kfd protein dessert

Kwas mlekowy i mleczan

Kwas mlekowy i mleczan

 

Dodany obrazek

Kwas mlekowy i mleczan to dwie różne substancje. Proces spalania glukozy prowadzi do powstania kwasu mlekowego, który szybko dysocjując uwalnia jony wodorowe (H+). Pozostałości tego związku łączą się z jonami sodowymi (Na+) lub potasowymi (K+) tworząc sól zwaną potocznie mleczanem. Mleczan znajdujący się we krwi, a nie kwas mlekowy jest najczęściej mierzony wśród sportowców w warunkach laboratoryjnych.

Dodany obrazek
Proces tworzenia mleczanu

Określenie „kwas mlekowy” jest powszechnie stosowane przez sportowców w celu opisania bólu jaki towarzyszy im podczas wyczerpujących sesji treningowych. Kiedy organizm potrzebuje energii do wykonania danej aktywności fizycznej wykorzystuje on rozpad ATP (adenozynotrifosforanu). ATP zbudowane jest z pierścienia adeninowego, rybozy oraz 3 grup fosforanowych. Cechą charakterystyczną tego związku jest dobra rozpuszczalność w wodzie dzięki obecności grup hydrofilowych. Zachowuje on stabilność w pH od 6,8 do 7,4. Ciało człowieka ma ograniczone zasoby i może przechowywać około 85 gram ATP. Jego zużycie może być bardzo szybkie, gdy nie mamy możliwości na jego resyntezę. Istnieją 3 systemy, które produkują energię do resyntezy ATP:

1. ATP-PC
2. Kwas mlekowy
3. Trening aerobowy

Dodany obrazek
Cząsteczka ATP

System kwasu mlekowego jest zdolny do uwalniania energii wykorzystywanej do resyntezy ATP bez udziału tlenu. Ten proces nazywamy glikolizą beztlenową. Glikoliza to rozkład węglowodanów, który prowadzi do powstania kwasu pirogronowego i jonów wodoru (H+). Cząsteczki kwasu pirogronowego ulegają utlenieniu w mitochondriach i zapoczątkowuje się Cykl Krebsa. Nadprodukcja jonów wodorowych prowadzi do zakwaszania komórek mięśniowych. Aby przeciwdziałać temu procesowi cząsteczki NAD+ (dinukleotyd nikotynamidoadeninowy) usuwają H+. NAD+ stanowi zredukowaną formę NADH, który odpowiedzialny jest za transport jonów wodorowych do mitochondriów, gdzie H+ łącząc się z tlenem tworzy wodę (H2O). W przypadku gdy występuje deficyt tlenu, NADH nie może spowolnić procesu magazynowania H+, który odkłada się w komórkach. W celu uniknięcia wzrostu kwasowości, kwas pirogronowy przyłącza jony wodorowe tworząc kwas mlekowy, który następnie ulega dysocjacji do mleczanu i H+. Niewielka część mleczanu dyfunduje do krwi i zabiera H+, aby zredukować stężenie H+ w komórkach mięśniowych. Prawidłowe pH komórek mięśniowych wynosi 7,1, natomiast gdy dochodzi do nagromadzenia H+, pH spada do 6,5, co prowadzi do pogorszenia skurczu mięśni i stymulacji zakończeń nerwowych w komórkach mięśniowych, wywołując bólu. Tego typu sytuacja jest nazywana progiem mlekowym, progiem beztlenowym (AT) lub akumulacją mleczanu we krwi (OBLA). Kwas mlekowy zaczyna gromadzić się w mięśniach gdy dana aktywność fizyczna przekroczy próg beztlenowy. Zazwyczaj jest to 80-90% tętna maksymalnego (MHR – Maximum Heart Rate).

Dodany obrazek

Proces usuwania kwasu mlekowego trwa około 1 godziny, jednak może być przyspieszony za pomocą odpoczynku, który zapewnia szybki i ciągły dopływ tlenu do mięśni. 1986 roku Astrand et al. stwierdził, że w 1 litrze krwi krąży około 1 do 2 milimoli kwasu mlekowego. Początek akumulacji mleczanu we krwi (OBLA) występuje między 2 a 4 milimoli/litr krwi. U osób nie uprawiających sportu ten próg wynosi 50-60% VO2max, natomiast u sportowców około 70-80% VO2max.

