Молочная кислота

Я часто задаю своим студентам - будущим спортивным врачам -вопрос по поводу того, что они думают о молочной кислоте. И их обычный ответ: "Ничего хорошего!" Они винят ее во всем - от боли и судорог в мышцах до утомления и травм. Ее рассматривают как побочный продукт, которого следует избегать любой ценой.

А знаете ли вы, - говорю я им, - что молочная кислота играет основную роль в процессе выработки энергии во время тренировок? И вовсе не является вредным побочным продуктом метаболизма. Она дает энергию, способствует усвоению углеводов и служит топливом для печени при производстве глюкозы и гликогена. Фактически, молочная кислота - это природное средство, призванное помочь нашему организму справляться со стрессовыми ситуациями". Но есть и обратная сторона медали. Когда организм производит молочную кислоту, он расщепляет ее на лактатный ион (лактат) и ион водорода. В молочной кислоте именно последний и является, собственно, кислотой. Он вмешивается в электролитические сигналы нервов и мышц, замедляет энергетические реакции и ослабляет мышечные сокращения. Именно им вызвано то жжение, которое вы чувствуете при интенсивных тренировках. Так что, если чувствуете утомление - вините в этом не что иное, как водородный ион.

Но, как правило, "за компанию" обвиняют и лактат. Хотя, в действительности, наш организм прекрасно относится к нему. Это чрезвычайно быстрое топливо для сердца и мышц. Лактат играет жизненно важную роль в обеспечении стабильного снабжения организма углеводами, даже во время физических нагрузок, длящихся много часов.

Лактат - друг всех тех, кто тренируется с отягощениями, друг футболистов, троеборцев, бегунов на длинные дистанции, пловцов и велосипедистов. Когда вы узнаете больше об этом веществе, все предстанет совершенно в ином свете. По достоинству оценив действие молочной кислоты, вы сможете повысить свой энергетический уровень и победить усталость!

Молочная кислота - это поистине "королевский" метаболит

Молочная кислота формируется при распаде глюкозы. Иногда называемая "кровяным сахаром", глюкоза является главным источником углеводов в нашем организме. Это основное топливо для мозга и нервной системы, так же как и для мышц во время физической нагрузки. Когда расщепляется глюкоза, клетки производят АТФ (аденозина трифосфат), который обеспечивает энергией большинство химических реакций в организме. Уровень АТФ определяет, как быстро и как долго наши мышцы смогут сокращаться при физической нагрузке.

Производство молочной кислоты не требует присутствия кислорода, поэтому этот процесс часто называют "анаэробным метаболизмом". Многие считают, что мышцы производят молочную кислоту, когда недополучают кислород из крови. Другими словами, вы находитесь в анаэробном состоянии. Однако, ученые утверждают, что молочная кислота образуется и в мышцах, получающих достаточно кислорода. Увеличение количества молочной кислоты в кровотоке свидетельствует лишь о том, что уровень ее поступления превышает уровень удаления. Кислород не играет здесь существенной роли.

Зависимое от лактата производство АТФ очень незначительно, но имеет большую скорость. Это обстоятельство делает идеальным его использование в качестве топлива, когда нагрузка превышает 50% от максимальной. При отдыхе и субмаксимальной нагрузке организм предпочитает расщеплять жиры для получения энергии. При нагрузках в 50% от максимума (порог интенсивности для большинства тренировочных программ) организм перестраивается на преимущественное потребление углеводов. Чем больше углеводов вы используете в качестве топлива, тем больше производство молочной кислоты.

Метаболический посредник

Организм использует молочную кислоту в качестве биохимического посредника при углеводном обмене. Углеводы усваиваются и циркулируют из кишечника в печень в основном в форме глюкозы. Однако, вместо того, чтобы поступить в печень для последующего превращения в гликоген, большая часть глюкозы из пищевых углеводов, минуя печень, поступает прямо в кровоток, достигает мышц и там превращается в молочную кислоту. Она, в свою очередь, поступает обратно в кровь, затем в печень, где используется для создания гликогена. Ваш организм образует большую часть своего печеночного гликогена не напрямую из глюкозы крови, а через образование молочной кислоты. Процесс этот ученые называют "парадоксом глюкозы".
Многие ткани, особенно скелетные мышцы, постоянно синтезируют и используют молочную кислоту. Уровень ее в крови отражает баланс между производством и потреблением.

