過去的肌肉疲勞理論認為乳酸是主要限制耐力運動表現的罪魁禍首,乳酸被認為是無氧代謝的廢棄產物、以及高強度運動時導致肌肉疲勞的原因,並直接導致運動時的代謝性酸中毒,使肌肉收縮力降低和運動停止,更認為乳酸造成「延遲性肌肉痠痛」(Delayed muscle soreness,簡稱DOMS)。然而許多的研究早已推翻了這些過去的論點。本文將針對常見對乳酸的誤解來一一的破解。
乳酸會導致疲勞嗎?不會! 乳酸讓你運動隔天痠痛嗎?不會! 這些答案或許會讓部分人驚訝,因為直到現在,仍能常聽到人們把運動隔天痠痛的罪魁禍首推給「乳酸」。事實上,這樣的理論早已被推翻多年,但至今仍根深蒂固在大家腦海裡。讀一遍專業運動營養師的詳細解說,你會更了解乳酸的形成、乳酸對運動「好處」,甚至分辨出Lactic acid和Lactate(中文皆翻譯為乳酸)其實大不同。
ATP是運動時骨骼肌收縮的即時能量來源,在運動期間,肝醣與葡萄糖可以分解為丙酮酸(Pyruvate)以產生ATP。丙酮酸在有氧氣的情況下可以進入粒線體進行氧化代謝,以獲得更多的ATP,而在無氧的情況下則會代謝成乳酸(Lactic acid)。
Lactic acid和Lactate中文皆譯為「乳酸」。然而事實上Lactic acid並不等於Lactate,Lactic acid是弱酸,並且會迅速解離成氫離子,剩餘的部分則與鈉離子(Na+)或鉀離子(K+)結合形成稱為乳酸(Lactate)的乳酸鹽,肌肉中不會有太多的Lactic acid,血液裡就更少了,因此乳酸不會長時間堆積在體內。有些學者認為可以將乳酸鹽視為是一種人體內酸性的緩衝物質,乳酸鹽的產生(特別是如果伴隨有高的乳酸鹽去除能力)更有可能延遲酸中毒的發生。而近年的研究也發現,運動誘導性酸中毒對於骨骼肌收縮能力的影響有限,體外研究表明酸性環境具有保護作用可以抑制骨骼肌中的高鉀血症。其他乳酸產生帶來的有益效果還包括從血紅蛋白釋放更多的氧氣、刺激通氣量、肌肉血流量的增強和心血管驅動力的增加。顯然,乳酸鹽在代謝性酸中毒和運動疲勞中扮演的角色必須重新評估。
以往認為乳酸是無氧性激烈運動下的產物,因為在高強度下運動時,我們無法及時提供電子傳遞鍊足夠濃度的氧氣,積聚的丙酮酸才會代謝成乳酸。然而氧氣的可利用性,只是導致肌肉和血液中乳酸鹽在次大運動強度期間增加的幾個因素之一,事實上,無論是否存在氧氣,都可以經由糖解作用形成乳酸,甚至在靜止時產生乳酸。
使乳酸產生急劇增加的情況有:快肌纖維的招募使用上升、氧氣的遞送效率、肌肉低氧、糖解作用加速、粒線體能量代謝的能力,以及通過身體中其它細胞清除和利用乳酸的能力等多種因素。休息時,血中乳酸之所以能夠維持1mM的原因,就在於乳酸的產生與排除達到平衡。
如上圖所示,氧氣的吸收與利用會隨著運動強度呈線性地增加,但乳酸鹽(Lactate)的產生並非隨著運動強度線性地增加,而是穩定地產生,直到運動強度超過了「有氧代謝」能夠供應的能量負荷,此時身體改以利用「無氧代謝」來提供主要比例的能量來源,遠大於「有氧代謝」,當乳酸的生產速率超過移除速率時,組織內的乳酸濃度提高,使得血液中的乳酸值增加,並隨著無氧代謝地進行會逐漸接近乳酸閾值。
由於Lactic acid(和隨後的Lactate)會隨著運動疲勞的發展而產生,所以過去學者誤認為Lactic acid就是高強度運動下肌肉疲勞的原因。然而乳酸真的會導致疲勞嗎?
答案是:不會!
Lactic acid肯定不會導致疲勞,而Lactate可以被人體回收利用,心臟、大腦和慢肌纖維能夠非常容易地從血液中清除乳酸,所以如果將快肌纖維產生的Lactate運送到慢肌纖維,或另一個粒線體還未完全過載的肌肉中,這些肌肉可以將乳酸鹽轉換回丙酮酸將其送到檸檬酸循環,並進入電子傳遞鍊,在有氧的狀態下進行有氧代謝產生能量(ATP)。因此,Lactate在運動期間可作為骨骼肌的燃料來源,也是心臟、腦、腎臟和肝臟可用的燃料來源!