Spalanie glukozy z dostatecznym udziałem tlenu:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

Spalanie glukozy przy niedoborze tlenu:
C6H12O6 → 2C2H4OHCOOH

 

Dodany obrazek

Kwas mlekowy (kwas 2-hydroksypropanowy) nie jest odpowiedzialny za:
- ból mięśniowy występujący podczas wykonywania intensywnego treningu,
- ból mięśniowy pojawiający się w ciągu 48 godzin od zakończenia ciężkiego treningu.

Mleczan, który produkowany jest przez organizm w ciągu całego dnia, podlega syntezie na nowo w wątrobie (Cykl Corich) tworząc glukozę, która dostarcza więcej energii (glukoneogeneza). Ponadto, mleczan produkowany przez organizm jest bezpośrednio wykorzystywany jako paliwo przez mięsień sercowy.

Transport mleczanu składa się z kilku etapów:

1. Powstanie pirogronianu na skutek aktywności fizycznej
2. Deficyt tlenu prowadzi do produkcji mleczanu na skutek braku możliwości rozkładu pirogronianu
3. Mleczan wchodzi do otaczających komórek mięśni, tkanek i krwi
4. Komórki mięśniowe i tkanki po otrzymaniu mleczanu prowadzą do jego natychmiastowego zużycia jako paliwa (ATP) lub wykorzystują go do odtworzenia glikogenu
5. Glikogen pozostaje w komórkach do czasu gdy organizm potrzebuje energii.

65% kwasu mlekowego przekształca się w dwutlenek węgla i wodę, 20 % w glikogen, 10% w proteiny i 5% w glukozę. Szacuje się, że około 50% mleczanu wytwarzanego podczas intensywnych sesji treningowych jest wykorzystywane przez mięśnie do tworzenia glikogenu, który działa jak metaboliczne paliwo służące do podtrzymania aktywności fizycznej.

Cykl Krebsa

 

Dodany obrazek

Aby w pełni zrozumieć mechanizm działania kwasu mlekowego należy pokrótce przedstawić Cykl Krebsa. Jest to szereg reakcji chemicznych, występujących w mitochondriach prowadzących do tworzenia ATP. Cząsteczki kwasu pirogronowego z procesu glikolizy ulegają utlenieniu w mitochondriach i tworzą acetyloCo-A (kwas octowy aktywny, octan aktywny) zapoczątkowując Cykl Krebsa. Podczas tego cyklu mają miejsce 3 ważne reakcje.

1) Guanozynotrifosforan (GTP), nukleotyd purynowy pełniący funkcję transportera energii, jest produkowany i przekazuje grupę fosforanową do ADP tworząc tym samym ATP.
2) Trzy cząsteczki dinukleotydu nikotynamidoadeninowego (NAD) i jedna cząsteczka dinukleotydu flawinowego (FAD) są redukowane.
3) Jedna cząsteczka GTP prowadzi do produkcji jednego ATP, jednak redukcja NAD i FAD jest bardziej efektywna, ponieważ oddają swoje elektrony do systemu transportowego elektronów, który generuje znaczne ilości ATP.

Cykl Corich

 

Dodany obrazek

Proces ten odnosi się do szlaku metabolicznego, w którym mleczan wytwarzany jest w wyniku beztlenowej glikolizy w mięśniach, a następnie transportowany jest do wątroby, gdzie jest konwertowany do glikogenu i glukozy.

Jony wodorowe

Rozkład glukozy lub glikogenu prowadzi do produkcji mleczanu i jonów wodorowych (H+). Na jedną cząsteczkę mleczanu przypada jeden jon wodorowy. Obecność H+, a nie mleczanu prowadzi do kwasicy mięśni, który ostatecznie hamuje funkcjonalność tkanki mięśniowej. Wraz ze wzrostem stężenia H+ zwiększa się kwasowość mięśni oraz krwi. To kwaśne środowisko spowalnia aktywność enzymatyczną oraz rozpad glukozy. Zakwaszone mięśnie za pomocą zakończeń nerwowych prowadzą do bólu oraz zwiększonej wrażliwości ośrodkowego układu nerwowego. Przy takim schemacie zawodnik może stracić orientację oraz mogą pojawić się nudności.