Производство молочной кислоты пропорционально сумме углеводов, расщепленных для энергетических нужд в тканях. При употреблении углеводов довольно большая их часть превращается в лактат, который затем используется теми же тканями в качестве топлива или же переправляется посредством кровотока в другие ткани для энергетической цели. Быстрое использование углеводов в качестве топлива, как, например, во время интенсивной физической нагрузки, ускоряет производство молочной кислоты. Временно она начинает накапливаться в мышцах и крови, потому что не может быть использована в качестве горючего очень быстро. Если вы замедляете темп выполнения упражнений или вообще прекращаете занятие, уровень использования лактата вскоре выравнивается с уровнем его производства. Доктор Джордж Брукс (George Brooks), профессор факультета общей биологии Калифорнийского Университета, описал динамику производства и использования молочной кислоты в метаболическом процессе в своей так называемой "челночной теории лактата" ("Lactate Shuttle Theory"). Он показывает ведущую роль молочной кислоты в углеводном обмене и важность ее как топлива для метаболизма. В эксклюзивном интервью доктор Брукс сказал: "К молочной кислоте, в общем-то, относятся плохо. Но если бы атлеты смогли научиться контролировать этот химический процесс и использовать его, то смогли бы тренироваться жестче и дольше. Регулирование уровня молочной кислоты -это ключ к успеху в высокоинтенсивных видах спорта!"

Сердце, медленносокращающиеся мышечные волокна и дыхательные мышцы предпочитают использовать лактат в качестве горючего при физической нагрузке. В сердце, например, потребление ее значительно возрастает при увеличении нагрузки, а использование глюкозы остается неизменным.

Молочная кислота является очень "быстрым" топливом, что может помочь атлетам в повышении результативности. После приема высокоуглеводной пищи концентрация в крови как глюкозы, так и молочной кислоты, возрастает. Но уровень лактата поднимается незначительно, так как он удаляется достаточно быстро. Организм превращает глюкозу (которая движется в крови не так быстро) в лактат, таким образом она достигает цели быстрее. Использование молочной кислоты как "посредника" помогает избавиться от получаемых с пищей углеводов без подъема уровня инсулина и стимуляции синтеза жиров. Во время тренировки этот подъем вам не нужен, так как он понижает доступность углеводов, крайне необходимых для интенсивного обмена веществ.

Почему же молочная кислота так важна в регулировке метаболизма? Точного ответа пока нет, но существуют определенные физиологические причины. Молочная кислота, в отличие от глюкозы и других видов топлива, имеет меньший размер молекул, поэтому ей легче проходить из одной ткани в другую. Она проникает сквозь клеточные мембраны посредством мгновенного процесса, называемого "облегченным переносом" (facilitated transport). Для других видов топлива требуются более медленные транспортные системы - такие, как инсулин. Таким образом, лактат попадает быстрее и в больших количествах в клетки и кровоток. Мышечные клетки с большими запасами гликогена не могут высвободить значительные количества такого потенциального источника энергии, как глюкоза, потому что в них отсутствует ключевой энзим, ответственный за производство свободной глюкозы для ее высвобождения в кровь.

Молочная кислота и утомление

"Работайте до жжения!" - говорит ваш инструктор по аэробике. Вполне известный факт, что при интенсивной физической нагрузке молочная кислота вызывает жжение, ассоциируемое с мышечным утомлением. Вероятно, это так. Ионы водорода вмешиваются в процессы сокращения мышц и энергопроизводящие реакции.

Во время тренировки нервная система предохраняет сердце, мозг и мышцы от кислородной недостаточности. Уровень молочной кислоты в мышцах является для нее важным сигналом при распределении крови по телу. Когда система определяет, что кислородоснабжение где-то должно быть снижено, она сокращает там кровоток, чем вызывает утомление.

Однако, молочная кислота несет ответственность не за все типы утомления во время тренировок. При нагрузках, требующих большой выносливости, таких как марафонский бег или триатлон, ее уровень в крови не изменяется, несмотря на то, что производство увеличивается. Это происходит потому, что возможности организма по ее производству соответствуют его способности использовать ее в качестве топлива. В начале забега наблюдается значительное повышение уровня потребления мышцами глюкозы и расщепления гликогена. Это повышенный темп углеводного обмена вызывает увеличение производства молочной кислоты и повышение ее содержания в крови.

