Būdamas lengvosios atletikos mokinys savo Parlier vidurinėje mokykloje, Robertas Leija buvo apsėstas, kaip pagerinti savo rezultatus ir ypač užkirsti kelią pieno rūgšties kaupimuisi raumenyse treniruočių metu. Kaip ir daugelis sportininkų, jis dėl to kaltino nuovargį ir raumenų skausmą, kurį patyrė po intensyvių treniruočių.
Tačiau kaip kineziologijos studentas Fresno valstijoje, jam buvo įteiktas nebespausdintas vadovėlis, kuriame buvo pasakyta, kad jis viską padarė ne taip. Laktatas nebuvo pavojaus ženklas, kad sportininkai išeikvodavo deguonies tiekimą iš organizmo, bet greičiausiai tai yra normalus metabolinės veiklos produktas, reikalingas raumenims treniruoti nuolatinio fizinio krūvio metu.
Dabar, kai yra Kalifornijos universiteto Berklio magistrantas, tą vadovėlį parašiusio mokslininko George'o Brookso laboratorija, Leija tyrimai suteikia daug aiškesnį vaizdą apie laktato vaidmenį organizme ir dar labiau paneigia nuomonę, kad laktatas yra ženklas. deguonies trūkumas raumenyse.
Straipsnyje, paskelbtame m Gamtos metabolizmas, Leija, Brooks ir jų kolegos įtikinamai įrodė, kad laktatas žmogaus organizme gaminasi įprastai po angliavandenių suvartojimo. Laktatas greitai patenka į kraują, net prieš pasirodant gliukozei. Su maistu gaunama gliukozė toli gražu nėra toksiškas šalutinis produktas, kurį reikia pašalinti sunkaus fizinio krūvio metu, o taip greitai virsta laktatu, kad užkerta kelią gliukozei, kaip dviem pagrindiniais anglies energijos nešėjais organizme, arba dalijasi jai didžiausias sąnaudas.
Rezultatai rodo, kad greitas gliukozės pavertimas laktatu, iš pradžių prasidedantis žarnyne, yra būdas organizmui susidoroti su staigia angliavandenių doze. Laktatas, dirbdamas su insulinu, slopina su maistu gaunamos gliukozės atsiradimą kraujyje.
„Vietoj didelio gliukozės padidėjimo po valgio padaugėja laktato ir gliukozės“, – sakė Brooksas, UC Berkeley integracinės biologijos profesorius. „Ir kuo daugiau jo iš gliukozės paverčiama laktatu, tuo geriau tvarkoma gliukozė. Laktatas yra angliavandenių buferis.”
Brooksas ir jo kolegos anksčiau įrodė, kad tai tiesa intensyvaus pratimo metu. Naujasis tyrimas patvirtina, kad laktatas atlieka tą patį vaidmenį normalios nesportinės veiklos ir poilsio metu.
„Tai yra įrodymas, kad laktatas neturėtų būti siejamas su anaerobiniu metabolizmu – tai yra deguonies ribotas metabolizmas. Tai tiesiog normali reakcija į angliavandenių vartojimą ar fizinį krūvį”, – sakė Leija. „Mankštos metu laktatas naudojamas kaip dominuojantis kuro šaltinis. Štai kodėl jūsų kraujyje padidėja laktato kiekis, kai mankštinatės šiek tiek intensyviau. Tai nereiškia, kad jūs jį gaminate kaip atliekas. Jis patenka į kraują, nes turi patekti į kraują. audinių, kuriems to reikia, kad jie tęstų savo fiziologinį veikimą.
Gliukozės tolerancija
Tyrimas buvo atliktas su 15 sveikų, fiziškai aktyvių jaunų suaugusiųjų – aštuonių moterų ir septynių vyrų – kaip dalis didesnio tyrimo, siekiant nustatyti, kaip senstant žmonės pereina nuo riebalų prie angliavandenių metabolizmo. Savanorių buvo paprašyta badauti per naktį (12 valandų), kad išeikvotų angliavandenių ir glikogeno atsargas, kad jie gautų energijos pirmiausia skaidydami riebalus į riebalų rūgštis ir naudodami juos pagrindinėms kūno funkcijoms palaikyti.
