большей интенсивностью. Для того чтобы повысить способность организма использовать лактат в качестве топлива, необходимо позаботиться об увеличении его содержания в мышцах во время тренировок. Достаточное количество лактата в вашей мышечной системе при выполнении физических упражнений стимулирует выработку энзимов, которые ускоряют его использование.

Высокоинтенсивный интервальный тренинг способствует лучшей адаптации сердечно-сосудистой системы к регулярным физическим нагрузкам, что усиливает снабжение кислородом мышечных и других тканей организма. Следовательно, для получения молочной кислоты потребуется меньшее количество углеводов, а лучшая циркуляция крови ускорит ее доставку в ткани и удаление из кровотока.

Тренировки на выносливость способствуют мышечной адаптации, что также ускоряет удаление молочной кислоты. Увеличение функциональной мощности митохондрий скелетных мышц приводит к повышенному использованию в качестве источника энергии жирных кислот, в результате чего образование молочной кислоты снижается, а удаление ее из организма происходит быстрее.

Кроме того, немаловажную роль в этом отношении играет питание. Интенсивные и жесткие тренировки истощают запасы гликогена в мышцах и печени, поэтому всем спортсменам, как уже указывалось выше, необходима диета с богатым содержанием углеводов.

Накопление молочной кислоты в мышцах вызывает в них боль и утомление потому что

Факторы, влияющие на скорость накопления лактата в организме
1). Абсолютная интенсивность упражнений — по причинам, обозначенным ранее.
2). Натренированность работающих мышц. Большее количество митохондрий улучшает способность окислительного метаболизма при высоких скоростях гликолитических потоков. Кроме того, улучшенная способность к окислению жирных кислот приводит к уменьшению использования глюкозы при субмаксимальных интенсивностях. Метаболизм жиров проходит по другому пути, чем для глюкозы, и молочная кислота не образуется. Высокая плотность капилляров улучшает и доставку кислорода к митохондриям и вымывание отходов из работающих мышц.
3). Состав мышечных волокон. Медленные волокна производят меньше лактата при заданной нагрузке, чем быстрые, вне зависимости от степени тренированности.
4). Распределение нагрузки. Большая мышечная масса, работающая при средней интенсивности даст меньше молочной кислоты, чем небольшое количество мышц, но при высокой интенсивности. Например, гребец может научиться эффективно распределять усилие между мышцами ног, спины и рук, чем концентрировать всю нагрузку на ногах или на верхнем плечевом поясе.
5). Скорость очистки крови от лактата. По мере тренировки поток крови к таким органам, как печень и почки падает меньше при любой рабочей нагрузке из-за уменьшающейся симпатической стимуляции. Это приводит к увеличению вывода лактата этими органами из циркуляторной системы.

Почти всё о молочной кислоте

Боль в мышцах и судороги
Молочная кислота не является причиной боли и судорог в мышцах. Боль, появляющаяся в мышцах на следующий день после тренировки, вызвана повреждением мышечных волокон и их воспалением. Судороги же вызываются мышечными рецепторами, которые перевозбуждены утомлением мышц. Многие атлеты используют массаж, горячие ванны и другие методы расслабления для удаления молочной кислоты из мышечных волокон с целью избавления от боли и судорог. Хотя такие методы имеют свои полезные стороны, избавление от молочной кислоты не является одной из них. Лактат используется мышцами в качестве топлива как во время тренировок, так при восстановлении, а не остается в них подобно переработанному моторному маслу.

Питание тоже играет немаловажную роль. Интенсивный и жесткий тренинг истощает запасы гликогена в мышцах и печени. Поэтому всем спортсменам, работающим на выносливость, необходима богатая углеводами диета.
Углеводы обеспечивают скорейшее получение глюкозы, поэтому атлет прекрасно себя чувствует и имеет источник быстрого получения энергии. Более того, глюкоза способствует восполнению запасов гликогена во время восстановительного периода. Когда уровень глюкозы в крови и гликогена в мышцах восстановлен, глюкоза становится источником формирования лактата, помогающего восполнить запасы гликогена в печени.

В практической физиологии было мало тем, которые исследовались бы больше или обсуждались бы более горячо, чем лактатный порог. Эти проблемы создают детали, а не базовая концепция. Однако, именно основы необходимы для тренировок и выступлений. Так что мы обратимся к ним.

Что такое молочная кислота, и откуда она берется?
Употребляемые вами углеводы состоят из молекул нескольких различных сахаров: сахарозы, фруктозы, глюкозы и др. Однако, пока печень делает свою работу, все эти сахара превращаются в глюкозу, которая может быть усвоена всеми клетками. Мышечные волокна получают глюкозу и или используют ее немедленно, или запасают в форме длинных глюкозных цепочек, называемых гликогеном. Во время тренировки гликоген распадается до глюкозы, которая затем проходит через последовательность энзиматических реакций, что не требует кислорода. Все эти реакции происходят в среде клетки или в цитозоле. Они могут происходить очень быстро и производить некоторое количество АТФ. Этот путь называется анаэробным гликолизом (бескислородным расщеплением глюкозы). Каждая отдельная молекула глюкозы должна пройти эту последовательность реакций, чтобы поглотить полезную энергию и превратиться в АТФ, энергетическую молекулу, которая поддерживает мышечные сокращения и все остальные энергозависимые клеточные функции.

В каком направлении МОЙ пируват будет двигаться при нагрузке?
Я уверен, вы догадались, что это — основной вопрос, имеющий большое влияние на результаты соревнований. Я постараюсь ответить на него на трех уровнях: отдельное мышечное волокно, целая мышца, активная во время упражнений и целый тренирующийся организм.