Как только кровь будет направлена в работающие мышцы, вы можете "переправить" лактат в другие ткани для выработки энергии. При этом ее уровень в мышцах и крови понизится, хотя организм продолжает производить ее в больших количествах. Часто в процессе забега или тренировки вы чувствуете внезапное облегчение. Это ощущение называют "вторым дыханием". Исследования показали, что во время физических упражнений уровень производства и удаления молочной кислоты на 300-600% больше, чем в состоянии покоя, даже если потребление кислорода стабилизировалось на субмаксимальном уровне.

Боль в мышцах и судороги

Молочная кислота не является причиной боли и судорог в мышцах. Боль, появляющаяся в мышцах на следующий день после тренировки, вызвана повреждением мышечных волокон и их воспалением. Судороги же вызываются мышечными рецепторами, которые перевозбуждены утомлением мышц. Многие атлеты используют массаж, горячие ванны и другие методы расслабления для удаления молочной кислоты из мышечных волокон с целью избавления от боли и судорог. Хотя такие методы имеют свои полезные стороны, избавление от молочной кислоты не является одной из них. Лактат используется мышцами в качестве топлива как во время тренировок, так при восстановлении, а не остается в них подобно переработанному моторному маслу.

Заставьте молочную кислоту работать на вас

Правильно составленная тренировочная программа, комбинирующая периоды высокоинтенсивных тренировок с тренировками на выносливость, может ускорить удаление молочной кислоты. К счастью, большинство тренировочных программ построены именно так. Ваш организм должен научиться быстро удалять лактат для последующих успешных выступлений на соревнованиях.

Уровень обмена молочной кислоты помогает вам бегать, плавать или ездить на велосипеде быстрее. Чтобы повысить способность организма использовать лактат в качестве горючего, необходимо увеличить уровень его содержания в мышцах во время тренировок. Тренировки с большим содержанием лактата в вашей системе стимулируют организм производить энзимы, ускоряющие его использование. Ряд исследований доказали важность содержания лактата в спортивных напитках. Атлеты учатся переносить это так называемое "жжение". Ученые называют это "привыканием". Винc Ломбарди (Vince Lombardi), бессмертный тренер команды "Greenbay Packers", однажды сказал: "Когда движение вызывает боль, боль вызывает движение". Будь он профессором физиологии, то его утверждение прозвучало бы так: "Когда уровень лактата в мышцах повышается, боль становится привычкой". Хорошо, что он был футбольным тренером.

При высокоинтенсивном интервальном тренинге сердечно-сосудистая система адаптируется, усиливая поставку кислорода в мышечные и другие ткани. Следовательно, вам придется расщеплять меньшее количество углеводов для получения молочной кислоты. Кроме того, лучшая циркуляция крови помогает ускорить ее доставку в ткани и удаление из кровотока.

Тренировки на выносливость вызывают мышечную адаптацию, что также ускоряет удаление молочной кислоты. Занятия бегом, плаванием или велосипедным спортом вызывают наибольшее развитие микроциркуляции и функциональной мощности митохондрий клеток скелетных мышц. С увеличением этой способности возрастает использование жирных кислот в качестве источника энергии и, таким образом, снижается формирование лактата. При увеличении функциональной способности мышечных митохондрий удаление молочной кислоты из организма тоже происходит быстрее.

Питание тоже играет немаловажную роль. Интенсивный и жесткий тренинг истощает запасы гликогена в мышцах и печени. Поэтому всем спортсменам, работающим на выносливость, необходима богатая углеводами диета.

Углеводы обеспечивают скорейшее получение глюкозы, поэтому атлет прекрасно себя чувствует и имеет источник быстрого получения энергии. Более того, глюкоза способствует восполнению запасов гликогена во время восстановительного периода. Когда уровень глюкозы в крови и гликогена в мышцах восстановлен, глюкоза становится источником формирования лактата, помогающего восполнить запасы гликогена в печени.

Автор: Томас Фэйхи
Источник: Muscular Development, #2, 2000