[譯文] 乳酸：長久以來被低估的能量來源

這篇文章是從我們一位客戶的 facebook 分享動態所發現的。雖然不是新聞，但卻是把我們的訓練系統，背後生理機制講得很完整、清楚的一篇。因此我們決定投入時間，將全文完整翻譯以饗讀者，末尾並加上我們的註解與導讀。

出處：http://www.medgadget.com/2006/04/lactic_acid_an.html
譯者：魏名成
編註：廖歆迪

共軛焦顯微鏡底下的螢光染色影像，顯示老鼠肌肉細胞的乳酸脫氫酶(紅色)，以及粒線體細胞色素氧化酶 (綠色) 正在作用。兩者的活性同時被提升 (黃色)，顯示肌肉細胞中正在進行乳酸的氧化分解。圖片來源：UC Berkley 新聞網，2006。

你以前是否總是將乳酸視為是有害的呢？要不要再重新考慮看看。最近有一群來自加州大學柏克萊分校的研究者指出，透過運動訓練，可以教導身體在壓力情境下有效地使用乳酸作為能量來源。

今年一月 (譯註：此篇文稿其實是2006的舊聞) 在美國生理學線上期刊的一篇文章裡面，來自加大柏克萊分校運動生理學實驗室的 Brooks、Takeshi Hashimoto 與 Rajaa Hussien 為乳酸的故事補上了一塊重要拼圖；不但讓畫面的全貌更趨完整，且也首次將兩個代謝循環做連結：「需要氧氣參與的有氧代謝」與「不用氧氣的無氧代謝」。這兩者在過去都被視為是完全分離、互不相關的。

「這對人們如何看待代謝，產生了最根本的改變」，Brooks 說。「這告訴了我們乳酸如何是有氧系統、與無氧醣酵解系統之間的連結。」

Brooks 與他的同仁們發現，肌肉細胞無氧性的使用碳水化合物作為能量，產生了乳酸鹽這個副產物，隨後再混著氧氣燃燒乳酸鹽來產生更多的能量。上面第一個步驟稱為醣酵解路徑 (主要在正常費力程度時佔能量支出的主導地位)，然後接著乳酸被掃出肌肉細胞外、進入血液中，輸送到身體各處供使用。然而，在激烈的運動時，上述第二個步驟比例逐漸提升，透過有氧路徑直接移除快速累積的乳酸鹽，來產生更多的能量。

Brooks 表示，透過訓練，可以幫助在乳酸堆積到導致肌肉的疲勞點之前就排除。而在細胞層級，這個訓練效果指的就是在肌肉細胞內增生粒線體。粒線體經常被稱為細胞的發電廠，也就是乳酸被作為能源燃燒掉的地方。

以往 Brooks 總是懷疑，肌肉細胞本身就可以再次利用乳酸鹽。而在過去這十年內的實驗中，他逐漸發現乳酸鹽能夠在粒線體中被燃燒的證據：像某種下水道系統一樣的乳酸運送管道，如網絡般遍布在細胞質當中。

舉例來說，在1999年，Brooks 的實驗就顯示，透過耐力訓練可以降低血乳酸的濃度，即便是細胞內的乳酸量並沒有改變。這意味著訓練後的細胞透過了不知道什麼方法，產生了適應而能夠排出比較少的廢物。這讓 Brooks 假設可能存在有一個「細胞內的乳酸穿梭」機制，把乳酸從細胞質 (乳酸被製造出來的地方) 運輸穿過粒線體細胞膜，進入粒線體內部 (乳酸被燃燒的地方)。而在2000年，他進一步證實了耐力訓練能增加粒線體中乳酸轉運蛋白的分子數量 -- 這顯然是為了加快乳酸從細胞質被攝取進入粒線體燃燒的速度。

這篇新的論文、以及隨後出現的另一篇，最後終於為 Brooks 所假設的連結提供了直接證據。事實上，細胞的粒線體網絡 (或稱 reticulum) 有著一連串複雜的蛋白酶，可以運輸、攝取和氧化 (也就是燒掉) 乳酸。

Brooks 說：「這個實驗是一切的關鍵。它證實了乳酸鹽是醣酵解作用，也就是分解碳水化合物的步驟，與氧化代謝，也就是透過使用氧氣來分解好幾種不同燃料的步驟，中間的連結。」