Niski próg mleczanowy

Jeśli próg mleczanowy (LT – Lactate Threshold) jest osiągany na niskiej intensywności ćwiczeń, często oznacza to, że systemy oksydacji energii w mięśniach nie pracują prawidłowo. Gdyby praca mięśni była wykonywana na wysokim poziomie, wykorzystywany byłby tlen do rozkładu mleczanu do CO2 i H2O, zapobiegając przez to wkroczeniu mleczanu do krwi. Jeśli

LT jest niski może to oznaczać, że:

- nie ma wystarczającej podaży tlenu do komórek mięśniowych,
- nie ma odpowiedniego stężenia enzymów, które umożliwiłyby utlenienie pirogronianu,
- nie ma wystarczająco dużo mitochondriów w komórkach mięśniowych,
- mięśnie, serce i inne tkanki nie mają w pełni wykształconych odpowiednich mechanizmów do usuwania mleczanu z krwi.

Poprawa progu mleczanowego

Usprawnienie progu mleczanowego polega na nasyceniu mięśni kwasem mlekowym w celu kształcenia mechanizmów buforowych organizmu. Akumulacja mleczanu w pracy mięśni szkieletowych wiążę się ze zmęczeniem tego systemu po 50-60 sekundach maksymalnego wysiłku. Trenując w przedziale 85-90% tętna maksymalnego przez 20-25 minut usprawniamy próg mleczanowy – pomagamy odzyskać komórkom mięśniowym zdolność do alkalicznego buforowania. Tego typu sesje treningowe powinny być prowadzone raz w tygodniu.

DOMS (Delayed-Onset Muscle Soreness)

 

Dodany obrazek

Opóźniona bolesność mięśni (DOMS) to zjawisko zwane błędnie zakwasami, pojawiające się po danym wysiłku fizycznym. DOMS objawia się wystąpieniem lekkiego dyskomfortu bądź dużych boleści mięśniowych. Tego typu bolesność jest najczęściej odczuwalna gdy wprowadza się zmiany w programie treningowym (zmiana intensywności czy ćwiczeń). DOMS to normalna reakcja na „niezwykły” wysiłek fizyczny i jest częścią procesu adaptacji organizmu, który prowadzi do zwiększenia wytrzymałości i siły mięśni. Rodzaj bólu pojawiający się za sprawą DOMS nie jest taki sam jak ból mięśni wynikający z przemęczenia czy kontuzji – uraz lub zwichnięcie. DOMS jest wynikiem mikroskopijnych rozerwań włókien mięśniowych. Najwięcej bolesności powodują ekscentryczne ruchy mięśni, na przykład: schodzenie po schodach, bieganie z górki, pompki, przysiady itp. Do niedawna DOMS był wiązany z kwasem mlekowym i jego akumulacją. Okazało się jednak że kwas mlekowy nie ma wpływu na DOMS. Już po godzinie od zakończenia danej aktywności fizycznej poziom mleczanów wraca do pierwotnego stanu.

 

Badania:

1) Schwane JA, Johnson SR, Vandenakker CB, Armstrong RB. Delayed-onset muscular soreness and plasma CPK and LDH activities after downhill running. Med Sci Sports Exerc. 1983;15(1):51-6
2) Schwane JA, Watrous BG, Johnson SR and Armstrong RB. Is lactic acid related to delayed-onset muscle soreness? Physician and sportsmedicine 1983 11(3) 124-131
3) Freund H, Gendry P. Lactate kinetics after short strenuous exercise in man. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1978 Aug 15;39(2):123-35

Dodany obrazek

Opóźniona bolesność mięśni może być wynikiem rozpadu tkanki mięśniowej. Biopsje mięśni pobrane od maratończyków po zawodach lub treningach pokazały znaczne uszkodzenia komórek mięśniowych wśród uczestników badania. Błona komórkowa – sarkolema (sarkolemma), może być pęknięta przez co zawartość komórki może przenikać pomiędzy włóknami mięśniowymi.

