Хотя при анаэробном дыхании на каждую молекулу глюкозы образуются всего две молекулы АТФ, а при аэробном - 38 молекул, зато в первом случае синтез АТФ идет в 2,5 раза быстрее (анаэробное дыхание дает пять молекул АТФ за тот же период времени, за который аэробное дает две). Анаэробное дыхание может, следовательно, быстро поставлять энергию. Источником глюкозы служит при этом запасенный в мышцах гликоген. Извлекаемой из него энергии хватает при максимальной мышечной активности на 90 с.

Все эти системы работают более эффективно при регулярной нагрузке .

Итак, мы видим, что системы фосфокреатина и анаэробного дыхания поставляют энергию быстро, но только в течение короткого времени. Аэробная система способна служить источником энергии неограниченно долго при достаточном количестве дыхательного субстрата. В таких видах спорта, которые рассчитаны на короткое и резкое усиление мышечной активности, например в беге на короткую дистанцию или в поднятии штанги, энергию поставляет главным образом система фосфокреатина. При беге на 200 м анаэробное дыхание может служить дополнительным источником энергии. При беге на 400 м оно поставляет уже большую часть энергии, а при таких играх, как теннис, сквош или футбол, практически вся энергия в момент предельного напряжения поступает от этой системы. Те виды спорта, в которых главное - выносливость, например марафон, бег трусцой или бег на лыжах по пересеченной местности, зависят почти целиком от аэробного дыхания.

Поглощение кислорода во время мышечной нагрузки и в период восстановления.

По окончании мышечной работы потребление кислорода не сразу возвращается к уровню, характерному для состояния покоя (0,25 л/мин). В период восстановления человек продолжает еше некоторое время тяжело дышать. Потребляемое при этом количество кислорода и есть кислородная задолженность. Этот кислород используется:

1. Для пополнения запаса кислорода в организме, т. е. для восстановления его нормального уровня в легких, в тканевых жидкостях, миоглобине и гемоглобине.

2. Для регенерации фосфокреатина - по окончании мышечной работы креатин вновь присоединяет фосфат; энергию для этого поставляет аэробное дыхание.

3. Пополнение запаса кислорода в организме и регенерация фосфокреатина происходят быстро; об этом свидетельствует круто опускающаяся часть кривой, соответствующая первым минутам восстановления (рис. 9.10). Более медленное восстановление (пологая часть кривой) - это тот период, когда происходит удаление из мышц молочной кислоты, накопившейся при анаэробном дыхании. Молочная кислота поступает в кровь и переносится из мышц в печень, где она окисляется с образованием пировиноградной кислоты и восстановленного НАД. Часть этой пировиноградной кислоты направляется на обычный аэробный путь через цикл Креб-са и подвергается окислению, в результате чего образуется АТФ. Этот АТФ может затем использоваться для превращения остальной части пировиноградной кислоты (около 75%) снова в глюкозу путем процесса, который представляет собой обращенный гликолиз. В сердечной мышце при тяжелой нагрузке молочная кислота тоже может превращаться в пировиног-радную, окисляясь за счет НАД, и этот процесс служит здесь дополнительным источником энергии.

- Вернуться в оглавление раздела " "

Структурная формула

Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: C 3 H 6 O 3

Химический состав Молочной кислоты

Молекулярная масса: 90,078

Молочная кислота (лактат) - α-оксипропионовая (2-гидроксипропановая) кислота.

• t пл 25-26 °C оптически активная (+)- или (-)-форма.
• t пл 18 °C рацемическая форма.

Молочная кислота образуется при молочнокислом брожении сахаров, в частности, в прокисшем молоке, при брожении вина и пива.
Была открыта шведским химиком Карлом Шееле в 1780 году.
В 1807 году Йенс Якоб Берцелиус выделил из мышц цинковую соль молочной кислоты.