此外,未以上述方式氧化的乳酸,會從運動肌肉擴散到毛細血管中,並通過血液運輸到肝臟重新合成為葡萄糖,這被稱為「柯氏循環」。而運動過程中累積的乳酸,大約在停止運動後1-2小時血乳酸的濃度就會回復到休息時的狀態。乳酸的產生實際上是一種生存適應,決定了我們能夠在高強度運動下維持多長的時間。
以下這些才是高強度運動造成疲勞的元兇:
.無氧代謝時產生的中間產物例如磷酸鹽(Pi)增加
.高能磷酸鹽(high energy phosphates)比例改變
.活性氧物質(reactive oxygen species, ROS)等產生
答案是:不會!
運動後1-3天的延遲性肌肉痠痛現象,與乳酸的形成沒有顯著關連。延遲性肌肉痠痛常見會發生在突然急遽增加運動量與強度、進行大量的肌肉離心收縮(eccentric contraction)運動,造成以下狀況,才是遲發性肌肉痠痛的主要原因。
.肌肉纖維的輕微斷裂傷害
.敏感化的疼痛感覺接受器(sensitised nocireceptors)
.超結構肌肉損傷(ultrastructural muscle damage)
乳酸閾值是指平緩增加的血乳酸濃度會在某一個點急劇拔升,這個血乳酸突然開始大量堆積的拐點就被稱為「乳酸閾值」。V̇O2 max是用來量測運動員最大能力/潛力的指標,而乳酸閾值或到達乳酸閾值時的V̇O2、速度或力量功率,則可以用以估計與度量運動員當前的能力,並用以制定訓練時的運動強度。
血液中的乳酸濃度來自於產生量與排除量平衡後的結果。訓練可以誘導人體對於乳酸鹽堆積有更大的緩衝與耐受性,使得在同樣的負荷絕對量下產生較少的乳酸,運動員還可以透過激烈運動下乳酸大量產生的現象,達成提昇乳酸排除能力的效果,藉此提高乳酸閾值來增進無氧能力。乳酸是運動者的朋友而非敵人,故而在體育運動研究上,應用血液乳酸濃度來當作衡量運動員耐力的指標,以及評估運動員無氧代謝的能力與監控生理負荷強度。
.不論是Lactic acid或Lactate,都不是在較高強度訓練時疲勞的直接原因。
.血乳酸積聚只代表生產和清除的平衡,並不是一個絕對值。只有相對較短,非常強烈的身體活動會導致乳酸累積。
.乳酸鹽堆積並不一定表示乳酸的產量增加、導致氫離子濃度增加和相應的酸中毒,乳酸生產實際上可以幫助抑制酸中毒的發展。
.Lactate是運動中的肌肉、肌肉恢復和休息期間,以及心臟、腦、肝臟和腎臟中有價值的能量來源。
.延遲性肌肉痠痛(DOMS)有許多的成因,但不包括Lactic acid或Lactate的產生。
.乳酸閾值(Lactate threshold)是可測量及可訓練的因子,可以用來幫助監測訓練適應。
備註:以上資訊僅供參考,不能替代營養師給出的適當醫學診斷或飲食建議 。本說明僅供成年人使用,本文在發佈時內容儘可能確保為最新證據,但不排除未來更進一步的證據可能推翻目前的結論。
大家可能聽過<RICE這個運動傷害防護名詞,不過,這個在1978年由Dr. Gabe Mirkin在《運動醫學雜誌》首次提出的理論,已經由他本人親自推翻了!
RICE是指:Rest 休息、Ice 冰敷、Compression 加壓、Elevation 抬升等運動傷害急救四大要領,其中冰敷是針對運動傷害和肌肉痠痛的療法,推廣多年來已經成為教練和運動防護員們在第一時間處理運動傷害的準則,但最近 Mirkin博士發表文章說,現在看來,冰敷和全面休息可能會延遲治療,而不是幫助患者療癒。
Mirkin博士指出,近來越來越多的研究發現,冰敷其實對運動傷害完全沒有好處,甚至會延緩恢復的時間,因為冰敷會影響神經傳導速度、阻礙血液回流,還可能降低肌肉彈性。
在2013年發表於《美國運動醫學雜誌》的一項研究中,受試運動員從事劇烈運動以至於出現嚴重的肌肉損傷,並導致廣泛的肌肉痠痛。研究者發現,雖然冰敷延緩腫脹的症狀,但並沒有加速肌肉損傷的恢復。2004年發表於同樣刊物的一篇總結22篇科學論文的研究發現,幾乎沒有證據能表明冰敷和加壓的成效要比單獨加壓來得好,雖然冰敷加上運動可能有助於治療踝關節扭傷。
1999年發表在美國骨科醫師學會雜誌的一份論文指出,當你藉由創傷損傷組織,或透過非常強烈地鍛鍊出現肌肉酸痛時,你的身體會使用自身的免疫力來自我治療,這與身體用來殺死細菌的生物機制相同,而這就是所謂的發炎。當細菌進入你的身體,你的免疫系統將細胞和蛋白質輸送到感染區以殺死細菌。當肌肉和其他組織受到損傷時,免疫力會將相同的炎症細胞發送到受損組織,促使其癒合。也就是說,人體的免疫系統對感染和組織損傷的反應是相同的。炎症細胞衝向受傷組織以開始癒合過程。被稱為巨噬細胞的炎症細胞釋放稱為胰島素樣生長因子(IGF-1)的激素進入受損組織,其幫助肌肉和其他受傷部位癒合。