 

Badanie:

1) Hagerman FC, Hikida RS, Staron RS, Sherman WM and Costill DL. Muscle damage in marathon runners. Physician and sportsmedicine 1984 12 39-28

Masaż na redukcję kwasu mlekowego

 

Dodany obrazek

McMurray przeprowadził badanie ( (1987) The effect of massage on blood lactate levels following a maximal treadmill run. Thesis (M.A.) University of Northern Iowa) w którym porównywano wpływ masażu, pasywny odpoczynek oraz łagodną jazdę na rowerze na metabolizm mleczanów po wyczerpującym treningu na bieżni. W badaniu wzięło udział kilku profesjonalnych biegaczy, którzy wykonali maksymalny wysiłek na bieżni w celu zwiększenia poziomu mleczanów we krwi i wywołaniu zmęczenia po 4-6 minutach. Naukowcy pobrali próbki krwi po 20 minutach od zakończenia wysiłku i zauważyli, iż pasywny odpoczynek (leżąc na plecach) i masaż nie miały żadnego wpływu na poziom mleczanów we krwi, natomiast swobodna jazda na rowerze przyczyniła się do efektywniejszego zredukowania mleczanów we krwi po 15-20 minutach wyczerpującego biegu. Nie oznacza to, że masaż jest niekorzystny dla sportowców, tylko nie ma znaczącego wpływu na usuwanie mleczanów.

Wodorowęglan sodu

 

Dodany obrazek

Wodorowęglan sodu to alkalizujący związek, zmniejszający zakwaszenie krwi. Za sprawą buforowania zakwaszonej krwi, wodorowęglan może wyciągnąć więcej kwasu wytwarzanego w komórkach mięśniowych do krwi i tym samym zredukować poziom kwasowości w mięśniach. Prowadzi do opóźnienia momentu zmęczenia. Suplementację tym związkiem poleca się sportowcom, którzy trenują biegi na 400 metrów do 1500 metrów, pływakom na 100 i 400 metrów oraz zawodnikom trenującym wioślarstwo. W 2004 roku Van Montfoort ( (2004) Effects of Ingestion of Bicarbonate, Citrate, Lactate, and Chloride on Sprint Running. Med Sci Sports Exerc, 36 (7), p. 1239-1243) przeprowadził badania na 15 sportowcach trenujących sporty wytrzymałościowe. Wykonywali oni bieg do pełnego zmęczenia po 90 minutach od podania wodorowęglanu sodu. Średni czas do zmęczenia wynosił odpowiednio:

- wodorowęglan sodu – 82,3 sek
- mleczan sodu – 80,2 sek
- cytrynian sodu – 78,2 sek
- chlorek sodu – 77,4 sek

Wyniki sugerują, iż suplementacja wodorowęglanem sodu może być korzystna.

Podsumowanie

- akumulacja mleczanu we krwi stanowi jedynie kontrast pomiędzy produkcją a jego usuwaniem.
- mleczan nie jest produktem ubocznym; preferowany jest jako źródło energii przez mózg i serce.
- mleczan oraz kwas mlekowy nie są głównymi sprawcami boleści mięśniowych występujących po intensywnym wysiłku fizycznym.
- produkcja mleczanu może przyczynić się do zahamowania rozwoju kwasicy.

Dodany obrazek

Źródła:

http://www.active.com/mountainbiking/Articles/It_s_not_about_the_lactic_acid__Why_you_re_still_sore_after_yesterday_s_ride.htm

http://www.sport-fitness-advisor.com/lactic-acid.html

http://www.drlenkravitz.com/Articles/lactatearticle.html

http://www.ingentaconnect.com/content/adis/smd/2006/00000036/00000004/art00001

 

Kategorie: Artykuły

Dodaj komentarz

Kulturystyka i fitness

Zobacz wszystkie artykuły

Partnerzy portalu

log-kfd-ar log-kfd2-ar
0.18