Молочная кислота в организме человека и животных

Молочная кислота формируется при распаде глюкозы. Иногда называемая «кровяным сахаром», глюкоза является главным источником углеводов в нашем организме. Это основное топливо для мозга и нервной системы, так же как и для мышц во время физической нагрузки. Когда расщепляется глюкоза, клетки производят АТФ (аденозинтрифосфат), который обеспечивает энергией большинство химических реакций в организме. Уровень АТФ определяет, как быстро и как долго наши мышцы смогут сокращаться при физической нагрузке.
Производство молочной кислоты не требует присутствия кислорода, поэтому этот процесс часто называют «анаэробным метаболизмом» (см. Анаэробная тренировка). Ранее считалось, что мышцы производят молочную кислоту, когда недополучают кислород из крови. Другими словами, вы находитесь в анаэробном состоянии. Однако современные исследования показывают, что молочная кислота образуется и в мышцах, получающих достаточно кислорода. Увеличение количества молочной кислоты в кровотоке свидетельствует лишь о том, что уровень её поступления превышает уровень удаления. Резкое увеличение (в 2-3 раза) уровня лактата в сыворотке крови наблюдается при тяжёлых расстройствах кровообращения, таких как геморрагический шок, острая левожелудочковая недостаточность и др., когда одновременно страдает и поступление кислорода в ткани и печеночный кровоток.
Зависимое от лактата производство АТФ очень незначительно, но имеет большую скорость. Это обстоятельство делает идеальным его использование в качестве топлива, когда нагрузка превышает 50 % от максимальной. При отдыхе и умеренной нагрузке организм предпочитает расщеплять жиры для получения энергии. При нагрузках в 50 % от максимума (порог интенсивности для большинства тренировочных программ) организм перестраивается на преимущественное потребление углеводов. Чем больше углеводов вы используете в качестве топлива, тем больше производство молочной кислоты.
Исследования показали, что у престарелых людей в головном мозге количество солей кислоты (лактатов) имеет повышенный уровень.

Регулятор обмена

Чтобы глюкоза могла проходить через клеточные мембраны, ей необходим инсулин. Молекула же молочной кислоты в два раза меньше молекулы глюкозы, и гормональная поддержка ей не нужна - она с лёгкостью сама проходит через клеточные мембраны.

Качественные реакции

Молочную кислоту можно обнаружить по следующим качественным реакциям:

• Взаимодействие с n-оксидифенилом и серной кислотой:

При осторожном нагревании молочной кислоты с концентрированной серной кислотой она вначале образует уксусный альдегид и муравьиную кислоту; последняя немедленно разлагается: CH 3 CH(OH)COOH → CH 3 CHO + HCOOH (→ H 2 O + CO) Уксусный альдегид взаимодействует с n-оксидифенилом, причём, по-видимому, происходит конденсация в o-положении к OH-группе с образованием 1,1-ди(оксидифенил)этана. В растворе серной кислоты медленно окисляется в фиолетовый продукт неизвестного состава. Поэтому, как и при обнаружении гликолевой кислоты с помощью 2,7-диоксинафталина, в данном случае происходит взаимодействие альдегида с фенолом, при котором концентрированная серная кислота действует как конденсирующий агент и окислитель. Такую же цветную реакцию дают α-оксимасляная и пировиноградная кислоты.
Выполнение реакции: В сухой пробирке нагревают в течение 2 минут на водяной бане при 85 °C каплю исследуемого раствора с 1 мл концентрированной серной кислоты. После этого охлаждают под краном до 28 °C, добавляют небольшое количество твёрдого n-оксидифенила и, перемешав несколько раз, дают постоять 10-30 минут. Фиолетовое окрашивание появляется постепенно и через некоторое время становится более глубоким. Открываемый минимум: 1,5·10−6 г молочной кислоты.

• Взаимодействие с подкисленным серной кислотой раствором перманганата калия

Выполнение реакции: В пробирку прилить 1 мл молочной кислоты, а затем немного подкисленного серной кислотой раствора перманганата калия. Нагревать в течение 2 минут на слабом огне. Ощущается запах уксусной кислоты. С 3 Н 6 О 3 + [O] = C 3 Н 4 O 3 + H 2 O Продуктом данной реакции может быть пировиноградная кислота С 3 Н 4 О 3 , которая тоже имеет запах уксусной кислоты . С 3 Н 6 О 3 + [O] = C 3 Н 4 O 3 + H 2 O Однако пировиноградная кислота при обычных условиях неустойчива и быстро окисляется до уксусной кислоты , поэтому реакция протекает согласно суммарному уравнению: С 3 Н 6 О 3 + 2[O] = CH 3 COOH + CO 2 + H 2 O

