Молочная кислота (лактат) и физические нагрузки

Основной путь поступления энергии в клетки это деградация глюкозы. Молекула глюкозы подвергается серии из 10 последовательных реакций чтобы дать две пировиноградные кислоты в ходе процесса называемого «гликолиз». Далее одна часть пировиноградной кислоты частично окисляется и превращается в двуокись углерода и воду. Другая часть превращается в молочную кислоту под контролем фермента лактатдегидрогеназы (LDH). Эта реакция является обратимой.

Молочная кислота (лактат) и физические нагрузки

Определение

Молочная кислота (лактат) – конечный продукт анаэробного распада глюкозы и гликогена (гликолиза).

История открытия

1780 году шведский химик Карл Вильгельм Шилле выделил молочную кислоту из молока. А в 1808 году Йенс Якоб Берцелиус открыл, что молочная кислота образуется в скелетных мышцах при выполнении физических упражнений.

Молочная кислота и физические нагрузки

Практически при любой физической нагрузке для получения АТФ используется гликоген скелетных мышц. Его концентрация в скелетных мышцах при интенсивных физических нагрузках быстро снижается. Одновременно в скелетных мышцах образуется и накапливается молочная кислота.

Формула молочной кислоты (С3H6O3).

Цикл Кори

Циклический путь метаболизма молочной кислоты в скелетных мышцах открыт американским биохимиком, нобелевским лауреатом Герти Терезой Кори. По другим источникам открытие цикла Кори приписывается нобелевским лауреатом супругам Карлу и Герти Кори. Он описывает превращения молочной кислоты в организме человека. Большая часть молочной кислоты, которая образуется в организме во время физических нагрузок включается в метаболические процессы непосредственно в мышцах и под влиянием фермента лактатдегидрогеназы (ЛДГ) превращается в пировиноградную кислоту, которая затем в митохондриях окисляется до углекислого газа и воды. Другая часть молочной кислоты через кровеносные капилляры проникает в кровь и доставляется в печень, где включается в метаболические реакции, приводящие к синтезу гликогена. Незначительное количество молочной кислоты может выводиться из организма с мочой и потом. Гликоген печени используется организмом для восстановления энергетических источников скелетных мышц.

Концепция ацидоза

Одной из концепций, объясняющей возникновение острых болезненных ощущений, возникающих как во время, так и после тренировки, является предположение, что накопление молочной кислоты в мышечных волокнах является пусковым механизмом целого ряда биохимических реакций.

Молочная кислота (лактат) и физические нагрузки

Во-первых, молочная кислота повышает кислотность внутри мышечных волокон. Изменение рН саркоплазмы мышечных волокон с 7,1 до 6,5 (то есть повышение кислотности) при сильном утомлении снижает активность ключевых ферментов гликолиза – фосфорилазы и фосфофруктокиназы. При значении рН саркоплазмы равном 6,4 расщепление гликогена прекращается. Это вызывает резкое снижение уровня АТФ и развитие утомления (Н.И. Волков с соавт., 2000).

Во-вторых, повышение концентрации молочной кислоты в мышечных волокнах приводит к увеличению проницаемости их мембраны, повышению осмотического давления, в результате чего в мышечные волокна поступает вода. Возникает отёк, мышечные волокна «разбухают» и сдавливают болевые рецепторы мышц. Это ощущается как «жжение» в мышцах (М.И. Калинский, В.А. Рогозкин, 1989).  Спортсмены называют это явление «мышцы забиты».

Молочная кислота и лактат

Следует отметить, что молочная кислота и лактат — не одно и то же. Лактат — это соль молочной кислоты. Образовавшаяся в результате гликолиза в скелетных мышцах молочная кислота почти полностью диссоциирует на ионы водорода  и соединение, которое соединяется с ионами натрия или калия и образует соль (лактат), рис. 1.

Читайте также:  Доклад на тему: «Прыжки» по физкультуре

Рис. 1

Поэтому в литературе часто вместо понятия «молочная кислота» используется термин «лактат».  Содержание молочной кислоты и лактата имеет взаимосвязь с кислотностью внутри мышечных волокон (то есть с pH саркоплазмы).  При pH в интервале от 6.5 (полное утомление) до 7,1 (норма) в мышечных волокнах накапливается, выводится и перерабатывается именно лактат.

В течение нескольких часов лактат удаляется из мышечных волокон. Если после физической нагрузки выполнить 10-15 минутную аэробную работу (например, бег или педалирование на велосипеде), лактат из мышц выведется еще быстрее.

Новые исследования свидетельствуют о том, что основным повреждающим агентом являются ионы водорода (Н+).  Утомление в скелетных мышцах вызывает ацидоз — накопление ионов водорода и смещение pH саркоплазмы в кислую сторону (R. A. Robergs et al., 2004).

