邵子奇

摘 要：近些年乳酸一直是生物工程以及生物化學(xué)領(lǐng)域研究的熱點，由于其與運動之間的微妙關(guān)系，使得乳酸與運動醫(yī)學(xué)之間有著密切的關(guān)系。本文以高中的化學(xué)和生物中的乳酸部分知識為切入點，詳細闡述乳酸產(chǎn)生的過程，并通過相關(guān)文獻的查詢，闡述乳酸與運動之間的關(guān)系以及其降低運動技能的途徑。

關(guān)鍵詞：乳酸 產(chǎn)生 運動 影響

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）09（a）-0231-02

乳酸作為高中階段有機化學(xué)中的重要知識，是考試的重點內(nèi)容之一，隨著其自身產(chǎn)生和代謝的途徑的特點，使其與生物化學(xué)、運動學(xué)、運動醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域之間有著密切的關(guān)聯(lián)，尤其乳酸在運動領(lǐng)域的研究極為廣泛，也有諸多的文獻和研究表明運動時的血乳酸水平和運動之間有著密切的關(guān)系。

1 乳酸的產(chǎn)生和代謝

1.1 乳酸的產(chǎn)生

乳酸產(chǎn)生的主要條件為機體組織細胞在某一時間段內(nèi)無法獲得足夠的氧含量，或者是機體內(nèi)的氧在短時間內(nèi)無法得到快速的處理，在這種情況下，乳酸就會大量的堆積，這主要是由于短時間內(nèi)機體內(nèi)大量的丙酮酸蓄積，無法被丙酮酸脫氫酶轉(zhuǎn)化成為乙酰輔酶A，從而在機體內(nèi)產(chǎn)生大量的乳酸[1]。圖1為乳酸在體內(nèi)的產(chǎn)生途徑。

如圖1所示，可以看出乳酸產(chǎn)生的主要途徑有兩種：為糖酵解過程產(chǎn)生的乳酸，所謂的糖酵解即為葡萄糖分解形成兩個分子的丙酮酸與能量的過程，主要過程為先由葡萄糖分解為丙酮酸，后在無氧的條件下丙酮酸被還原為乳酸；另外一種途徑為非糖化合物轉(zhuǎn)化成葡萄糖和糖原的糖異生作用。

1.2 乳酸的代謝

體內(nèi)乳酸的代謝過程主要包括如下幾點：其一，糖酵解過程中的第一步是葡萄糖分解成丙酮酸，而第二步分為有氧和無氧兩種途徑，無氧下生成乳酸，有氧時生成水和二氧化碳，因而在氧氣充足的情況下，機體的組織細胞、骨骼肌和心肌等可以攝取血液中的乳酸成分，在乳酸脫氫酶的作用下還原成丙酮酸，然后再次進行有氧狀態(tài)下的糖酵解的第二步，生成水和二氧化碳，該過程中充分的釋放了乳酸中的能量[2]；其二，由圖1可知，糖異生過程是一個可逆的過程，即乳酸既可以作為糖異生的產(chǎn)物，也可以作為糖異生的原料，即當乳酸在機體和血液中大量積累的時候，使得肝臟內(nèi)的糖異生作用開始發(fā)揮作用，先是由乳酸糖異生成葡萄糖供給機體運動所需，再由生成的葡萄糖合成糖原，以備細胞的糖原儲備，與此同時通過對氫離子的需要來調(diào)節(jié)人體的酸堿平衡；其三，機體內(nèi)的乳酸還可以通過丙酮酸和乙酰輔酶A途徑合成脂肪酸、膽固醇、酮體和乙酸等物質(zhì)，也可以通過氨基轉(zhuǎn)換作用生成丙氨酸[2]；最后，機體內(nèi)的極少量乳酸也可以通過尿液和汗液排除。通過上述幾種途徑以實現(xiàn)對殘存于乳酸內(nèi)的能量的充分應(yīng)用、對機體穩(wěn)態(tài)的維持、消除細胞中的乳酸、維持機體的糖酵解穩(wěn)定、為集體活動提供能量以及合成人體必須的化合物。

