林文弢

（廣州體育學院 科研處，廣東 廣州 510500）

血乳酸及其在運動訓練中的應用

林文弢

（廣州體育學院 科研處，廣東 廣州 510500）

通過分析運動員安靜狀態(tài)和運動前后血乳酸生成量的變化，介紹血乳酸與運動能力的關系，認為血乳酸是科學訓練常用的生物化學指標，能準確評定運動員的負荷強度和專項運動能力。

血乳酸；運動訓練；應用

自1908年英國劍橋大學Berelius首次研究乳酸以來，許多研究者都在不斷深入研究運動和乳酸，以及乳酸在運動訓練中的應用，并取得了巨大成就。許多研究表明，測試乳酸能幫助我們闡明和了解運動訓練的原理，制訂和修改運動訓練計劃，調節(jié)和控制運動訓練強度，評定和預測運動訓練水平，故乳酸有訓練標尺之美稱。隨著血乳酸測試方法的不斷改進，特別是乳酸分析儀的普及，血乳酸在運動中的運用越來越廣泛。

1　血乳酸的生成與正常值

血乳酸是糖酵解的最終產物。當運動員進行短時間劇烈運動時，骨骼肌主要通過糖酵解來獲取能量。在安靜條件下，體內一些組織和細胞，如皮膚上皮細胞、視網膜、睪丸、腎上腺髓質、成熟紅細胞、白細胞等均進行強烈的糖酵解，其中尤以皮膚中的糖酵解速度最快；而成熟紅細胞幾乎全靠糖酵解獲得能量。這些組織、細胞以及運動時骨骼肌內的乳酸，均可迅速進入血液成為血乳酸，所以，在安靜狀態(tài)下，血乳酸總保持一定的水平。據文獻報告：正常人在空腹、休息時動脈血乳酸值為0.4～0.8 mmol/L；空腹、休息時靜脈血乳酸為0.45～1.30 mmol/L。運動訓練中經常測試運動員手指末梢或耳垂血乳酸，其正常值為2 mmol/L左右。運動員在比賽期、賽前或大運動訓練期，血乳酸的安靜值比平常訓練時高，這是由于賽前緊張，兒茶酚胺類物質分泌增多，使糖酵解加強的結果。研究表明，大運動量訓練或比賽后，運動員機能下降時血乳酸的安靜值也明顯高于平時安靜值，且與疲勞程度有關。所以，乳酸的安靜值也可反映運動員的機能水平及賽前競技狀態(tài)等。

在運動開始時，機體主要利用肌肉內ATP（三磷酸腺苷）、CP（磷酸肌酸）進行供能。由于ATP（三磷酸腺苷）、CP（磷酸肌酸）貯量少，消耗快，當肌肉中ADP（二磷酸腺苷）、Pi（磷酸）、C（肌酸）增加時，即激活磷酸化酶，使糖酵解過程酶系活性提高，生成乳酸速度加快，以維持ATP濃度的相對穩(wěn)定。運動強度越大，糖酵解的速度越快，血乳酸生成量越多。因此，在運動訓練中，通過測定和分析血乳酸不僅可以了解體內乳酸生成和代謝變化特點，還可作為評定運動強度和訓練效果的重要生化指標。

2　運動中乳酸的生成量

在安靜狀態(tài)下，乳酸的生成量較少，僅有 2 mmol/L；運動時，無氧代謝速度加快，肌肉中產生乳酸增加，并逐漸積累。不同運動項目，由于其運動方式、強度、時間等不同，乳酸的生成量也不同。

2.1肌乳酸與血乳酸

運動時，骨骼肌是生成乳酸最多的部位，肌乳酸透過肌細胞膜進入血液，即為血乳酸。骨骼肌乳酸和血乳酸之間達到平衡需要一個過程，為4～10 min。一般來說，肌乳酸是臂靜脈的3倍。不同運動項目、相同運動項目不同運動強度以及不同個體，肌乳酸與血乳酸達到平衡的時間不同。近幾十年來，對各種運動后乳酸峰值及取血時間的研究較多，結果表明，運動后血乳酸峰值與血乳酸濃度、運動強度、取血部位等關系密切，為了使測定的血乳酸能更準確地代表肌乳酸，應在運動后第1、3、5、7、9 min分別取血，測定和分析血乳酸。

乳酸在體內的分布呈不均勻性。3min力竭性運動后5 min時的血乳酸濃度為14.6 mmol/L，60 min后降為4.3 mmol/L；而腦脊液安靜時為1.7 mmol/L，運動后5min為1.7 mmol/L，60 min后為1.8 mmol/L。這就說明，血乳酸很難透過大腦屏障，這也是大腦自我保護的一種方法。

