乳酸-乳酸堆積-激烈運動-肌肉酸痛

乳酸:運動中的燃料而非廢棄物!

每當聊到運動後肌肉酸痛的話題,總是很快會有人接「乳酸堆積」的話;激烈運動確實會讓肌肉與血液中的乳酸增加,也就是有「累積」的感覺,然後乳酸的名稱又有個「酸」字,或許是因為這樣,才被認為運動後的那暫時運動能力下降與肌肉酸痛是因為乳酸引起。

但事實上,在葡萄糖的能量代謝過程中,乳糖不僅不是廢棄物(真正的廢棄物是…文章最後揭曉),更是人類細胞靈活調度能量系統的具體表現,為什麼這麼說呢? 接下來,請跟著葡萄糖一起,走一趟產生在肝臟與肌肉細胞之間的能量代謝旅程吧!

葡萄糖與肝醣:運動能量的基礎

在開始之前,先幫大家複習一下葡萄糖與肝醣的基礎知識。

首先,葡萄糖是人類主要使用的能量來源,雖然脂肪也是能量來源,而且同樣質量能貢獻的能量也比葡萄糖多,但就使用效率來說,還是葡萄糖最好用。

乳酸-肝醣結構
肝醣的結構,其中一個原點是一個葡萄糖分子。圖片來源:Wikipedia

透過吃可消化吸收的碳水化合物食物,例如米飯、麵包、水果、玉米、地瓜…等食物,我們能獲得葡萄糖、果糖、半乳糖…等單糖,這些糖到最後,大多會匯流到葡萄糖的能量代謝過程裡,但最主要的還是葡萄糖。

葡萄糖從小腸吸收後,會先送到肝臟,留一部份合成肝醣,其他繼續送往全身,這時候的血糖濃度高,在流經胰臟的 beta-細胞時,高濃度的血糖會促使胰臟釋放胰島素,來讓通知全身的脂肪與肌肉細胞,讓它們準備好開門迎接血中的葡萄糖。

肌肉拿到葡萄糖後除了馬上要用的會就這麼維持著,其他暫時用不到的葡萄糖會做成比較不佔空間的肝醣,先存放著。從這兩段可以知道,肝醣主要放在肝臟與肌肉裡,肝臟的肝醣用來維持血糖濃度,可以提供給全身的細胞使用;肌肉的肝醣就只能自用,先別覺得肌肉小氣,因為在激烈運動或長時間耐力運動時,存在肌肉的肝醣基本上是不夠用的呀。

從葡萄糖到乳酸:運動過程中的轉變

人從休息的狀態開始動起來後,肌肉的葡萄糖會先經無氧代謝產生丙酮酸,丙酮酸接著進入粒線體進行有氧代謝產出更多的 ATP。

粒線體在進行有氧代謝時,需要氧氣來消去代謝過程中出現的氫離子,當運動量超過氧氣閾值時,也就是氧氣的供應跟不上氫離子的產生,此時,整個葡萄糖代謝就會以無氧代謝為主。

由於葡萄糖還是會持續走無氧代謝來產生能量的關係,此時,沒辦法進入粒線體走氧化代謝的丙酮酸,會轉換成乳酸,而且運動越激烈,乳酸產越快,並釋放的血液循環裡。

到這裡就是我們常聽說的「乳酸堆積」,但接下來要講的,就是要改變你對乳酸的認知範疇了。

乳酸的命運:從血液到肝臟再回到肌肉

放到血液循環的乳酸最後會流到肝臟,並在肝裡進行糖質新生作用(glyconeogenesis),轉換成葡萄糖,接著再馬上透過循環,送到肌肉細胞代謝產能。

也就是說,激烈運動期間,這種肝臟轉換乳酸的機制,能用來填補一部分氧化代謝的缺口。另外,糖質新生作用是一種在肝臟裡進行,以甘油、乳酸、丙酮酸和一部分胺基酸…等,非糖碳基質(non-sugar carbon substrates)生成葡萄糖的作用,在飢餓、激烈運動期間此作用會比較活躍。

光看前面兩段的文字描述,可能會比較難以想像,不過這整個代謝的過程,能簡單用下面的插圖表示:

葡萄糖-丙酮酸-乳酸-代謝-無氧代謝
激烈運動時,氧氣供應來不及做有氧代謝,這時乳酸會大量產生

總結

總之,乳酸在運動中有著重要的角色,不是廢棄物,也不會直接導致肌肉酸痛。在激烈運動期間,乳酸可視為一種能量來源,在肝臟進行糖質新生,重新轉化為葡萄糖供肌肉使用。

這代謝過程展現出乳酸在運動能量代謝中的價值。因此,我們應該重新認識乳酸,正確看待它的用途與價值,而非運動後肌肉酸痛的罪魁禍首。至於為什麼會肌肉酸痛,這個之後會再另外寫文章分享喔。

最後,一開始問大家的問題,答案是「葡萄糖代謝後的真正廢棄物是二氧化碳」。


  1. Rabinowitz, J. D., & Enerbäck, S. (2020). Lactate: the ugly duckling of energy metabolism. Nature Metabolism, 2(7), 566-571.
  2. Howatson, G., & Van Someren, K. A. (2008). The prevention and treatment of exercise-induced muscle damage. Sports medicine, 38, 483-503.

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