“背锅侠”——乳酸 在高中教材必修1《分子与细胞》“细胞呼吸的原理和应用”一节中，教材在介绍细胞呼吸原理的应用时提到“提倡慢跑等有氧运动的原因之一是：有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸，乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力”。因此，许多高中教师在教学中解释肌肉酸痛时把这种酸痛归罪于“乳酸积累”。那么，肌肉酸痛真的是乳酸在起作用吗？ 1 何为乳酸 乳酸是一种有机小分子物质 ，分子式是C3H6O3。它是一个含有羟基的羧酸，1780年由瑞典化学家卡尔·威尔海姆·舍勒首先在酸奶中发现并分离， 因此命名为乳酸。实际上，乳酸的真正化学名称应该为2-羟基丙酸。乳酸广泛存在于人体、动物、植物、微生物中。 图1 乳酸的结构 2 乳酸生成与消除 人体内乳酸产生的主要途径有两种：一种是通过糖酵解途径产生乳酸，即葡萄糖分解为丙酮酸，后在无氧的条件下丙酮酸被还原为乳酸；另外一种途径为非糖化合物转化成葡萄糖和糖原的糖异生作用。 图2 乳酸的生成途径 细胞内产生的乳酸可迅速进入血液，成为血乳酸（乳酸盐）。在安静状态下， 乳酸盐总是保持一定的水平——1毫摩/升左右；开始运动之后，乳酸盐水平通常会逐渐升高，运动强度越大升高速度越快。停止运动后，血液乳酸盐浓度一般会继续升高，在运动结束后5分钟达到峰值（10毫摩尔/升，甚至更高），之后逐渐下降，通常在1小时内回落到安静状态时的水平。既然浓度早已恢复，运动后第二天肌肉酸痛就跟乳酸盐堆积毫无关系了。 图3 运动停止后，血乳酸盐水平变化 3 乳酸盐不能直接导致运动中酸痛 除了上述理论分析，实际测试的结果也不支持乳酸盐会在运动中直接导致肌肉酸痛。 2014年的一项研究直接将乳酸盐注射到人的手掌肌肉中，结果发现，即使溶液浓度明显高于运动所能达到的水平（50毫摩尔/升），也不会引起明显的酸痛。另外两种肌肉收缩时常见的代谢物，ATP及氢离子，在单独注射时也几乎不会引起酸痛。但同时注射这三种物质会造成明显的肌肉酸痛。这项实验为乳酸盐洗脱了肌肉酸痛主犯的罪名。 图4 单独乳酸盐浓度升高，不足以引起酸痛 肌肉之所以在运动时出现酸痛，是因为反复用力收缩产生了很多代谢物，其中一部分可以与受体结合激活肌肉中的疼痛传入神经元，然后将疼痛信号传入大脑。一百年前，科学家推测这些代谢物中最重要的是乳酸，而近二十年在更接近人体实际情况的条件下，多项研究逐渐否定了乳酸盐的决定性作用，发现疼痛是多种物质共同作用的结果。目前认为在所有代谢物中，对疼痛影响最大的三种是乳酸盐、ATP及氢离子。当三者单独存在或只有两者相加时作用比较弱，但三者同时出现时会有互相增强的协同效果，明显增强疼痛信号。这三者浓度较低的时候会引起温暖的感觉，浓度升高后则会让人出现疼痛和烧灼感。除此之外，还有很多物质在肌肉收缩时浓度升高且可能增强疼痛感，包括缓激肽、钾及多种细胞因子。因此，运动当时的肌肉酸痛是很多物质合力造成的结果，虽然乳酸盐的地位重要，但这锅不该由它独自来背。