2 乳酸與運動之間的關(guān)系

2.1 超過數(shù)秒的極限運動

機體運動時乳酸與運動之間有著密切的關(guān)系，在超過數(shù)秒的極量運動中，人體內(nèi)會消耗大量的ATP和CP，因而使得機體細胞內(nèi)產(chǎn)生的ADP、AMP、磷酸和肌酸大量積累，這些在細胞內(nèi)蓄積的物質(zhì)可以激活糖原分解，從而使得機體內(nèi)的糖酵解速度加快，糖酵解的速度約在極限運動的30～60s達到最大速度，使得肌肉內(nèi)的乳酸迅速增多[3]。

2.2 亞極限運動

長時間亞極限運動時，由于運動時間和呼吸系統(tǒng)的原因使得運動員體內(nèi)處于最大攝氧量以下，在運動開始的幾分鐘以內(nèi)，由于局部的肌肉組織的供血量極少，使得局部肌肉因缺血而引起暫時的供氧不足，這種供氧不足使得糖酵解產(chǎn)生大量的乳酸，但是隨著運動的進行，使得機體會逐漸獲得穩(wěn)態(tài)氧耗速率，這個過程大約發(fā)生在運動后的5～10min，這個時候機體進行糖酵解過程的功能減少，乳酸生成速率開始下降，但是若在這個過程中運動強度突增，乳酸的生成速率也會隨之升高，總結(jié)而言，長時間、亞極量的運動時，乳酸的生成速率最快的時間段主要是在運動開始時機體缺氧缺血的時期和獲得穩(wěn)態(tài)氧耗速率以前的時間段內(nèi)[3]。

2.3 中低強度運動

在中低強度運動的過程中，與長時間的亞極限的運動相比，機體并不缺氧，而是進行有氧代謝，因此機體內(nèi)乳酸的生成并非缺氧所致，而是循環(huán)系統(tǒng)處于提高過程和尚未建立穩(wěn)態(tài)代謝時，糖酵解速率超過有氧代謝速率所致，從而使得來自脂肪氧化的能量產(chǎn)物都進入三羧酸循環(huán)，因而使乳酸增多[3]。

3 乳酸造成運動機能下降的途徑

當下人們探討乳酸與運動之間的關(guān)系主要的原因就是為了提高運動員的運動技能，以及幫助運動員制定適合自己的訓(xùn)練計劃，因而了解乳酸造成運動機能下降的途徑就顯得至關(guān)重要，本文對此總結(jié)如下幾點：第一，乳酸在機體內(nèi)積累過多，乳酸的解離可以產(chǎn)生大量的氫離子，這些氫離子降低所蓄積的PH值，從而使得糖酵解的相關(guān)酶活性被抑制，使得糖原的無氧氧化過程受到抑制，也就減少了這個過程的終產(chǎn)物之一的能量ATP合成，造成運動過程中的能量供應(yīng)障礙；第二，運動的過程中，大量的乳酸在機體內(nèi)生成，使得乳酸在機體內(nèi)蓄積，血液中的乳酸逐漸堆積，順著機體內(nèi)的血液循環(huán)至腦部，從而使得腦細胞的正常功能受限，降低運動時的身體機能；最后，乳酸的解離可以產(chǎn)生大量的氫離子，這些氫離子會與機體內(nèi)的鈣離子爭搶位于骨骼肌肌鈣蛋白表面的結(jié)合位點，從而使得大量的鈣離子被置換出來，從而造成興奮收縮耦聯(lián)障礙，以致肌肉收縮的機能下降，從而造成運動技能的下降。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著人類在乳酸研究領(lǐng)域的逐漸深入，乳酸在機體內(nèi)的產(chǎn)生和代謝途徑目前已經(jīng)較為詳盡，其在多種運動類別中的含量變化也有所不同，通過多種途徑對運動機能造成影響，因而通過對這些知識的掌握，就可以判斷運動員所處的身體機能的時間段，也可以為運動的計劃安排提供前瞻性的建議，實現(xiàn)科學(xué)的運動和訓(xùn)練。

參考文獻

[1] 齊敦禹.乳酸的產(chǎn)生原因與運動能力[J].體育世界：學(xué)術(shù)版，2007（5）：63-65.

[2] 耐力運動的幾個概念——縱情山野戶外運動俱樂部——旅游[EB/OL].https：//www.xici.net/d180550940.htm.

[3] 曹占良.乳酸生成與消除（學(xué)習(xí)日記）[EB/OL].（2010-09-09）.https：//blog.sina.com.cn/s/blog_5675ba030100lc09.html.