2.2運動時乳酸的生成

雖然在安靜時組織和細胞生成乳酸較多，但運動時骨骼肌是生成乳酸的主要場所。乳酸的生成量與收縮肌纖維的類型和代謝速率關系十分密切。

2.2.1骨骼肌纖維類型與乳酸的生成

由于各類肌纖維的生理特征和代謝特征不同，在運動時被募集的程度不同，乳酸的生成量也不同。Ⅱ型肌纖維，尤其是Ⅱb型肌纖維糖酵解能力高，生成乳酸多，是激烈運動時乳酸生成的主要部位。運動強度越大，氧氣供應不足時Ⅱ型肌纖維幾乎全部被募集，肌肉乳酸生成最多。

2.2.2短時間極量運動時乳酸的生成

在極量運動時，ATP的利用速率最大值可達安靜時的幾百甚至近千倍，大大超過有氧代謝生成ATP的最大速率。此時，氧氣缺乏，血液供應少，Ⅱ型肌纖維幾乎全部被募集，運動時所需的ATP只能通過磷酸原和肌糖原酵解系統(tǒng)供給。由于人體骨骼肌纖維貯存的ATP、CP含量很少，只能維持最大功率運動10 s。所以，在10 s以上的極量運動中，隨著ATP、CP的消耗，細胞內ADP（二磷酸腺苷）、AMP（一磷酸腺苷）、Pi和肌酸的含量逐漸增多，從而激活糖原分解，加快糖酵解速度。運動持續(xù)30～60 s時，糖酵解速度達到最大，肌乳酸生成迅速增加，直至運動結束。

2.2.3長時間亞極量運動時乳酸的生成

在長時間亞極量運動時，體內氧氣較充分，運動時主要靠糖、脂肪的有氧代謝供能，糖酵解供能所占比例較少，主要發(fā)生在運動開始時、氧缺乏時和獲得穩(wěn)態(tài)氧耗速率以前。

在亞極量運動開始時，運動肌肉糖酵解生成的乳酸量明顯增多。其主要原因是，運動開始的數分鐘內，運動肌肉存在著局部性缺血和供氧不足，從而加快糖酵解的速度；另一方面，運動開始階段的氧利用率低，也是乳酸生成增加的原因。運動開始階段，雖然肌肉內不缺氧，但也可以生成乳酸。這是因為：第一，運動刺激糖原分解速率迅速提高的過程只需數秒鐘，大約在運動30 s左右，丙酮酸和還原型輔酶1（NADH）的生成速率達到最大值；第二，在線粒體內，丙酮酸和還原型輔酶1（N ADH）的氧化速率提高最大值的激活過程需1～2 min，所以，在線粒體達到最大有氧代謝速率之前，即使有氧，也會因丙酮酸和還原型輔酶1（NADH）的生成速率與氧化速率之間的暫時不平衡，導致細胞質內丙酮酸和還原型輔酶1（NADH）堆積引起的大量乳酸生成。在長時間亞極量運動中、后期，人體達到穩(wěn)態(tài)氧耗速率。此時，肌肉仍有一定的乳酸生成。

3　運動后血乳酸水平

運動時及運動后血乳酸的變化，是骨骼肌等組織中乳酸生成速率、進入血液的速率和血液中乳酸消失速率之間平衡的表現。因此，運動強度、持續(xù)時間、各組織器官間的代謝機能等都和血乳酸的水平有關。

一般來說，不同距離的游泳運動，運動后的血乳酸生成量不同，200 m賽后血乳酸最高，可達15 mmol/L以上，100 m自由泳賽后達14 mmol/L左右?？梢?，短距離游泳時無氧代謝是主要能量來源。1 500 m游泳屬長距離有氧代謝項目，但運動員的血乳酸水平也較高（9.4 mmol/L），這可能與比賽的最后沖刺和情緒有關。

不同距離的跑步比賽后，運動員的血乳酸值也不同，以400 m和800 m跑后血乳酸最高。運動員運動后血乳酸水平受訓練水平、機能狀態(tài)、情緒、比賽的規(guī)模、成績和檢測條件等影響。

4　血乳酸與運動能力

血乳酸是糖酵解的最終產物，通過運動中血乳酸的生成量可間接了解機體的糖酵解供能能力。由于糖酵解釋放的能量是時間短、強度大、速度快運動項目的主要能源，故常用血乳酸來評定運動強度和運動員的糖酵解供能能力。目前，國內外已廣泛利用血乳酸這一生物化學指標預測運動員的運動成績和選拔優(yōu)秀運動員。例如，前西德運動醫(yī)學研究所馬德爾博士采集運動員恩德爾的耳血標本，研究了恩德爾的血乳酸水平，根據研究結果，預料恩德爾未來會打破女子100 m自由泳世界紀錄。在幾年后的1976年蒙特利爾奧運會上，恩德爾果然打破了該項目的世界紀錄。美國的阿羅斯·邁德博士創(chuàng)立了一種預測運動成績的簡單方法。這種方法是根據運動員放松跑和大運動量跑后血乳酸的含量多少進行分析鑒定。他在德國法蘭克福使用電子計算機分析前800 m世界冠軍米克·彼維特的血乳酸含量，并預測米克·彼維特此時的800 m成績是1 min43.56 s；而事實上，就在血乳酸測定前幾天，米克·彼維特在比賽中的成績就是1 min 43.57 s?？梢?，科學地分析運動員的血乳酸濃度，可以較準確地預測運動員的成績，選拔優(yōu)秀運動員。

研究表明，血乳酸的最大濃度受遺傳因素的影響較大，所以，每個人的糖酵解能力不同。在最大強度運動中，血乳酸的產生量多，說明該運動員的糖酵解能力強，無氧耐力好，即具備了良好的無氧代謝素質。該運動員適合從事100 m游泳、400 m和800 m跑步及短時間、速度快的運動項目。

血乳酸不僅可以作為評價運動員無氧耐力的指標，而且通過運動員的乳酸閾和乳酸閾運動強度，預測運動員的有氧耐力水平。

5　血乳酸與運動強度的評定

運動時所需的能量來自于體內的有氧代謝和無氧代謝，乳酸是這個代謝體系中的一個重要的中間產物。運動時和運動后肌肉中的乳酸與血液乳酸平行，因此，可以測定血乳酸濃度的變化反映肌肉中乳酸的濃度變化和糖酵解供能能力。

圖1　乳酸閾與運動強度的關系

血乳酸的變化與動用能量系統(tǒng)有關，以磷酸原系統(tǒng)供能為主運動時，血乳酸較少，一般不超過4 mmol/L；以糖酵解系統(tǒng)供能為主時，則血乳酸為14 mmol/L左右。根據乳酸閾的原理，我們可把乳酸閾分成主要有氧代謝區(qū)、由主要有氧代謝過渡到無氧代謝過渡區(qū)和最大無氧代謝區(qū)（圖1）。圖1可用于客觀評價大強度、大運動量訓練中的運動強度。運動中如果血乳酸在10 mmol/L左右，可認為運動強度中等；如果在4 mmol/L左右，運動強度過?。怀^12 mmol/L，強度較大。

6　血乳酸與運動訓練

根據運動時能量代謝系統(tǒng)的供能過程，可把運動訓練分為有氧代謝訓練、無氧代謝訓練和速度訓練3種運動訓練方式。有氧代謝訓練方式又分為發(fā)展有氧代謝能力、保持有氧代謝能力和有氧代謝超負荷進行3種強度訓練。

根據乳酸閾的原理，無氧代謝訓練和速度訓練的訓練強度為血乳酸應控制在12 mmol/L以上，保證在訓練過程中主要由糖酵解提供能量，提高運動員機體的耐乳酸能力；有氧代謝訓練的發(fā)展階段，訓練強度為血乳酸應控制在3～4 mmol/L，以這種強度訓練，運動員在有氧條件下盡快游，使其有氧代謝供能能力得到發(fā)展。相反，較快的游速（血乳酸高于4 mmol/L）反而達不到訓練目的，因為快速游泳引起血乳酸堆積，從而使運動員的有氧代謝耐力下降。在超負荷有氧代謝訓練中，運動強度應在乳酸閾以上，血乳酸濃度為5～6 mmol/L，這種訓練強度相當于最大努力程度，能保證最大程度地刺激有氧代謝能力，改善運動員的快速運動能力。必須注意，由于血乳酸大量積累和肌糖原消耗的增加，運動員很難接受，所以，在進行超負荷有氧代謝訓練中應分成3～4個訓練期，讓運動員逐步適應。另外，不同運動員的乳酸閾值存在一定的差異，在應用乳酸閾進行訓練時，應測定運動員的個體乳酸閾值，并根據運動員的乳酸閾值進行相應的運動訓練。

7　小結

血乳酸是糖酵解的最終產物。運動員的訓練水平、訓練狀態(tài)等不同，運動后的血乳酸生成量也不同。血乳酸是科學訓練時常用的生物化學指標，它不僅可以幫助我們了解科學訓練的原理，而且能科學評定運動負荷強度和運動員的專項運動能力，科學指導運動訓練，提高運動員的運動能力。

[1]林文弢.運動生物化學[M].北京:人民體育出版社,2009

[2]林文弢.運動訓練的生化分析[M].臺北:文化大學出版社,2000

[3]馮連世,馮美云,馮煒權.優(yōu)秀運動員身體機能評定方法[M].北京:人民體育出版社,2003