乳酸在运动生理学与运动处方中的当代角色:开启运动科学新视野

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:folia medica

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  在运动科学领域,为明确乳酸在运动代谢中的作用及应用,研究人员围绕乳酸代谢、阈值等展开研究。结果表明,乳酸不仅是能量物质,还可用于训练强度划分。这为运动测试、处方制定提供依据,助力提升运动员表现。

  在运动领域,曾经人们对乳酸存在诸多误解。长期以来,乳酸被认为只是缺氧肌肉产生的副产物,是导致肌肉疲劳和酸中毒的 “罪魁祸首” 。在这种认知下,运动训练中对乳酸的处理和利用缺乏科学依据。随着运动科学研究的深入,人们逐渐意识到传统观念可能存在偏差,需要重新审视乳酸在运动中的真正角色,这不仅关系到运动员训练方法的优化,也关乎运动生理学理论的完善,于是相关研究应运而生。
来自国外的研究人员针对乳酸在运动生理学和运动处方中的作用展开了全面研究。研究发现,乳酸并非简单的代谢废物,而是一种重要的能量资源和信号分子。这一发现改变了人们对乳酸的认知,为运动训练和运动处方的制定提供了全新的理论基础,相关研究成果发表在《folia medica》上。

在研究过程中,研究人员主要采用了文献综述法,广泛收集并分析了众多关于乳酸代谢、运动生理等方面的研究文献,梳理了乳酸研究的发展脉络,整合了不同研究中的关键信息,从而对乳酸在运动中的作用有了全面且深入的认识。同时,还参考了大量运动测试实验的数据,包括对运动员在不同运动强度下乳酸浓度变化、气体交换指标、心率等生理参数的监测数据,以此为依据探讨乳酸与运动强度、运动能力之间的关系。

新视角下的乳酸代谢


曾经,人们普遍认为乳酸是无氧条件下的代谢产物,但自 20 世纪 80 年代以来,新的研究不断涌现,彻底改变了这一传统观念。乔治?布鲁克斯提出的乳酸穿梭理论指出,乳酸在正常有氧条件下休息时就会产生,运动时产生更多。它会在细胞内以及不同器官和组织之间穿梭,为细胞提供能量,参与糖异生过程。此外,乳酸还可作为信号分子,与多种细胞内靶点(如 PGC - 1α、HCAR - 1、SIRT - 1、SIRT - 3 等)结合,调节细胞代谢和免疫功能。而这一过程依赖于单羧酸转运蛋白(MCT)系统,MCT 广泛存在于细胞膜上,负责乳酸等物质的跨膜运输。

乳酸与运动的关系


在运动过程中,随着碳水化合物氧化速率的增加,乳酸浓度会稳步上升。早期研究发现运动时血乳酸水平变化与运动强度相关,但当时认为这种关系是基于缺氧与乳酸的依赖,如今研究表明,糖酵解和碳水化合物氧化增加才是血液中乳酸积累的主要原因,缺氧的作用相对次要。同时,运动时乳酸也可通过穿梭和氧化被清除,且有氧能力越高,清除能力越强,这也说明乳酸并非导致疲劳的主要因素。另外,研究还推翻了乳酸导致运动性肌肉酸中毒的观点,证实质子积累主要源于 ATP 水解,线粒体氧化磷酸化在剧烈运动时对质子的摄取能力下降,才是加速酸中毒的原因。

乳酸阈值的研究


20 世纪初,生理学家开始用乳酸测量运动强度并绘制血乳酸曲线。1964 年,沃瑟曼和麦基尔罗伊提出无氧阈值(AT)概念,但当时未直接测量乳酸,而是通过气体交换指标间接判断。后来,随着全血乳酸酶法测量技术的出现,乳酸阈值(LT)概念逐渐受到关注。由于缺乏标准化,产生了多种阈值概念,常见的有最大乳酸稳态(MLSS)、血乳酸积累起始点(OBLA)、4 mmol/L 乳酸阈值、Dmax 和改良 Dmax 方法等。其中,改良 Dmax 方法在计算第二乳酸阈值时,连续计算的方差最小,预测运动表现最为准确。

理论在实践中的应用


无氧阈值概念最初用于评估心力衰竭患者的身体能力,后来金德曼等人将阈值概念引入运动员训练,提出有氧和无氧阈值框架,用于制定不同强度的运动处方。20 世纪,训练周期化方法得到发展,与强度分区模型相结合,形成了多种训练模型,如金字塔模型、极化模型和阈值模型。不同模型在训练强度分配上有所不同,虽然科学文献对哪种模型最有效尚无定论,但阈值模型中的乳酸引导间歇训练在耐力运动中展现出一定优势。此外,乳酸测量还可用于估算最大无氧功率,如通过测量最大乳酸积累速率(VLamax)评估肌肉利用无氧糖酵解合成 ATP 的能力,高 VLamax值被认为与更好的短跑和短距离跑步表现相关。

综上所述,该研究全面阐述了乳酸在运动生理学和运动处方中的当代角色。它纠正了人们对乳酸的错误认知,为运动科学领域带来了全新的理念和方法。在运动训练方面,基于乳酸的研究成果有助于教练和运动员更科学地制定训练计划,提高训练效果;在运动生理学理论发展上,推动了对运动代谢机制的深入理解。然而,乳酸引导训练的长期效果仍有待进一步研究,这也为后续研究指明了方向,有望在未来进一步完善运动科学体系,促进运动员竞技水平的提升和大众健康运动的发展。

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