乳酸與運動性疲勞關系的研究進展

劉梔辰

中圖分類號：G804 文獻標識：A 文章編號：1009-9328（2016）08-000-01

摘 要 一直以來，乳酸被認為是影響運動性疲勞的重要因素，乳酸的變化引起體內pH值的變化，造成一系列機能的變化。近幾十年來，各位學者對乳酸的研究很深入，不斷地有新的觀點和研究被提出。但是，通過近些年的研究證明，乳酸并不是運動性疲勞的決定因素，相反是在損傷的修復和重建過程中的重要媒介，乳酸的積累可能反而有利于最大肌力的恢復。

關鍵詞 乳酸 疲勞 研究進展

運動性疲勞的研究是當代體育科學研究中的重大課題。關于運動性疲勞的認識也逐漸加深。1982年第五屆國際運動生物化學會議上將疲勞定義為：機體生理過程不能持續其機能在一特定水平上和/或不能維持預定的運動強度。近些年來，對運動性疲勞提法已較為明確，這些提法的共同點是：生理性疲勞是由于工作或活動本身引起的，已區別于諸如疾病、環境、營養等原因所致。多年來，運動生理學關于運動性肌肉疲勞產生機制的研究形成了多種學說和理論假設，如“自由基學說”和“細胞凋亡學說”等，它們分別從造成運動性肌肉疲勞發生的各種原因入手，解釋各種因素發揮作用的機制。乳酸是的主要產生于能量代謝活躍的骨骼肌，是無氧糖酵解的產物。其中堵塞學說中解釋代謝產物—乳酸經過長時間大強度運動的積累在體內，不能及時的排出體外，導致運動系統機能的下降，從而造成疲勞。

一、乳酸的產生

乳酸是疲勞物質之一，如果運動過于劇烈或持久，那么體內的乳酸來不及被處理，造成乳酸的堆積。糖酵解是生物體內普遍存在的一種代謝方式。在肌肉收縮初始和劇烈收縮時，因氧供應有限，糖酵解速率加強，由于氧供應不足，糖酵解的終產物乳酸也大量增加，乳酸的增加使肌肉中H+濃度上升，pH值下降，進而引起一系列生化變化，是導致疲勞的重要原因[1]。

二、乳酸的作用機制

大強度運動后，每千克濕肌肌乳酸濃度可從運動前的1mmol升高到30mmol，其他如丙酮酸等酸性產物也在體內大量堆積，這些物質特別是乳酸解離的H+是細胞內pH下降的主要原因。激烈運動時，pH值下降約0.5個單位，從而使得細胞內環境發生變化，對機體的運動能力產生深刻的影響。

乳酸濃度升高之所以能導致疲勞，可能與下列因素有關：（一）肌肉中pH值下降可抑制磷酸果糖激酶的活性，從而抑制糖酵解過程，使ATP再合成速度減慢，能量供應出現障礙；（二）乳酸分離的H+與Ca2+競爭肌鈣蛋白上的結合位點，使肌鈣蛋白對Ca2+的敏感下降，影響粗、細兩種微絲間的相互作用，降低肌肉收縮能力；（三）pH值下降可阻礙神經肌肉接點處興奮地傳遞；（四）[H+]增加可抑制氧氣和血紅蛋白的結合；（五）pH值下降抑制肌漿網對Ca2+的吸收，使胞漿中[Ca2+]升高，降低肌肉收縮能力。通過對單肌纖維和去膜肌纖維的研究發現，運動過程中H+增加可通過與Ca2+的競爭機制和肌鈣蛋白結合，減少肌球蛋白和肌鈣蛋白形成橫橋的數目，從而干擾興奮-收縮偶聯過程，引起肌力下降；H+增加直接抑制了橫橋從弱結合狀態到強結合狀態的過渡，即抑制了低力量狀態向高力量狀態的過渡，從而抑制力量形成。高濃度的H+可以影響肌肉收縮，刺激痛覺感受器而引起肌肉酸痛。

三、乳酸與疲勞的關系

乳酸在體內的堆積有多種途徑造成運動機能下降：（一）乳酸解離后可產生氫離子，使肌肉PH下降，抑制糖酵解關鍵酶的作用，從而抑制糖原無氧氧化供能，減少運動時ATP的再合成，造成運動能量供應障礙。（二）乳酸解離后產生的氫離子會與鈣離子競爭骨骼肌肌鈣蛋白的結合位點，置換肌鈣蛋白中的鈣離子，使興奮收縮藕聯阻礙肌肉收縮，導致收縮機能下降。（三）運動時血乳酸含量升高，降低血液中的pH值，腦細胞工作能力下降。大強度的運動中，由于乳酸的堆積，pH值下降，影響細胞內很多酶的活性，同時肌質網對鈣離子的釋放和攝取產生抑制，從而產生疲勞。在這個過程中，乳酸轉運器的作用已經闡明，它既可以調節肌細胞pH值，也可以調節糖酵解速率，減少乳酸生成，從而限制了人體速度耐力的發揮。研究發現在運動過程中，乳酸在肌肉內堆積會直接或者間接導致運動性疲勞的產生。細胞內部乳酸濃度增加及[H+]增加，在一定程度上有利于肌細胞維持興奮性；而乳酸擴散到血液中時，釋放H+則是骨骼肌疲勞的部分原因。

四、乳酸與疲勞關系的新認識

乳酸不再被認為是一般所說的是代謝的“罪人”，而被認為是局部或整體代謝的中心“人物”。在與運動相關的腦活動期間，腦攝取乳酸與動脈乳酸濃度成比例增加。隨著腦乳酸攝入，氧氣攝入量比相應的葡萄糖攝入量要高，反映出乳酸可能部分替代葡萄糖作為氧化代謝的底物。Gladden認為關于乳酸與運動性疲勞的研究經歷了20世紀70年代的“乳酸革命”，現正處在乳酸穿梭的時代之中，并且關于乳酸的傳統認識已經發生動搖，將要開始新的第三個紀元。

五、小結

運動性疲勞是受多種因素制約的復雜現象，乳酸是其中一個因素。乳酸是無氧運動的重要代謝產物，如果運動過于劇烈或持久，那么體內的乳酸來不及被處理，造成乳酸的堆積。隨著科技的發展和科研思維的進步，乳酸是造成運動性疲勞的重要因素這一觀點受到沖擊，人們對于乳酸與骨骼肌運動性疲勞關系的認識并未僅停留在“阻塞學說”之上，而隨著研究的深入，開始重新界定代謝性酸中毒。

參考文獻：

[1] 全國體育教材委員會.運動生物化學[M].人民體育出版社.1999.

[2] 季宇，于洪偉，汲晨鋒.細胞內代謝產物堆積對機體疲勞的影響[J].中國藥理學會藥學發展前沿論壇.2008：13-16.