一項發表在美國實驗生物學聯合會研討會的研究佐證了上面的理論。研究作者使用了兩組小鼠,其中一組遺傳性徵被改變,無法產生對身體損傷產生正常的發炎反應,而另一組則保持正常身體機能。接著從事研究的科學家注射氯化鋇到實驗小鼠的身體中來對牠們產生肌肉損害。第一組對損傷無法產生先天免疫反應小鼠的肌肉一如預期無法癒合,而具有正常免疫力的小鼠則迅速癒合。後者在其受損的肌肉中含有非常大量的IGF-1,而身體自癒能力消失的小鼠則幾乎沒有IGF-1。
2014年一篇線上發表在《膝蓋手術、運動創傷學和內視鏡 (Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc)》期刊的研究表明,在受傷組織上冰敷會使創傷附近的血管收縮並阻止血液輸送炎症癒合細胞。研究並指出,冰敷後數小時血管才會再次打開,血流量減少會導致部分組織由於血液供給不足而死亡,甚至會造成永久性神經損傷。
Mirkin博士指出,任何減少身體發炎反應的事物,通常會阻礙肌肉癒合,例如:
• “cortisone 可的松”一類的藥物,這是一種具礦物皮質固醇活性的短效糖皮質固醇
• 所有的止痛藥物,例如非類固醇類抗炎藥如布洛芬(Pharmaceuticals)
• 治療關節炎、癌症或牛皮癬的免疫抑制劑
• 冰敷
• 其他任何阻礙免疫系統對於身體受傷產生反應的事物
等等。
據Sports Med網站發表於2011年的一篇文章指出,冰敷或冰浴處理通常被用作短期治療,幫助受傷的運動員重返比賽。冷卻可能有助於減輕疼痛,但它會干擾運動員的力量、速度、耐力和協調性。在這篇論述中,作者研究了35份關於冰敷或冰浴對於身體表現影響的醫學文獻,大多數研究使用這些冷卻方式超過20分鐘。作者發現,大多數報告說,冷卻後立即降低了身體的肌力、速度以及在爆發性和靈活性跑步上的運動表現。而這些受試者藉由短暫的暖身才恢復了力量、速度和協調性。作者建議,如果需要冰敷以限制腫脹,則應該在不到五分鐘的時間內完成,然後在返回運動之前逐漸讓身體回溫。
最後,Mirkin博士建議,如果一旦受傷,請立即停止運動。如果感到非常疼痛、身體無法動彈,或者如果你感到困惑或甚至感覺快要失去意識,那麼就應該確認你是否需要緊急醫療。開放性傷口應該立即清洗乾淨並檢查是否有更深的傷害。如果可能的話,提高受傷部位以利用重力來幫助減輕腫脹。最好請有經驗的運動防護員來確認是否有骨頭碎裂,並且移動患者不會增加損傷。如果受傷僅限於肌肉或其他軟組織,醫生或教練可以使用壓縮性繃帶。由於在創傷部位使用冰塊可以減輕疼痛,因此在運動傷害發生後不久可以短時間冷卻受傷部位。您可以冰敷患部10分鐘,將其移開靜候20分鐘,再重複一到兩次10分鐘的冰敷施作程序。受傷六小時之後就沒有任何理由再使用冰塊了。
Mirkin博士建議,如果受傷嚴重,請按照醫生的建議進行治療。如果是輕傷,通常可以在第二天逐漸康復。只要不會增加疼痛和不適感,就可以移動和使用受傷部位,只要不再感到疼痛,就可以儘快恢復運動。
資訊來源/DrMirkin.com
責任編輯/Oliver Wu
過度訓練症候群是一種身心方面的疲勞,通常因為長久的訓練,又沒有獲得適當的休息,讓身體和心理都出現有點類似撞牆期的狀況;嚴重的話,還會出現類似憂鬱症的症狀。一旦發生如此情況時,不僅需要更多時間調整與訓練才能回歸比賽,對於日常生活更是會產生問題。
一般來說,最理想的訓練方式是藉由超負荷與超恢復兩項交互運用,藉以提高運動表現,但這是最理想的狀態。有時候,運動員會因為許多複雜的因素,導致過量的訓練或情緒上的問題,讓身體長時間處於訓練與休息不平衡的狀態,這時候就會出現過度訓練症候群。一開始,可能只是對平時習以為常的訓練感到力不從心,再來則是身體上的不適、疲倦、失眠等狀況會慢慢浮現,這時候若是繼續訓練下去,後果只會越來越嚴重。
對於自身過於要求的人,通常比較容易遭遇這樣的狀況,如果沒有遇到教練正確地及時予以阻止,或是改變訓練方式,情況就會越來越嚴重。對於自己的表現一直不滿意、狀態不好或是急於想跟上別人進度時,更會希望增加訓練的量來進步,並利用超量的訓練來達到目標,但請
參考資料