Работающая мышечная клетка
В отдельном сокращающемся мышечном волокне. Частота и продолжительность сокращений будут определять потребность в АТФ. Эта потребность будет удовлетворяться за счет использования двух ресурсов энергии: жирных кислот и молекул глюкозы (пока игнорируем небольшой вклад белков). Как только потребность в АТФ увеличивается, возрастает темп движения глюкозы гликолитическому пути. Поэтому при высоких нагрузках внутри отдельного мышечного волокна скорость производства пирувата будет очень высока. Если в волокне много митохондрий (а значит, больше пируватдегидрогеназы), пируват будет в большей степени превращаться в ацетил-коферментА и перемещаться в митохондрии при относительно небольшом производстве лактата. Дополнительно, метаболизм жирных кислот обеспечивает большую часть потребности в АТФ. Метаболизм жиров вовсе не производит лактат! Лактат, получившийся при расщеплении глюкозы, будет диффундировать из мест с высокой концентрацией внутри мышечной клетки к низкой концентрации вне мышечного волокна и во внеклеточную жидкость, а затем в капилляры.

Целая работающая мышца
Теперь давайте взглянем на мышцу в целом, например, vastus lateralis, мышцу группы четырехглавых при езде на велосипеде. При низкой нагрузке гликолитический поток низок и получающийся пируват в основном двигается в митохондрии для окислительного расщепления. Поскольку нагрузка мала, активны в основном медленные волокна. Эти волокна имеют много митохондрий. Когда нагрузка возрастает, задействуется больше волокон, и у них более длительный рабочий цикл. Теперь потребность в АТФ возрастает в ранее активных волокнах, приводя к более высокому темпу образования пирувата. Большая доля ее теперь превращается в молочную кислоту, а не попадает в митохондрии, благодаря конкуренции соответствующих энзимов. Между тем, начинают работать некоторые быстрые двигательные единицы. Это увеличивает лактатный поток из мышцы из-за меньшего количества митохондрий в этих волокнах. Скорость появления лактата в крови нарастает.

Организм в целом
Это только одна из нескольких мышц, которые работают при езде на велосипеде. С увеличением интенсивности, увеличивается мышечная масса, призванная обеспечить потребность в вырабатываемой силе. Все эти мышцы выделяют в межклеточное пространство и кровь больше или меньше молочной кислоты, в зависимости от их соотношения быстрых и медленных волокон, степени тренированности и уровня активности. Однако, организм не только производит молочную кислоту, но и потребляет ее. Сердце, печень, почки и неработающие мышцы — это те места, где молочная кислота может быть поглощена из крови и либо превращена обратно в пируват и переработана в митохондриях, либо использована ресинтеза глюкозы (в печени). В этих местах низкая внутриклеточная концентрация лактата, так что молочная кислота проникает В эти клетки из циркулирующей системы. Если скорость поглощения или исчезновения молочной кислоты равна скорости ее производства или появления в крови, то концентрация лактата в крови остается постоянной (или около того). Когда скорость производства лактата превышает скорость его утилизации, молочная кислота накапливается в объеме крови, и мы видим НАЧАЛО НАКОПЛЕНИЯ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ (ННМК). Это и есть лактатный порог (ЛП).

Практические выводы
Производство молочной кислоты — это не совсем плохо. Если бы мы не могли производить лактат, наша способность делать короткие высокоинтенсивные упражнения была бы почти уничтожена. Однако, я уверен, вы сознаете, что молочная кислота — это кошмар для тренирующегося на выносливость. Накопление в клетке протонов (увеличенная кислотность), которое отделяется от лактата, приводит к торможению сокращений мышц. Тяжесть в ногах возникает из-за протонов! Главное то, что интенсивность упражнений выше точки ННМК можно поддерживать только от нескольких минут до, может быть, одного часа в зависимости от того, насколько нагрузка превышает интенсивность при ННМК. Упражнения при этой или более низкой интенсивности могут выполняться часами. Причины утомления при интенсивности ниже ЛП включают в себя истощение запасов углеводов и обезвоживание.

Измерение лактатного порога
Ранее мы уже обсуждали высокие значения МПК для тренирующихся на выносливость. Большой МПК устанавливает потолок темпа работы, который мы можем терпеть. Это показатель величины нашего мотора. Однако, лактатный порог сильно влияет на то, какой процент мощности этого мотора может быть задействован реально и продолжительно.
Многие из вас никогда не будут измерять его в лаборатории, но краткое описание теста на ЛП довольно полезно, т.к. оно приведет нас к некоторым специфическим выводам для гонок и тренировок. Тест состоит из последовательных этапов упражнений на беговой дорожке, велоэргометре, тренажере для гребли и т. д. Сначала интенсивность составляет около 50-60% МПК. Каждый этап обычно длится около 5 минут. Незадолго до конца каждого этапа записывается ЧСС, измеряется потребление кислорода и берется проба крови из пальца или мочки уха. Концентрация лактата в крови может быть определена во время теста с использованием специального инструментария. После этих измерений нагрузка увеличивается, и все шаги повторяются. После 6 этапов теста мы можем получить распределение интенсивностей ниже, около и выше ННМК или ЛП. Данные теста, в общем, должны выглядеть как на рисунке.

Эффект тренировки
По указанным выше причинам тренировка приводит к уменьшению производства лактата при любой заданной интенсивности работы. Нетренированные люди обычно имеют ЛП при примерно 60% МПК. По мере повышения тренированности ЛП может вырасти с 60% до 70% и даже выше. Лучшие спортсмены и лучшие спортсмены-ветераны обычно имею ЛП около 80% от МПК. Сообщалось о значениях, достигающих 90%. Лактатный порог чувствителен к тренировке и обусловлен генетически.

Читайте также: