Вся правда о молочной кислоте

Метаболический стресс. Накопление лактата в мышцах

Если Вам не трудно, пройдите 5-минутный опрос на тему способов восстановления после силовой тренировки. Результаты будут опубликованы на этом сайте в виде статьи, а также будут использоваться в кандидатской диссертации моей ученицы.

Описан механизм влияния метаболического стресса (накопления лактата) на гипертрофию мышечных волокон. Показано, что накопление лактата приводит к отёку мышечных волокон, что вызывает активацию сигнальных путей, способствующих увеличению синтеза белка.

Бодибилдер использует пампинг для увеличения объема мышц

Метаболический стресс. Накопление лактата в мышечных волокнах

В предыдущих статьях я рассказала, что метаболический стресс связывают с накоплением в мышечных волокнах различных веществ: лактата; неорганического фосфата, креатина и ионов водорода.

Давайте разберем, как накопление лактата в мышечных волокнах может влиять на их гипертрофию.

Лактат и гипертрофия мышечных волокон

Ранее указывалось, что физическая нагрузка, выполняемая в зоне субмаксимальной мощности с большим количеством повторений, приводит к существенному закислению мышц (то есть повышению концентрации ионов водорода в мышечных волокнах), что способствует повышению проницаемости оболочки мышечного волокна. Также в мышцах в результате анаэробного гликолиза накапливается молочная кислота, которая быстро превращается в лактат (натрия или калия) – соль молочной кислоты (рис.1).

Молочная кислота и лактат натрия

Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах:

  • Гипертрофия скелетных мышц человека
  • Биомеханика опорно-двигательного аппарата человека

Накопление лактата (а это соль) из-за осмоса, способствует поступлению воды из тканевой жидкости в мышечное волокно. В мышечное волокно вода поступает через специальные каналы, которые называются Аквапорин — 4. Имеются исследования доказывающие, что водные каналы Аквапорин – 4 лучше развиты в мышечных волокнах II типа. В результате поступления воды в мышечное волокно повышается его гидратация, то есть возникает отёк. Это свойство мышц увеличиваться в размерах за счет гидратации используют бодибилдеры. Перед выходом на помост они применяют специальный метод силовой тренировки — пампинг. Это позволяет их мышцам немного увеличиться в размерах, а спортсменам лучше выглядеть (рис.2).

Бодибилдеры на помосте

Существует большое количество доказательств того, что повышение гидратации мышечного волокна одновременно увеличивает в нем синтез белка и снижает катаболизм (Schoenfeld B. J., 2010; 2016).

Увеличение гидратации мышечных волокон повышает давление на цитоскелет мышечного волокна и его оболочку. Это воспринимается мышечным волокном как угроза его целостности. Предполагается, что интегрины (трансмембранные белки) являются первичными механосенсорами (осмосенсорами), которые реагируют на изменение объема мышечных волокон (Schoenfeld B. J., 2010; 2013; 2016).

В дальнейшем по механизму механотрансдукции в мышечном волокне запускается каскад сигналов, приводящий к повышению активности ядер мышечного волокна (миоядер), что в итоге приводит к повышению синтеза белка.

Повышенный синтез белков и пролиферация клеток-сателлитов приводит к усилению ультраструктуры мышечного волокна и гипертрофии мышечного волокна.

Литература

  1. Schoenfeld B. J. The Mechanisms of Muscle Hypertrophy and their Application to Resistance Training //J Strength Cond Res. 2010. V. 24. N.10 P. 2857-2872).
  2. Schoenfeld B.J. Potential Mechanisms for a Role of Metabolic Stress in Hypertrophic Adaptations to Resistance Training // Sports Med. 2013. Vol. 43. P. 179–194.
  3. Schoenfeld B. Science and Development of Muscle Hypertrophy: Human Kinetics, 2016.- 213 P.

С уважением, А.В. Самсонова

Вся правда о молочной кислоте

Вся правда о молочной кислоте

В мышечных болях после интенсивной тренировки, как правило, винят молочную кислоту. Так ли это на самом деле?

Как продвинутым спортсменам, так и новичкам хорошо известно: если слишком усердно тренироваться, или впервые нагрузить непривычные к работе мышцы, на следующий день мышечная боль почти гарантирована. Так, даже у физически развитого, тренированного человека, который впервые сел верхом, на следующее утро «между ног застрянет лошадь». Почему так происходит? Как правило, в мышечных болях винят молочную кислоту, накопившуюся в процессе интенсивной работы. Это ошибочное мнение можно услышать даже от профессиональных инструкторов. Давайте разбираться.

Новые статьи:  Упражнения с пружинным эспандером

Что такое молочная кислота

Как не бросить занятия фитнесом

Среднестатистическому посетителю спортивного клуба хватает энтузиазма примерно на полгода. Узнайте, почему ваш годовой абонемент не окупился, в статье о самых распространенных фитнес-ошибках.

Итак, знакомьтесь. Молочная, или α-оксипропионовая, или 2-гидроксипропановая кислота. Ее используют как в химической, так и в пищевой промышленности – в качестве консерванта. Пищевая добавка Е270 – это молочная кислота, а Е271-279 – ее соли, лактаты. Однако молочная кислота – это не только сырье для пищевой и химической промышленности. Образуется она и в организме человека.

Биохимическая роль

При физических нагрузках организм человека использует для производства энергии углеводы, а точнее – глюкозу. Она расщепляется без участия кислорода, и конечным продуктом ее окисления является ион молочной кислоты – лактат. Дальнейшее окисление лактата не происходит, и если нагрузки интенсивны, весь лактат не успевает выводиться. Так в крови накапливается молочная кислота, и человек ощущает характерное жжение в мышцах. Однако в мышечных болях на следующий день молочная кислота не виновата. В организме существует отлаженный процесс удаления лактата из мышц в печень для обратного превращения в глюкозу. Он называется циклом Кори, и за его открытие супруги Тереза и Карл Кори в 1947 году получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Именно благодаря этому циклу уже через пару часов после завершения упражнений в мышцах не остается избытка молочной кислоты.

Откуда берется боль

Тогда почему наутро после тренировки болят мышцы? Дело в том, что при интенсивных нагрузках разрушаются так называемые миофибриллы – тоненькие нити, идущие вдоль мышечных волокон. Так в мышцах образуются кусочки погибшей ткани. Иммунная система организма окончательно разрушает их и выводит из организма. Тем не менее, пока происходит процесс разрушения, в тканях выделяются свободные радикалы, а клетки начинают испытывать недостаток воды. В итоге возбуждаются болевые рецепторы, находящиеся на мембранах клеток, и человек ощущает боль в мышцах.

Как избежать боли

Определяем нагрузку

Городские жители двигаются намного меньше, чем им кажется. Подсчитайте, насколько вы активны, и узнайте, сколько нужно двигаться.

Во-первых, дозируйте нагрузки, увеличивая их постепенно и систематически. Если нагрузка подобрана правильно, боли будет меньше, или их не будет совсем. Обязательно ознакомьтесь с базовыми принципами эффективных тренировок, чтобы избежать не только дискомфорта на следующий день после занятий, но и спортивных травм. Во-вторых, соблюдайте регулярность тренировок – это поможет мышцам привыкнуть к постоянным нагрузкам. В-третьих, если избежать перетренированности не удалось, уделите время полноценному восстановлению. Ускорить процесс разрушения веществ, вызывающих мышечную боль, помогает здоровый сон, а также продукты, содержащие антиоксиданты.