Молочная кислота,  гипертрофия и сила скелетных мышц

Предполагается, что накопление кислых продуктов в мышечных волокнах (ацидоз) лежит в основе их повреждения, что в последствии приводит к их гипертрофии по миофибриллярному типу и росту силы. Следовательно,  удалять молочную кислоту из скелетных мышц после тренировки не следует, так как это основной фактор, повреждающий мышечные волокна. Это предположение подтверждается опытом тренировок чемпионки мира в беге на 400 м с барьерами Марины Степановой и ее тренера Вячеслава Владимировича Степанова. Стремясь увеличить силовые показатели мышц ног, М. Степанова и В. Степанов в цикле своих статей «Анаэробика» указывают, что «есть смысл ненадолго (на несколько часов) «повариться» в молочнокислой среде, а «разогнать» ее позже (к примеру, вечерними упражнениями)».

Что это

В норме тело содержит примерно 2 л находящегося в запасе кислорода, который может быть использован для аэробного метаболизма даже без вдыхания новых порций кислорода. В этот запас кислорода входят:

  1. 0,5 л, находящиеся в воздухе легких;

  2. 0,25 л, растворенные в жидкостях тела;

  3. 1 л, связанный с гемоглобином крови;

  4. 0,3 л, которые хранятся в самих мышечных волокнах.

При тяжелой физической работе почти весь запас кислорода используется для аэробного метаболизма в течение примерно 1 мин. Затем после окончания физической нагрузки этот запас должен быть возмещен за счет вдыхания дополнительного количества кислорода по сравнению с потребностями в покое.

Кроме того, около 9 л кислорода должны быть израсходованы на восстановление фосфагенной системы и молочной кислоты. Дополнительный кислород, который должен быть возмещен, называют кислородным долгом (около 11,5 л).

В течение первых 4 мин человек выполняет тяжелую физическую работу, и скорость потребления кислорода возрастает более чем в 15 раз.

При тяжелой физической работе почти весь запас кислорода используется для аэробного метаболизма в течение примерно 1 мин. Затем после окончания физической нагрузки этот запас должен быть возмещен за счет вдыхания дополнительного количества кислорода по сравнению с потребностями в покое.

Что это

Затем после окончания физической работы потребление кислорода все еще остается выше нормы, причем сначала — значительно выше, пока восстанавливается фосфогенная система и возмещается запас кислорода как часть кислородного долга, а в течение следующих 40 мин более медленно удаляется молочная кислота.

Кислородный долг используется для получения энергии необходимой для восстановления организма до предрабочего состояния, включая восстановление израсходованных во время работы запасов энергии и устранения молочной кислоты.

Читайте также:  Полет дракона: Брюс Ли и его (кино)наследие

Собственно, кислород нужен нам буквально для всего, а если конкретнее, для обеспечения реакций восстановления организма, для проведения которых требуется энергия. Откуда будет браться энергия?

Что хорошо сгорает в кислороде с выделением большого количества энергии и чего обычно у нас в достатке?

Ну, конечно же — жиры являются основным источником энергии во время восстановления организма после тренировки. Например, лактатный кислородный долг будет восполняться от 30 минут до (в некоторых источниках 3) часа по окончании работы (зависит от интенсивности нагрузки). Правда, неплохо?

Вот и получается, что если при аэробных нагрузках и соответствующих условиях жиры преимущественно горят во время тренировки, то при интенсивных силовых анаэробных занятиях жиры начинают гореть после тренировки.

Причем их расход может оказаться гораздо большим, конечно же, при условии, что занятие было достаточно тяжелым, а не в стиле «два притопа — три прихлопа». При аэробных нагрузках кислородный долг так же образуется, но он значительно меньший из-за более низкой интенсивности и мощности тренировок.

Что это дает нам, худеющим? Дело в том, что упражнения, требующее от организма бОльшего потребления кислорода, сжигают больше калорий. Человеческое тело затрачивает примерно 5 калорий для потребления 1 литра кислорода.

Таким образом, увеличение количества кислорода, потребляемого во время и после тренировки, увеличивает количество сожженных калорий.

Силовые тренировки, которые включают в себя базовые, мультисуставные упражнения, задействуют множество мышц и мышечных групп и требуют значительных затрат энергии, которая производится анаэробным путем. Это вызывает большее «дожигание калорий» в период восстановления после физических упражнений.

Также важно понимать, что кислородный долг больше зависит от интенсивности, а не длительности физических упражнений. Также исследованиями установлено, что тренировки с отягощениями могут обеспечить больший эффект, чем бег с постоянной скоростью.

Что это

Важно: ни один вид тренинга не сжигает только жир. Подробнее об этом в статье «Кардио или силовая тренировка: лучшие условия для сжигания жира

  • Все, что вы хотели знать о кардио тренировках: сжигает ли спорт на пустой желудок больше жира?

  • Какие тренировки лучше для похудения и сжигания жира: силовые или кардио

  • Как сжечь подкожный жир правильно?

