Молочная кислота — это естественное вещество, которое помогает нашему организму справляться со стрессом. Однако есть и обратная сторона медали. Когда организм вырабатывает молочную кислоту, он расщепляет её на два компонента: лактат и водородный ион. Именно последний и является собственно кислотой. Он влияет на электролитические сигналы нервов и мышц, замедляет энергетические реакции и ослабляет мышечные сокращения. Именно он вызывает жжение, которое мы ощущаем во время интенсивных тренировок. Если вы чувствуете утомление, то, вероятно, стоит винить водородный ион.
Но обычно обвиняют и лактат, хотя наш организм прекрасно с ним взаимодействует. Лактат — это невероятно быстрое топливо для сердца и мышц. Он играет жизненно важную роль в обеспечении стабильного снабжения организма углеводами, даже во время длительных физических нагрузок.
Лактат — это друг всех, кто тренируется с отягощениями: футболистов, троеборцев, бегунов на длинные дистанции, пловцов и велосипедистов. Когда вы узнаете больше об этом веществе, всё предстанет в совершенно ином свете. Поняв, как работает молочная кислота, вы сможете повысить свой энергетический уровень и преодолеть усталость!
Молочная кислота — это поистине «королевский» метаболит
Молочная кислота образуется в результате распада глюкозы, которая является основным источником углеводов в нашем организме. Иногда её называют «кровяным сахаром». Глюкоза — это основное топливо для мозга и нервной системы, а также для мышц во время физической нагрузки. Когда глюкоза расщепляется, 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 не получают достаточно кислорода из крови. Однако учёные утверждают, что молочная кислота образуется и в мышцах, получающих достаточно кислорода. Увеличение количества молочной кислоты в кровотоке свидетельствует лишь о том, что уровень её поступления превышает уровень удаления. Кислород не играет здесь существенной роли.
Производство АТФ, зависимое от лактата, очень незначительно, но происходит с большой скоростью. Это делает его идеальным 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
Наш организм активно использует молочную кислоту в качестве важнейшего биохимического посредника в процессе углеводного обмена. Углеводы, поступающие с пищей, в основном преобразуются в глюкозу и циркулируют в кровотоке из кишечника в печень. Однако, вместо того чтобы быть переработанной печенью в гликоген, большая часть глюкозы минует печень и попадает в мышцы, где превращается в молочную кислоту. Эта кислота затем возвращается в кровь и поступает в печень, где используется для создания гликогена. Таким образом, большая часть печеночного гликогена образуется не напрямую из глюкозы в крови, а через образование молочной кислоты. Этот процесс ученые называют «парадоксом глюкозы».
Многие ткани нашего организма, особенно скелетные мышцы, постоянно синтезируют и используют молочную кислоту. Уровень её содержания в крови отражает баланс между производством и потреблением.
Производство молочной кислоты
Производство молочной кислоты напрямую зависит от количества углеводов, расщепленных для энергетических нужд в тканях. При употреблении углеводов значительная их часть превращается в лактат, который затем используется теми же тканями или транспортируется кровотоком в другие ткани для энергетических целей.
Интенсивное использование углеводов в качестве топлива, например, во время физических нагрузок, значительно ускоряет производство молочной кислоты. Временно она начинает накапливаться в мышцах и крови, поскольку не может быть использована в качестве горючего так быстро. Если вы замедляете темп выполнения упражнений или прекращаете занятие, уровень использования лактата вскоре выравнивается с уровнем его производства.
Доктор Джордж Брукс, профессор факультета общей биологии Калифорнийского университета, описал динамику производства и использования молочной кислоты в своей «челночной теории лактата». Он подчёркивает важную роль молочной кислоты в углеводном обмене и её значение как топлива для метаболизма. В эксклюзивном интервью доктор Брукс отметил: «К молочной кислоте, в общем-то, относятся плохо. Но если бы атлеты могли научиться контролировать этот химический процесс и использовать его, они могли бы тренироваться жестче и дольше. Регулирование уровня молочной кислоты — это ключ к успеху в высокоинтенсивных видах спорта!»
Роль молочной кислоты в повышении результативности
Молочная кислота является очень «быстрым» топливом, что может помочь атлетам в повышении результативности. После приёма высокоуглеводной пищи концентрация в крови как глюкозы, так и молочной кислоты возрастает. Однако уровень лактата поднимается незначительно, так как он удаляется достаточно быстро. Организм превращает глюкозу, которая движется в крови не так быстро, в лактат, что позволяет ей достичь цели быстрее. Использование молочной кислоты как «посредника» помогает избавиться от получаемых с пищей углеводов без повышения уровня инсулина и стимуляции синтеза жиров. Во время тренировки этот подъём не нужен, так как он снижает доступность углеводов, крайне необходимых для интенсивного обмена веществ.
Физиологические причины важности молочной кислоты
Почему же молочная кислота так важна в регулировке метаболизма? Точного ответа пока нет, но существуют определённые физиологические причины. В отличие от глюкозы и других видов топлива, молочная кислота имеет меньший размер молекул, что облегчает её прохождение из одной ткани в другую. Она проникает сквозь клеточные мембраны посредством мгновенного процесса, называемого «облегченным переносом». 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 глюкозы для её высвобождения в кровь, потому что в них отсутствует ключевой энзим, ответственный за производство свободной глюкозы.
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 неё важным сигналом при распределении крови по телу. Когда система определяет, что кислородоснабжение где-то должно быть снижено, она сокращает там кровоток, что вызывает утомление.
Однако, молочная кислота не всегда является причиной усталости во время тренировок. При нагрузках, требующих высокой выносливости, таких как марафонский бег или триатлон, уровень молочной кислоты в крови остается неизменным, несмотря на то, что ее производство значительно возрастает. Это происходит потому, что возможности организма по ее выработке соответствуют его способности использовать ее как источник энергии.
В начале забега уровень потребления мышцами глюкозы и расщепления гликогена значительно возрастает. Этот ускоренный углеводный обмен приводит к увеличению производства молочной кислоты и повышению ее уровня в крови.
Как только кровь начинает поступать в работающие мышцы, вы можете "переправить" лактат в другие ткани для выработки энергии. В результате уровень молочной кислоты в мышцах и крови снижается, хотя организм продолжает ее активно производить. Часто в процессе забега или тренировки вы можете почувствовать внезапное облегчение. Это ощущение называют "вторым дыханием". Исследования показывают, что во время физических упражнений уровень производства и удаления молочной кислоты на 300-600% выше, чем в состоянии покоя, даже если потребление кислорода стабилизируется на субмаксимальном уровне.
Боль в мышцах и судороги
Молочная кислота не является причиной боли и судорог в мышцах. Боль, возникающая на следующий день после тренировки, связана с повреждением мышечных волокон и их воспалением. Судороги же возникают из-за перевозбуждения мышечных рецепторов, вызванных утомлением мышц. Многие спортсмены используют массаж, горячие ванны и другие методы расслабления, чтобы избавиться от боли и судорог. Хотя эти методы могут иметь свои преимущества, они не направлены на удаление молочной кислоты. Лактат используется мышцами в качестве топлива как во время тренировок, так и при восстановлении, а не остается в них, подобно отработанному моторному маслу.
Заставьте молочную кислоту работать на вас
Правильно составленная тренировочная программа, сочетающая периоды высокоинтенсивных упражнений с упражнениями на выносливость, может значительно ускорить удаление молочной кислоты из организма. К счастью, большинство тренировочных программ построены именно таким образом. Для успешного выступления на соревнованиях ваш организм должен научиться быстро удалять лактат.
Уровень обмена молочной кислоты помогает вам бегать, плавать или ездить на велосипеде быстрее. Чтобы повысить способность организма использовать лактат в качестве топлива, необходимо увеличить его содержание в мышцах во время тренировок. Тренировки с высоким уровнем лактата стимулируют организм вырабатывать энзимы, ускоряющие его использование. Исследования показали, что содержание лактата в спортивных напитках может быть важным. Атлеты учатся переносить так называемое "жжение". Ученые называют это "привыканием". Винc Ломбарди, легендарный тренер команды "Greenbay Packers", однажды сказал: "Когда движение вызывает боль, боль вызывает движение". Будь он профессором физиологии, его утверждение звучало 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, увеличивая поставку кислорода в мышечные и другие ткани. В результате вам придется расщеплять меньшее количество углеводов для получения молочной кислоты. Кроме того, улучшение циркуляции крови способствует более быстрой доставке молочной кислоты в ткани и ее удалению из кровотока.
Тренировки на выносливость вызывают мышечную адаптацию, что также ускоряет удаление молочной кислоты. Занятия бегом, плаванием или велосипедным спортом приводят к наибольшему развитию микроциркуляции и функциональной мощности митохондрий клеток скелетных мышц. С увеличением этой способности возрастает использование жирных кислот в качестве источника энергии, что снижает образование лактата. При увеличении функциональной способности мышечных митохондрий удаление молочной кислоты из организма также происходит быстрее.
Питание также играет важную роль. Интенсивный и жесткий тренинг истощает запасы гликогена в мышцах и печени. Поэтому всем спортсменам, работающим на выносливость, необходима богатая углеводами диета.
Углеводы обеспечивают быстрое получение глюкозы, что делает атлета более бодрым и предоставляет ему источник быстрой 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 образования лактата, помогая пополнить запасы гликогена в печени.