Самое главное

Молочная кислота ответственна за жжение в мышцах во время тренировок, но не за мышечные боли на следующий день. Замените чрезмерное усердие на занятиях их регулярностью – и вы не только избавитесь от чувства дискомфорта после физических упражнений, но и снизите риск возникновения спортивных травм. Фото: Michael Connell

Молочная кислота (лактат) и физические нагрузки

Если Вам не трудно, пройдите 5-минутный опрос на тему способов восстановления после силовой тренировки. Результаты будут опубликованы на этом сайте в виде статьи, а также будут использоваться в кандидатской диссертации моей ученицы.

Новые статьи:  Упражнения на ягодицы дома

Дано определение молочной кислоты, описана история ее открытия и метаболизм ее превращения в организме при физических нагрузках (цикл Кори). Описывается концепция ацидоза, описывающая изменения в скелетных мышцах, которые приводят к их гипертрофии и увеличению силовых показателей.

Молочная кислота

Молочная кислота (лактат) в скелетных мышцах после физических нагрузок

Определение

Молочная кислота (лактат) – конечный продукт анаэробного распада глюкозы и гликогена (гликолиза).

История открытия

1780 году шведский химик Карл Вильгельм Шилле выделил молочную кислоту из молока. А в 1808 году Йенс Якоб Берцелиус открыл, что молочная кислота образуется в скелетных мышцах при выполнении физических упражнений. В 1833 году была установлена формула молочной кислоты.

Формула молочной кислоты (С3H6O3).

Молочная кислота и лактат

Формула молочной кислоты и лактата натрия

Следует отметить, что молочная кислота и лактат — не одно и то же. Лактат — это соль молочной кислоты. Образовавшаяся в результате гликолиза в скелетных мышцах молочная кислота почти полностью диссоциирует на ионы водорода и соединение, которое соединяется с ионами натрия или калия и образует соль (лактат натрия или лактат калия), рис. 1.

Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах:

  • Гипертрофия скелетных мышц человека
  • Биомеханика опорно-двигательного аппарата человека

Поэтому в литературе часто вместо понятия «молочная кислота» используется термин «лактат». Содержание молочной кислоты и лактата имеет взаимосвязь с кислотностью внутри мышечных волокон (то есть с pH саркоплазмы). При pH в интервале от 6.5 (полное утомление) до 7,1 (норма) в мышечных волокнах накапливается, выводится и перерабатывается именно лактат.

Цикл Кори

Циклический путь метаболизма лактата (молочной кислоты) в скелетных мышцах по одним источникам открыт американским биохимиком, Нобелевским лауреатом Герти Терезой Кори. По другим источникам открытие цикла Кори приписывается Нобелевским лауреатам, супругам Карлу и Герти Кори (рис.2). Он описывает превращения лактата (молочной кислоты) в организме человека (рис.3).

Карл и Герти Кори в своей лаборатории

Большая часть лактата (молочной кислоты), которая образуется в организме во время физических нагрузок включается в метаболические процессы непосредственно в мышцах и под влиянием фермента лактатдегидрогеназы (ЛДГ) превращается в пировиноградную кислоту, которая затем в митохондриях окисляется до углекислого газа и воды. Другая часть молочной кислоты через кровеносные капилляры проникает в кровь и доставляется в печень, где включается в метаболические реакции, приводящие к синтезу гликогена. Незначительное количество молочной кислоты может выводиться из организма с мочой и потом. Гликоген печени используется организмом для восстановления энергетических источников скелетных мышц.

Концепция ацидоза

Одной из концепций, объясняющей возникновение острых болезненных ощущений, возникающих как во время, так и после тренировки, является предположение, что накопление молочной кислоты в мышечных волокнах является главной причиной ацидоза («закисления») мышц. Однако исследования, проведенные в начале ХХI века свидетельствуют о том, что основным повреждающим агентом являются ионы водорода (Н + ). Доказано, что основным источником ионов водорода является не анаэробный гликолиз, а гидролиз АТФ. Именно гидролиз АТФ в первую очередь вызывает накопление ионов водорода и смещение pH саркоплазмы в кислую сторону (R. A. Robergs et al., 2004).