Применение и получение

В пищевой промышленности используется как консервант, пищевая добавка E270.
Поликонденсацией молочной кислоты получают пластик PLA.
Получают молочную кислоту молочнокислым брожением глюкозы (ферментативная реакция):
C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 CH(OH)COOH + 21,8·10 4 Дж

Среди бодибилдеров (особенно начинающих), принято во всех проблемах обвинять молочную кислоту. Особенно это касается возникновения утомления во время тренировки, в нарушениях дыхания, в судорогах, в возникновении жжения в мышцах, в болях, которые возникают в мышцах на следующий день. Однако нет никаких научных подтверждений того, что кислота молочная как-то связана со всеми этими негативными последствиями, которые часто возникают в ходе выполнения упражнения. Если такая связь и существует – то она случайна.

Главный энергетический игрок

На самом деле в ходе упражнения главную роль в процессах выработки энергии организмом человека играет именно молочная кислота. Именно она обеспечивает энергией организм, помогает использовать для выработки энергии пищевые углеводы, способствует ускорению заживления ран, и в процессах производства гликогена и глюкозы в печени кислота молочная играет главную роль. А это для проведения успешной тренировки критически важно! Молочная кислота фактически защищает спортсмена от всех возникающих стрессовых ситуаций.

Однако, как у любого процесса в организме, кроме несомненных плюсов существуют и минусы. Молочная кислота после выработки распадается на ионы водорода и ионы лактата. Ионы водорода являются кислотной составляющей молочной кислоты. Большинство ученых считают, что именно ионы водорода производят в нервах и мышцах изменение электрических сигналов, после чего происходит изменение энергетических реакция и ослабляются мышечные сокращения. Вполне возможно, что то самое знакомое всем бодибилдерам жжение в мышцах происходит именно из-за того, что в мышечной ткани накапливается большое количество ионов водорода. А утомление может инициировать избыточное накопление фосфатов и ионов калия. А молочная кислота на самом деле это накопление предотвращает.

В инициации утомление лактат обвиняют лишь ассоциативно. В ходе многочисленных экспериментов ученые выяснили, что при выполнении физических упражнений с высокой интенсивностью, в мышцах и крови человека накапливается большое количество молочной кислоты. Но организм спортсмена, в отличие от распространенного мнения, очень любит лактат. Ведь на самом деле это топливо, которое вступает в действие максимально быстро. Именно лактат мышцы и сердце предпочитают использовать во время выполнения упражнений. Даже в ходе упражнений, которые длятся несколько часов, лактат быстро и стабильно снабжает энергией систему.

Лактат является не врагом, а другом всех спортсменов. И когда вы о молочной кислоте узнаете больше, то картина окажется совершенно иной. Бодибилдер может использовать всю мощь молочной кислоты, чтобы дать своему организму намного большее количество энергии. Вам не будет знакомо такое слово, как переутомление. Ведь на самом деле от молочной кислоты пользы намного больше, чем вреда.

Молочная кислота не является молочным продуктом

Молочная кислота образуется в организме в результате расщепления глюкозы. Глюкоза, иногда называемая кровяным сахаром, является главным источником углеводов. Для нервной системы и мозга человека – это критически важный вид топлива. Для мышц во время выполнения упражнений глюкоза также важна. Клетки ткани расщепляют глюкозу и получают аденозин трифосфат (АТФ), который является источником энергии для большинства химических реакций, протекающих в человеческом организме. Именно от количества АТФ зависит, какое количество времени ваши мышцы способны работать полноценно.

Процесс формирования в организме молочной кислоты происходит без участия кислорода, поэтому этот процесс еще называется анаэробным метаболизмом. Производство АТФ, связанное с лактатом, невелико, но происходит в исключительно высоком темпе, что позволяет говорить о нем, как идеальном для покрытия нужд организма спортсмена в энергии. Особенно когда работает организм с интенсивностью 65% от максимума.

Всякий раз, когда организмом производится расщепление углеводов с целью получения энергии, производится молочная кислота. Чем быстрее организм расщепляет глюкозу и гликоген, тем больше образовывается молочной кислоты. Жиры организм использует в качестве топлива только тогда, когда находится либо в состоянии полного покоя, либо когда бодибилдер работает с субмаксимальными весами. Когда же упражнения выполняются с интенсивностью 65% (а практически все тренировочные программы рассчитаны именно на такую интенсивность), то организм в основном перерабатывает углеводы. Чем больше спортсмен с пищей потребляет углеводов, тем больше в его организме образуется молочной кислоты.

