作者：張晨文/米線

相信許多喜歡運動的小伙伴都遇到過運動后渾身酸痛的問題，導致了后續的訓練表現不佳，甚至日常行動困難。

俗話說“練腿瘸三天”，就是類似的情況。本以為這種現象是由于乳酸在肌肉中的堆積，但經過查找資料，米線發現或許罪魁禍首另有其“物”，所以決定在此為乳酸“正名”！

什么是乳酸

經過上次小黑屋二呆姐姐的介紹，小伙伴們應該對“乳酸”并不陌生了。

圖1.乳酸的結構示意圖

乳酸是一種有機酸。在人體內正常代謝和運動過程中，當對氧氣和ATP的需求超過有氧氧化的供能限度時，糖酵解途徑即被激活，細胞質中的葡萄糖通過一系列經典的催化反應轉化為丙酮酸。

這些丙酮酸不會進入線粒體進行氧化，而是經乳酸脫氫酶 （LDH）作用直接還原為乳酸，以補償 ATP 產生的不足。

在乳酸產生速率超過乳酸去除速率之前，其濃度不會增加。即使乳酸去除速率受許多因素影響，例如單羧酸轉運蛋白、LDH的濃度和亞型以及組織的氧化能力等，其清除速度也是很快的。

正常人體在停止運動后，無論是否采取行為干預，乳酸都能在一個小時左右被清除掉，而這段時間如果外加干預手法（按摩，熱敷，做整理活動）則會幫助乳酸更快清除。

圖2.運動后乳酸水平變化（CS：穿壓縮襪，CS- er穿壓縮襪運動和恢復，no -CS不穿壓縮襪運動和恢復）

認識延遲性肌肉酸痛（DOMS）

這下小伙伴們就明白啦，乳酸清除速度之快令人瞠目結舌，所以鍛煉后第二天起床困難，第三天還行動受限的疼痛可不是因為乳酸堆積。此鍋，乳酸不背！

那么到底是什么原因讓我們“練腿瘸三天”呢？

讓我們一起來認識一個新的醫學概念，遲發性肌肉酸痛（Delayed onset muscle soreness，DOMS），是在不習慣的或劇烈運動后肌肉感到疼痛和僵硬，運動后 24 至 72 小時感覺痛感最強烈，在運動后的7天內消失。

在不同的運動中，我們的肌肉有兩種不同的收縮方式，即離心收縮和向心收縮。

舉個栗子，當我們彎曲手臂將啞鈴抬起到胸前時，肱二頭肌發力，在肌肉收縮時長度縮短，這就是向心收縮。

如果我們放下啞鈴，仍然是肱二頭肌發力，在肌肉收縮時長度卻被拉長了，這就是離心收縮。

圖3.離心收縮和向心收 縮

大多研究認為DOMS是由離心（延長）運動引起的，該運動會對肌肉纖維造成小規模損傷（微創傷），從而造成訓練后的酸痛。

這種酸痛一般是受累肌肉的鈍痛，伴有壓痛和僵硬，通常在肌肉被拉伸、收縮或受到壓力時才會感覺到，靜止時則會消失。這種DOMS的特征性癥狀，也被稱為“肌肉機械性痛覺過敏”。

發生DOMS后，肌肉會迅速適應此種運動，以防止肌肉損傷和酸痛。那么下次重復同樣強度和動作的鍛煉疼痛就會減少或消失，或許這就是健身大佬們所說的“練到位后我變強了”。

乳酸對運動的影響

小編繼續查閱資料，發現不僅不能把全部的運動后酸痛歸咎于“乳酸”，“乳酸”對運動甚至能起到助推劑的效果！“乳酸”，你的春天來啦！

早在2006年發表在Sports Med的一篇綜述就提到不應認為乳酸是損害運動表現的異常物質。對孤立肌肉的實驗表明，酸中毒幾乎沒有不利影響，甚至可能在高強度運動中改善肌肉性能。

2019年在Nature Medicine發表的研究文章表示運動后血清乳酸可以穿過上皮屏障進入腸道腔，作為唯一碳源參與一種重要的腸道微生物群Veillonella Atypica的代謝。

這種菌被證明可以通過將運動誘導的乳酸代謝轉化為丙酸鹽來延長跑步時間，確定出一種自然的、微生物組編碼的酶促過程，從而可以提高運動表現。

近年來，隨著運動代謝組學的研究推進，Cell Metabolism和Sports Med上發表的許多文章都利用運動乳酸濃度預測有氧代謝能力，從而判斷運動限度，乳酸已經成為判斷訓練表現的重要標志物。

乳酸還能參與運動緩解焦慮

近期，發表在Cell Metabolism的文章Physical exercise mediates cortical synaptic protein lactylation to improve stress resilience發現運動誘導的乳酸顯著增強了多種突觸蛋白的乳酸化，其中突觸體相關蛋白91 (SNAP91)是突觸功能的關鍵分子。

SNAP91 的乳酸化通過增強內側前額葉皮層 (mPFC)中的突觸結構形成和神經元活動，賦予其抵抗慢性約束應激(CRS)的能力。

圖4.摘要圖示

在神經組織中，組蛋白乳酸化受神經興奮的顯著影響，并與神經退行性疾病或腦損傷有關。由于在體育鍛煉下，血液和腦乳酸水平都顯著升高， 研究人員猜測可能會改變大腦內的蛋白質乳酸化模式，從而增強對壓力的抵抗力。

因此研究人員首先建立了CRS小鼠模型，發現通過14天的跑步機運動可以有效防止焦慮樣行為發生。

同時成功驗證了長期運動后，循環乳酸水平、內側前額葉皮層中的乳酸水平以及肝臟和肌肉組織中的乳酸濃度的增加。

此外，發現乳酸生物發生中的關鍵酶乳酸脫氫酶 A/B （LDHA/B） 在運動后在 mPFC 組織中的 mRNA 和蛋白質水平上調，表明通過運動訓練增強了腦乳酸生物合成。這種焦慮樣行為的減少通過人為靜脈注射L-乳酸同樣能夠實現。

圖5.跑步機運動通過增強乳酸生物發生來預防類似焦慮的行為

接著，該研究通過使用泛乳酸化（pan-Kla）抗體的總蛋白印跡和基于乳酸化的蛋白質組學測定法，確定SNAP91（也稱為AP180）是調節最顯著的突觸蛋白。

使用針對該蛋白K885位點乳酸化的定制抗體 （Kla-SNAP91），結合免疫沉淀（IP），證實了其在CRS模型會下調其乳酸化，而通過運動訓練則會升高其乳酸化。

圖6.運動可增強 mPFC 中突觸蛋白的乳酸化

然后，研究人員構建了SNAP91的K885 位點乳酸化效力受損的小鼠模型，其中功能喪失的SNAP91突變體在mPFC中表達導致 SNAP91 乳酸化的下調。

值得注意的是，CALM蛋白作為網格蛋白介導的囊泡運輸中起關鍵作用的重要分子，其與SNAP91的結合親和力也隨著乳酸化受損而下調，表明突觸囊泡結構被破壞。

作為解剖學證據，TEM圖像顯示與表達野生型（WT）形式的SNAP91的對照組或小鼠相比，即使不存在應激，K885R突變體也顯示出較低的突觸前囊泡密度。

圖7.剝奪 SNAP91 乳酸化會損害突觸結構和功能

最后，研究人員使用 Cas9 介導的 SNAP91 （K885R） 質粒同源重組到 mPFC 中，成功抑制了SNAP91的乳酸化，但沒有改變內源性SNAP91的總表達水平。

在超微觀水平上，TEM圖像顯示通過這種體內遺傳編輯降低了突觸囊泡的密度，并且連續行為測定支持運動訓練不再對這些突變模型小鼠具有抗焦慮作用。

圖7.SNAP91（K885R）的體內基因組編輯概括了結構和行為缺陷

總而言之，該研究確立了非組蛋白乳酸化在調節應激恢復力方面以前未被認識到的作用，可能是通過調節突觸傳遞和神經網絡活動實現的。

闡明了運動訓練可以重塑突觸蛋白乳酸化的穩態，抵消慢性約束應激并防止焦慮樣行為。如果下次再碰到焦慮時刻不妨動起來，我們的好伙伴“乳酸”會發揮大用處哦！

看完全篇的小伙伴們現在就知道了，乳酸作為一種人體內重要的代謝物質，不僅參與能量供應，還發揮著許多重要的生理功能。

運動時產生的乳酸并不是讓我們肌肉酸痛2-3天的“罪臣”，相反，它能夠通過多種方式提高運動表現，甚至還參與運動緩解焦慮的重要過程。練后痛三天？乳酸不背鍋！

參考文獻

1.Rimaud D, Messonnier L, Castells J, Devillard X, Calmels P. Effects of compression stockings during exercise and recovery on blood lactate kinetics. Eur J Appl Physiol. 2010 Sep;110(2):425-33. doi: 10.1007/s00421-010-1503-x. Epub 2010 May 30.

2.Cairns SP. Lactic acid and exercise performance : culprit or friend? Sports Med. 2006;36(4):279-91. doi: 10.2165/00007256-200636040-00001.

3.Scheiman, J., Luber, J.M., Chavkin, T.A. et al. Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism. Nat Med 25, 1104–1109 (2019).

小黑屋作者簡介

張晨文/米線

中山大學附屬第一醫院心血管內科研究生在讀，主要圍繞代謝性心血管疾病相關方面展開研究。

圖片：網絡（侵刪）

編輯：小黑屋編委會

初審：小黑屋編委會

審核：Dr.莊

審定：廖醫生

本文來自雙鴨山科研小黑屋，未經授權不得轉載.

如有需要請聯系小編或zsyyxhw@126.com

【 ↓原創不易，多謝贊賞↓ 】