博士後研究員 Takeshi Hashimoto 與研究助理 Rajaa Hussien 是使用螢光共定位分析技術，標記、呈現了乳酸鹽路徑的三個重要組成元件：乳酸轉運蛋白，乳酸脫氫酶(催化乳酸鹽轉換成能量的第一步驟)與粒線體細胞色素氧化酶(使用氧氣的蛋白質複合物)，確立了上述理論。透過共軛焦顯微鏡來窺視肌肉細胞，Takeshi Hashimoto 與 Rajaa Hussien 看見在粒腺體內這些蛋白質排列在一起，連接著粒線體的細胞膜，證實了所謂「細胞內的乳酸穿梭機制」是直接與在粒腺體內的氧化酶相連。

更多相關內容，請前往 UC Berkley 官方新聞網。



好瞜... 文章看完了。各位有什麼想法？

還記得我們在半個月前 (感覺過好久了啊~) 第一次在 facebook 粉絲頁分享原文連結的時候，我們說「光知道這個機轉的存在，還不夠。接下來的關鍵是：你要怎麼練？」

看見乳酸可以當作燃料用，很多人可能會說，太好了！這證實乳酸不是壞東西，所以我們根本不需要顧慮在訓練時會有血乳酸產生，大家都來練高強度耐乳酸訓練！

這時候拳四郎就出來講話啦。

有沒有看清楚新聞稿中原本寫的是什麼？「透過耐力訓練可以降低血乳酸的濃度，即便是細胞內的乳酸量並沒有改變。這意味著訓練後的細胞透過了不知道什麼方法，產生了適應而能夠排出比較少的廢物。」

看清楚，訓練的適應結果，是「高的運動強度，但卻有低的血乳酸值。」而細胞能夠在相同運動強度之下排出較少的乳酸到血液中，代表的是無氧醣酵解能量系統效率變高。

以往，生理學家們以為醣類的氧化路徑，是經由無氧醣酵解產生丙酮酸，然後再依據氧氣的充足程度決定是否產生乳酸 (堆積起來，等候被運輸到人體其他部位排除)，或者直接把丙酮酸送入粒腺體，跟氧氣起作用燒掉。Brooks 等學者所發現的是，其實在強度稍高的情況下，肌肉仍會產生乳酸，但耐力較好的人，可以直接在肌肉內部就把乳酸也送進去粒線體，跟氧氣起作用燒掉。

有沒有發現魔鬼藏在哪邊？第一個細節就是「耐力較好的人」，第二個則是「跟氧氣起作用燒掉」。

無氧耐力，並不是忍受無氧能量機制所產生那些副作用的能力，而是在高強度運動負荷、高度倚賴無氧醣酵解能量系統的時候，人體還可以不那麼缺氧的能力。如果各位有去點文章末尾的連結，進到 UC Berkley 官方新聞網，甚至是真的去挖出原始的研究論文來看，實驗的小老鼠並不是做什麼 HIIT、Tabata 或者耐乳酸 (快速耐力) 訓練，而是每天在跑步機紮紮實實跑上兩個鐘頭、重複十週。先不要講老鼠了，人類要是想全力在兩個鐘頭內跑出最遠距離，他會使用的強度區間最後大概都會略低於無氧閾值，坐落在混合區。

(延伸閱讀：有氧與無氧閾值的定義)

所以，人類骨骼肌要能夠在乳酸產生的當下就立即排除，需要有幾個前提：1. 多的粒線體數量；2. 強大的粒線體功能；3. 活性高的無氧醣酵解相關酵素；4. 高的肌肉週邊微血管密度 (因為這樣氧氣才不容易缺乏，否則粒腺體還是當機不能運作)。而這些全都不是做高強度訓練 (血乳酸濃度 > 6mmol/L) 或耐乳酸訓練 (短距離 > 95% 比賽速度，中長距離 105~120% 比賽速度) 所能夠有效達成的，必輸借助基礎耐力的提升。

問題來了，我們不是為了提升肌肉內的乳酸排除機轉，就必須以無氧閾值強度每天練上兩個小時？(這個練下去真的會跑死人，而且小老鼠搞不好練的強度沒那麼高)... 而如果答案是不用的話，那到底要練多強、練多久才算夠？一個小時？三十分鐘？二十分鐘？

還是說，我們可以透過巧妙的訓練設計，分開訓練每個區塊，最後再利用運動能力交互關係的原理把專項體能組合出來？

是的話，再問一次... 你要怎麼組合？

Strength. Speed. Endurance. To do or not to do?

江湖一點訣，說破不值錢。這時候你就需要 Interaction Fitness 的協助，因為掌握運動能力交互關係 (INTERACTION) 的實務能力，就是我們的強項。