Как молочная кислота участвует в метаболизме

Организм человека использует кислоту молочную как химических посредник при переработке пищевых углеводов. Углеводы в желудке расщепляются и попадают в кровоток, и в виде глюкозы попадают в печень человека. Но основное количество глюкозы в печень не попадает. Проходя путь по большому кругу кровообращения, глюкоза попадает в мышечную ткань, где превращается в молочную кислоту. Затем она вновь попадает в кровоток и перемещается в печень, которая использует кислоту молочную в качестве сырья при формировании гликогена. Таким непрямым путем гликогена производится больше, чем прямым путем. Когда глюкоза кровью доставляется в печень. Это говорит о том, насколько важна молочная кислота в метаболизме углеводов.

Многие волокна, главным образом мышечные, молочную кислоту производят и используют постоянно. Уровень кислоты в крови реально отражает баланс между производством кислоты и ее потреблением. Если ее уровень вырос, то это совершенно не говорит о том, что в организме усилился синтез молочной кислоты. Просто уменьшился ее расход в мышечной ткани и вывод ее из крови.

Количество молочной кислоты, получаемой в результате синтеза, равняется количеству углеводов, которые расщепляет организм для получения энергии. Сколько бы углеводов не было спортсменом использовано, большая их часть превратится в лактат, который затем будет использован в качестве топлива или транспортирован в другие ткани организма. Если бодибилдер выполняет упражнения с высокой интенсивностью, то производство молочной кислоты ускорится. Поскольку организм атлета не может полностью использовать все полученное количество молочной кислоты, то он ее «запасает» в крови и мышечной ткани. Однако если темп выполнения упражнений замедлится или тренировка вовсе прекратится, то уровень производства очень быстро сравняется с уровнем потребления. Поэтому тот бодибилдер кто научился управлять количеством молочной кислоты в собственном организме, никогда не будет испытывать проблем с энергией.

Быстрое топливо для упражнений, выполняемых с высокой интенсивностью

В ходе выполнения упражнений медленносокращающиеся мышечные волокна, сердце и дыхательные мышцы предпочитают в качестве топлива использовать лактат. Например, когда вырастает интенсивность упражнений, потребление лактата сердечной мышцей возрастает в несколько раз. А использование глюкозы увеличивается незначительно. Волокна сердечной мышцы не нуждаются в глюкозе – они используют лактат для моментального удовлетворения своих потребностей в энергии.

Молочная кислота является очень быстрым видом топлива, который спортсмены используют для повышения своей результативности. После того, как в желудок попали углеводы, в крови моментально повышается концентрация молочной кислоты и глюкозы. Молочную кислоту моментально из кровотока отбирают, поэтому ее высокая концентрация недолговременна. Глюкоза из крови конвертируется организмом в лактат, который можно снова использовать.

продолжение следует

Молочная кислота - ваш союзник! Важнейший источник энергии или виновник утомления и мышечной болезненности?

Томас Фэйхи (Thomas Fahey) | Источник: Muscular Development, #6, 2005

Молочную кислоту винят во всем: в наступлении утомления во время занятий спортом, в судорогах, нарушениях дыхания, мышечном жжении в последних повторениях сета и мышечной болезненности на следующий день после жесткой тренировки. Однако связь между молочной кислотой и негативными последствиями, возникающими в ходе упражнений, по крайней мере, случайна.

1. Brooks, G A and J Mercier. The balance of carbohydrate and lipid utilization during exercise: the crossover concept. J Appl Physiol, 80:2253-2261, 1994.
2. Brooks, G A. Mammalian fuel utilization during sustained exercise. Comp Biochem Physiol, 120:89-107, 1998.
3. Brooks, G A, TD Fahey, and К Baldwin. Exercise Physiology: Human Bioenergetics and its Applications. New York: McGraw Hill, 2005 (4th edition)
4. Gladden, L.B. Lactate metabolism: a new paradigm for the third millennium. J Physiol, 558: 5-30, 2004.
5. Pedersen, TH, О В Nielsen, G D Lamb, and D G Stephenson. Intracellular acidosis enhances the excitability of working muscle. Science, 305: 1145-1147, 2004.

Постоянный адрес этой статьи в интернете: