科学家解释:乳酸为何在肌肉内堆积并导致酸痛

当人体剧烈运动时,由于要向肌肉输送更多氧气,就要增加呼吸速率。人体更倾向于通过有氧方式生成绝大多数能量,这意味着需要大量氧气。然而,在一些时候,如在历史上逃避剑齿虎的追击或是在举重时,所需要的能量生成速度比身体充分传递氧气生成能量的速度更快。

当人体剧烈运动时,由于要向肌肉输送更多氧气,就要增加呼吸速率。人体更倾向于通过有氧方式生成绝大多数能量,这意味着需要大量氧气。然而,在一些时候,如在历史上逃避剑齿虎的追击或是在举重时,所需要的能量生成速度比身体充分传递氧气生成能量的速度更快。在这些情况下,运动中的肌肉会通过厌氧方式生成能量。


科学家解释:乳酸为何在肌肉内堆积并导致酸痛


这些能量来自于糖酵解过程中产生的葡萄糖,葡萄糖会通过一系列步骤被降解或代谢成一种叫作丙酮酸酯的物质。“当人体有充足氧气时,丙酮酸酯会被运输到有氧路径,从而进一步被降解为更多能量。但是当氧气有限时,人体会暂时把丙酮酸酯转化成一种叫作乳酸盐的物质,该物质会促使葡萄糖分解,从而产生能量持续运动。”美国马里兰州运动学系教授Stephen M. Roth说,“运动中的肌细胞能够在1~3分钟内以非常高的速率维持厌氧能量生成方式,在此过程中乳酸盐会积累到很高水平。”


高水平乳酸盐带来的负面效应是肌细胞酸性增加以及其他代谢分子被扰乱。在这种酸性环境中,让葡萄糖降解生成能量的代谢通道运行能力变差。表面来看,运动中的肌肉会生成一些减缓其运动能力的物质,这似乎非常矛盾。但实际上,这对肌体来说是一种自然防御机制,它能够通过减缓维持肌肉收缩的关键系统的运行速率,防止在极端运动过程中产生永久性损伤。一旦身体运动放缓,可以获得氧气并在乳酸盐转换为丙酮酸酯之后,就能够继续进行有氧代谢,让肌体从紧张状态恢复过来。


“和很多人认为的不同,乳酸盐结构并不是在剧烈运动之后导致接下来几天感觉肌肉肿胀的因素。”Roth说,“与此相对,在极端运动过程中产生的乳酸盐和其他代谢物质会导致活跃的肌肉产生烧灼感。”但目前是哪些代谢物导致这一感觉仍不清楚。这种酸痛的感觉经常会让身体停止过度工作,从而形成恢复期,让肌体能够清除掉乳酸盐和其他代谢物质。


研究人员在运动后对乳酸盐水平进行检测后发现,其水平与接下来几天的肌肉酸胀感觉之间几乎没什么关联性。这种被运动生理学家称为延迟肌肉酸胀(DOMS)的感觉,通常会在高强度运动24~72小时后达到最高点。


尽管导致DOMS的确切原因尚不清楚,但大多数研究认为,这与肌细胞损伤以及肌细胞周围各种代谢物释放量的增加有关。“这些极端运动产生的反应又会形成炎症修复反应,从而在剧烈运动后一天或数天使酸胀感达到最高程度。”Roth表示,“实际上,这种肌肉收缩在形成DOMS时扮演着重要角色。”


考虑到剧烈运动之后的延迟肌肉酸胀感如此普遍,运动生理学家正在寻找预防及治疗类似肌肉酸胀的药物和其他膳食补充剂,但当前仍然没有结论性的建议。“尽管消炎药能够减少肌肉酸胀感,但它们也会减缓肌肉修复损伤的能力,从而在剧烈运动后数周内对肌肉功能造成负面影响。”Roth说。


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