[Всего голосов: 3 Средний: 5/5]

Кость Широкая

Данная статья проверена дипломированным диетологом, который имеет степень бакалавра в области питания и диетологии, Веремеевым Д.Г.

Статьи предназначены только для ознакомительных и образовательных целей и не заменяет профессиональные медицинские консультации, диагностику или лечение. Всегда консультируйтесь со своим врачом по любым вопросам, которые могут у вас возникнуть о состоянии здоровья.

Связаны ли молочная кислота и боль в мышцах после бега

Еще в 1980-х годах было проведено исследование, чтобы преднамеренно вызвать боль в мышцах испытуемых. Ученые пытались ответить на вопрос, связана ли молочная кислота с болезненностью мышц.

Концентрацию молочной кислоты в крови измеряли до тренировки и в течение 45 минут бега на беговой дорожке: один раз на ровной дорожке и один раз при наклоне -10%. Концентрация молочной кислоты в крови и субъективные ощущения мышечной болезненности оценивались с интервалами в течение 72 часов после занятия.

Концентрация молочной кислоты была значительно увеличена во время бега по ровной дороге, но сами испытуемые не ощущали сильных мышечных болей после тренировки. У группы бегунов, которые бегали при отрицательном уклоне, не было повышено содержание молочной кислоты, но они испытывали значительную отсроченную болезненность мышц.

Читайте по теме: Крепатура: почему болят мышцы после тренировки и нагрузки

Связаны ли молочная кислота и боль в мышцах после бега

Откуда появлялась эта боль, возникающая через 24-48 часов после тренировки? Не от повреждений и микроразрывов мышц, а от восстановления. Да, мышцы повреждены, но боль возникает из-за того, что в организме идет удаление повреждённых мышц. Как это происходит?

У мышечной клетки повреждается внешняя мембрана, после чего клетка лопается, а выходящая из неё жидкость приводит к отёку мышцы. В течение 2-3 дней после тренировки нервные окончания более чувствительны, именно поэтому мы чувствуем сильный дискомфорт во время движения повреждённых мышц.

Но такая боль – это нормально, она не является травмой. После того, как мышцы восстановятся, вы станете сильнее и улучшите свои спортивные результаты, только не забывайте о регулярности занятий.

Другими словами, после одной тренировки бега по холмам вы не станете сильнее, если следующая подобная работа случится через месяц и более. Впрочем, если боль всё такая же сильная даже спустя 48 часов, это сигнал о том, что с нагрузкой вы зашли слишком далеко.

Стадии энергообмена

Обмен энергетический (сокращенно ЭО) — поэтапное разложение сложных соединений органического типа. Оно совершается при выбросе энергии, которую мгновенно запасают три-фосфаты. Позже данный резерв применится для гарантии жизнедеятельности, а также на биосинтез и т.д.

Существует ровно 3 стадии энергообмена:

  • Подготовительная — биополимеры расщепляются на мономеры.

  • Бескислородная или гликолиз — распад глюкозы на пировиноградное соединение.

  • Кислородная — разложение пировиноградного соединения на углекислый газ и обычную воду.

Давайте узнаем подробнее об этих этапах.

Подготовительный

Расщепливается поступающая вместе с пищевыми волокнами органика, на обычный мономер. Белки становятся аминокислотами, углеводы — сахарами, жир — жирной кислотой. В этот момент выбрасывается заряд, но не транспортируется в припасы, а рассеивается, как тепло.

Расщепляются полимеры в ЖКТ, при участии ферментов. Затем попадают в кровь, благодаря кишечнику. Далее транспортируется по всей системе к органам, клеткам и т.д.

Однако не все полимеры распадаются в пищевом тракте, иногда это случается в лизосомах, после попадание продуктов распада в кровеносную с-му.

Образованные компоненты применяются для энерго- и пластического обмена. В 1-ом случае результат — разложение, во 2ом синтезируются клетки.

Бескислородный

Происходит в цитоплазме клеток и задействует гликолиз — окисление и распад C6H12O6 до пировинограда, называемого пируватом. В состав C6H12O6 входит шесть углеродных атомов, в момент гликолиза возникает распадение состава на две компонента пирувата, в котором есть три углеродных атома. Одновременно частично отслаивается водород, позже он примет участие в последней стадии.

Гликолиз выделяет заряд, запасаемый 3-кислотой, но резерв совсем маленький, ведь глюкоза создает только два моля аденозина.

Кислородный

Состоит из 2-х небольших этапов:

  • Цикла Кребса — зарождается и выбрасывается углекислый газ. Он протекает в митохондрие, точнее в ее матриксе, с помощью ферментов. Этот подэтап также дает только 2моль АТФ.

  • Окислительного фосфолирования — происходит в кристе. Помимо ферментов, участвуют коферменты, создающие дыхательную цепь. Этот подэтап выбрасывает наивысший объем молекул АТФ — 32-34.