Новые статьи:  Упражнения с гантелями на грудь

Изменение рН саркоплазмы мышечных волокон с 7,1 до 6,5 (то есть повышение кислотности) при сильном утомлении снижает активность ключевых ферментов гликолиза – фосфорилазы и фосфофруктокиназы. При значении рН саркоплазмы равном 6,4 расщепление гликогена прекращается. Это вызывает резкое снижение уровня АТФ и развитие утомления (Н.И. Волков с соавт., 2000).

Молочная кислота и физические нагрузки

Практически при любой физической нагрузке для получения АТФ используется гликоген скелетных мышц. Его концентрация в скелетных мышцах при интенсивных физических нагрузках быстро снижается. Одновременно в скелетных мышцах образуется молочная кислота, которая считается конечным продуктом анаэробного гликолиза.

В скелетных мышцах молочная кислота быстро распадается. В результате образуются ионы водорода и соль (лактат натрия или калия). Повышение концентрации ионов водорода в мышечных волокнах приводит к увеличению проницаемости их мембраны.

Накопление лактата в мышечных волокнах приводит к повышению осмотического давления, в результате чего в мышечные волокна поступает вода. Возникает отёк, мышечные волокна «разбухают» и сдавливают болевые рецепторы мышц. Это ощущается как боль в мышцах. Спортсмены называют это явление «мышцы забиты».

Удаление лактата из мышечных волокон после физической нагрузки

При восстановлении после физической нагрузки, в аэробных условиях лактат удаляется из мышечных волокон в течение от 0,5 до 1,5 часа (Н.И. Волков, 2000). По другим данным лактат удаляется из мышечных волокон в течение нескольких часов. Если после физической нагрузки выполнить 10-15 минутную аэробную работу (например, бег или педалирование на велосипеде), лактат из мышц выведется еще быстрее.

Молочная кислота, гипертрофия и сила скелетных мышц

Предполагается, что накопление лактата в мышечных волокнах лежит в основе развития механического напряжения в мышцах, что в последствии приводит к их гипертрофии по миофибриллярному типу и росту силы. Следовательно, удалять лактат из скелетных мышц после тренировки не следует, так как это основной фактор, повреждающий мышечные волокна.

Это предположение подтверждается опытом тренировок чемпионки мира в беге на 400 м с барьерами Марины Степановой и ее тренера Вячеслава Владимировича Степанова. Стремясь увеличить силовые показатели мышц ног, М. Степанова и В. Степанов в цикле своих статей «Анаэробика» указывают, что «есть смысл ненадолго (на несколько часов) «повариться» в молочнокислой среде, а «разогнать» ее позже (к примеру, вечерними упражнениями)».

Видео про лактат в мышцах


Больше информации по этому вопросу вы найдете на моем канале в YouTube

Литература

  1. Волков Н.И. Биохимия мышечной деятельности / Н.и.Волков, Э.Н. Несен, А.А. Осипенко, С.Н.Корзун. — Киев: Олимпийская литература, 2000.- 503 с.
  2. Калинский, М.И. Биохимия мышечной деятельности / М.И. Калинский, В.А. Рогозкин. – Киев: Здоровья, 1989.– 144 с.
  3. Михайлов С.С. Спортивная биохимия. – М.: Советский спорт, 2009.– 348 с.
  4. Самсонова, А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека: Учеб. пособие. 5-е изд. /А.В. Самсонова. – СПб: Кинетика, 2018.– 159 с.
  5. Самсонова, А. В. Гормоны и гипертрофия скелетных мышц человека: Учеб. пособие. – СПб: Кинетика, 2019.– 204 c.: ил.
  6. Степанова, М. Анаэробика /М. Степанова, В. Степанов // Легкая атлетика, 2011 № 7-8. С. 24-27.
Поделитесь с друзьями

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *