译者:Joseph
审校:七小白
在过去的一个世纪里,我们对乳酸盐在健康和健身中所扮演角色的理解有了显著的进步。几十年来,乳酸盐一直是运动员重要的生物标志物,但最近的研究表明,乳酸盐正在成为代谢健康和线粒体功能的重要生物标志物。对于私人教练来说,乳酸盐测试是一种极具成本效益的方法,它不仅可以用于创建先进的运动处方,还可能成为代谢健康的一种新的生物标志物。
乳酸盐测试与应用
有效的乳酸盐检测所需的设备很少(图1))。它是微创的,只需要通过一个简单的手指操作提取一小滴血,而且相对便宜。全血乳酸盐检测所需的基本设备包括:
?乳酸盐分析仪
?采血设备
?一次性采血针
?测试条
图1.血乳酸盐测试设备样例
高级运动处方和恢复
乳酸阈值(LT)是一种证据充分的健康指标,它比最大摄氧量更能有效预测耐力运动表现(6)。此外,乳酸阈值可以作为整体健康的生物标志物,因为在任何给定的次最大强度的运动下,它会伴随健康水平的提高而增长。虽然乳酸测试对竞技运动员来说是一种更为普遍的做法,但其基本原则也适用于休闲运动者。
整体健康的改善取决于充分的恢复;这同样适用于抗阻训练和有氧训练,尽管抗阻训练的恢复时间通常更长(6)。由于影响恢复的变量很多,标准的时间框架不太可能使每个人都同样受益。Miranda等最近的一项研究调查了乳酸对标准卧推(BP)方案的反应,在两次实验之间分别进行24、48或72小时的恢复(8)。方案包括三种卧推形式(水平、30度上斜、45上斜),用8RM的载荷,但每组只做4次,直到力竭。结果并不令人意外,恢复时间只有24小时的被试卧推运动表现收到损害,重要的是,与恢复48小时或72小时相比,该组被试血乳酸反应增加也更多。因此,对标准化程序的乳酸反应可以作为恢复期的替代指标,并有助于恢复期的微调。
代谢健康的生物标志物
2型糖尿病和前驱糖尿病的特点是糖代谢失调,这主要是由胰岛素抵抗引起的。同样的,肥胖也与胰岛素抵抗有关,并且已知是导致2型糖尿病的一个因素(7)。有趣的是,静息乳酸水平的升高与肥胖、胰岛素抵抗和2型糖尿病相关(2,3)。脂肪组织是产生乳酸的重要来源,高体脂与高水平的乳酸相关,而体重减轻则与乳酸的减少、胰岛素作用和血糖控制的改善有关(2,3,12)。这引发了一个有趣的可能性,即静息乳酸水平可能作为代谢健康的生物标志物,较低的乳酸水平与改善血糖控制和较低的肥胖水平有关。
代谢灵活性和线粒体功能的标志物
代谢灵活性指的是能适应不断变化的代谢需求的整体能力,但最近这一概念已经特定运用于将碳水化合物和脂肪作为主要能源的切换能力(4)。例如,精英有氧运动员能够更有效地在碳水化合物和脂肪之间切换作为能量来源,通过更大范围的运动强度进行脂肪氧化被认为是一种积极适应。通过构建“交叉概念”说明,随着运动强度的增加,身体在不同的主要燃料来源之间进行切换(1)。代谢灵活性似乎主要取决于于线粒体的密度和效率(4)。相反也观察到,胰岛素抵抗、肥胖和2型糖尿病与相对代谢不灵活有关,这导致在运动中更依赖碳水化合物和糖酵解,从而增加乳酸的产量(4)。
乳酸盐的科学
有趣的是,虽然乳酸和乳酸盐这两个术语经常互换使用,但这两种化合物在生物化学上存在差异,尽管确切的定义和功能仍存在争议。例如,关于乳酸在人体生理中是否存在一直颇具争议(9,10)。第四版《力量训练与体能训练要点》证实了这一点,其中总结道“乳酸性酸中毒这个术语的确是用词不当,建议使用代谢性酸中毒这个术语来描述高强度疲劳运动时骨骼肌pH值的降低”(6)。尽管“乳酸”可能在未来更适合,但现在普遍认为乳酸盐是更准确的术语。
最常见的乳酸盐测量方法是通过全血样本,类似于血糖、酮,或胆固醇测试。循环水平取决于乳酸盐产生和清除比。当乳酸产生和清除平衡时,则没有净增加循环水平。随着肌肉活动强度的增加,从休息到低强度和中等强度的运动,乳酸产生增加的同时清除量也在增加,因此对循环乳酸水平几乎没有影响。然而,当身体从事高强度的活动时,产生速度会超过清除速度,血乳酸水平会升高。这个拐点被称为乳酸阈值。乳酸阈值被定义为循环水平开始高于静止水平的那个点(6)。乳酸盐是无氧糖酵解的副产品;随着运动强度的增加,身体从作为主要能量底物的脂肪代谢转向糖原。当糖原储备不足时,一个人可能会出现低血糖,或者在运动中常说的“撞墙”。当糖原为高强度运动提供动力时,不足的糖原储备就会成为限制运动表现的因素。然而,在低于乳酸阈值的运动强度下,身体更大程度上依赖脂肪作为主要的能量来源,即使很瘦的人,其脂肪储备也比糖原储备高20-30倍。特别是对有氧运动运动员来说,乳酸阈值成为运动处方的一个重要目标。
相对于经过有氧训练的个体而言(70-80%的最大摄氧量),未经训练的个体乳酸阈值更多发生在较低的运动强度(大约50-60%的最大摄氧量)。然而,训练会对乳酸阈值产生显著的影响,使个体能在乳酸阈值以下以更高的强度水平锻炼。对于有氧运动员来说,乳酸阈值的这种变化将带来显著的竞争优势。最值得注意的是,保持在乳酸阈值之下会保护肝脏和骨骼肌中相对少量的糖原。
虽然乳酸盐的产生通常与剧烈肌肉收缩引起的高强度运动有关,但实际上,乳酸盐一直在产生。例如,红细胞缺乏线粒体,依赖糖酵解,从而产生乳酸盐。基础乳酸盐水平一般在0.5-2.2mmol/L(6)之间。当乳酸盐产生速度超过清除速度时,循环乳酸盐水平会迅速积累。乳酸盐水平通常会在停止运动几分钟后达到峰值。渐进式增量运动测试可产生8-10mmol/L范围内的乳酸盐,而冲刺式运动可使乳酸盐的产生高达15-25mmol/L(5)。
另一个与乳酸阈值相关的概念是血乳酸积聚(OBLA)的开始。与乳酸阈值相似,OBLA是乳酸反应曲线的第二个拐点,发生在4mmol/L。这可能是肌肉活动向更大、更强的II型(快速收缩)肌纤维转变的标志,后者更依赖糖酵解,因此会产生更多的乳酸盐(6)。
虽然乳酸盐作为一种代谢“废物”的想法仍然存在,但这种有趣的代谢物绝不是代谢废物。乳酸是一种细胞燃料,在某些情况下,乳酸是某些组织的首选燃料。乳酸有很多不同的结局,但贯穿始终的总主题是:乳酸必须从高浓度的地方被运输到低浓度的地方,在那里被组织吸收。常见的乳酸转运和随后的代谢部位包括附近和远处的肌纤维、心脏和肝脏。
总结
21世纪对乳酸研究领域是一个福音,因为最近的研究揭示了许多有趣的,迄今为止仍未知的效应。例如,最近对运动引起的乳酸盐反应的解释表明,乳酸盐不仅与高强度运动引起的疲劳无关,而且实际上可能作为代谢性酸中毒的缓冲物,而代谢性酸中毒通常是由高强度运动引起的(9,11)。此外,现在已经认识到乳酸盐可以作为代谢性健康的替代标志和从运动中恢复的标志。考虑到测试的相对低成本和简易性,乳酸盐可能是一种值得私人教练去