科学家解释乳酸为何在肌肉内堆积并导致酸痛

本报讯当人体剧烈运动时，因为要向肌肉输送更多的氧气，必须增加呼吸频率。人体更倾向于通过有氧方式产生大部分能量，这意味着需要大量的氧气。然而，在某些情况下，比如从历史上对剑齿虎的追逐中逃脱，或者举重，所需的能量产生的速度比身体完全转移氧气产生能量的速度还要快。在这种情况下，运动中的肌肉将通过无氧方式产生能量。

这种能量来自糖酵解过程中产生的葡萄糖，通过一系列步骤，葡萄糖被降解或代谢成一种叫做丙酮酸的物质。“当人体有足够的氧气时，丙酮酸将被输送到有氧途径，并进一步降解为更多的能量。然而，当氧气有限时，人体会暂时将丙酮酸转化为一种叫做乳酸盐的物质，这将导致葡萄糖分解，从而产生持续运动的能量。”美国马里兰州运动系教授斯蒂芬·罗斯说:“运动中的肌肉细胞可以在1-3分钟内保持很高的无氧能量生成率，在此期间乳酸盐会积累到很高的水平。”

高乳酸水平的负面影响是增加肌肉细胞的酸度和破坏其他代谢分子。在这种酸性环境中，降解葡萄糖以产生能量的代谢途径变得不太能够运转。从表面上看，运动中的肌肉会产生一些物质，减缓它们的运动能力，这似乎很矛盾。但事实上，它是人体的一种自然防御机制，通过减缓维持肌肉收缩的关键系统的运转速度，可以防止极限运动中的永久性损伤。一旦身体运动变慢，就可以获得氧气，乳酸盐转化成丙酮酸盐后，有氧代谢就可以继续，让身体从紧张状态中恢复过来。

“与许多人的想法相反，乳酸盐结构不是剧烈运动后几天内导致肌肉肿胀的因素。”罗斯说，“相比之下，极端运动中产生的乳酸盐和其他代谢物质会导致活跃肌肉的灼热感。”然而，尚不清楚是哪些代谢物导致了这种感觉。这种酸痛感通常会导致身体停止过度工作，从而形成一个恢复期，让身体清除乳酸盐和其他代谢物质。

研究人员测试了运动后的乳酸水平，发现在接下来的几天里，乳酸水平和肌肉酸痛感之间没有什么关联。这种感觉被运动生理学家称为延迟性肌肉酸痛(DOMS)，通常在高强度运动24-72小时后达到高峰。

虽然DOMS的确切原因仍不清楚，但大多数研究认为它与肌肉细胞损伤和肌肉细胞周围各种代谢物释放增加有关。这些极限运动的反应将形成炎症修复反应，从而在剧烈运动后的一天或几天达到最高程度的酸胀罗斯说，“事实上，这种肌肉收缩在DOMS的形成中起着重要作用。”

考虑到剧烈运动后延迟性肌肉酸痛非常普遍，运动生理学家正在寻找药物和其他膳食补充剂来预防和治疗肌肉酸痛，但仍然没有结论性的建议。“尽管消炎药可以减轻肌肉酸痛，但它们也会降低肌肉修复损伤的能力，从而对剧烈运动后几周内的肌肉功能产生不利影响。”罗斯说。(红枫)

中国科学新闻(2016-04-20，第二版国际)