Tada jie išgėrė 75 gramus gliukozės, greitai pasisavinamo cukraus, kad paskatintų perėjimą nuo riebalų rūgščių prie angliavandenių apykaitos. Tai panašu į gliukozės tolerancijos testą, naudojamą diabetui diagnozuoti, ir dažniausiai skiriamas nėščioms moterims nėštumo diabetui nustatyti.
Brookso tyrimas skyrėsi nuo ankstesnių panašių tyrimų tuo, kad jis ir jo kolegos, įskaitant Lėją, atidžiai stebėjo savanorių laktato kiekį kraujyje per dvi valandas po gliukozės nurijimo ir periodiškai matavo deguonies ir anglies dioksido santykį jų organizme. kvėpavimas, o tai rodo riebalų rūgščių ir angliavandenių santykį, sudeginamą.
Kad būtų galima apskaičiuoti į kraują patekusio laktato kiekį, palyginti su gliukoze, prieš tai jie 90 minučių įpylė laktato ir gliukozės atsekamųjų medžiagų – laktato, pažymėto stabiliu, neradioaktyviu izotopu, anglies-13, ir gliukozės, pažymėtos deuteriu. žymėto laktato ir gliukozės kiekį kraujyje iki 1–2 %.
Pažymėto laktato ir gliukozės praskiedimas gaunama nepažymėta dietine gliukoze leido jiems nustatyti kinetiką, ty kraujo laktato ir gliukozės atsiradimą, išnykimą ir pašalinimą. Dauguma tokių eksperimentų matuoja statinę veninio kraujo koncentraciją, kuri suteikia mažai informacijos apie gliukozės ir laktato kinetiką.
Arterizuoto kraujo mėginių ėmimas taip pat buvo raktas į tyrimo sėkmę, sakė Leija. Tai leido tyrėjams pamatyti, kas atsitiko žarnyne. Paprastai dilbio vena naudojama kraujo mėginiams paimti praėjus 30 minučių po gliukozės poveikio, tačiau toks mėginių ėmimas duoda neaiškus rezultatus.
Tyrėjai išsiaiškino, kad savanoriai su maistu gaunamą gliukozę pradėjo paversti laktatu dar prieš jai pasišalinant iš žarnyno. Laktato lygis arteriniame kraujyje pradėjo kilti praėjus vos penkioms minutėms po valgio, o gliukozė, dažnai įvardijama kaip kūno energijos valiuta, kraujyje atsirasdavo tik po 15–30 minučių po gliukozės nurijimo.
„Pirmieji angliavandeniai po valgio su gliukoze patenka į kraują laktato pavidalu, nes būtent tai daro žarnyno ląstelės, o didžiąją dalį gliukozės sulaiko kepenys, kol ji patenka į kraują raumenims, kur gliukozė paverčiama į kraują. laktato“, – sakė Brooksas. „Galėjome tai pastebėti dėl laktato klirenso ir oksidacijos bei dėl to, kad anglies-13 iš laktato atsekamosios medžiagos pateko į gliukozės kiekį kraujyje. Tai rodo, kad laktatas yra tik pagrindinis angliavandenių – anglies energijos srauto paskirstymo energijos kelias.”
Laktato šaulys
Brooksas daugiau nei 50 metų atliko tyrimus su žmonėmis ir gyvūnais, kad ištirtų laktato vaidmenį organizme. Kiekvienas tyrimas pateikia daugiau įrodymų, kad tai nėra toksiškas šalutinis deguonies riboto, anaerobinio metabolizmo produktas, kuris nevyksta žmogaus organizme. jis pasakė. Tačiau ši prielaida nuspalvino sportininkų ir gydytojų požiūrį į laktatą. Daugelis gydytojų vis dar suvokia didelį laktato (dažnai neteisingai vadinamo pieno rūgštimi) kiekį kraujyje kaip ligos požymį, kurį reikia pašalinti deguonimi ar vaistais.
„Laktato matavimas yra vienas iš pagrindinių dalykų, kuriuos daro sporto medicinos specialistai. Ir dabar mes suprantame, kas vyksta”, – sakė Brooksas. „Sportininkai visą laiką gamina laktatą ir nuolat jį valo. Ir kai jie pasiekia tašką, kai negali jo išvalyti, daugiausia oksiduodami ir paverčiant gliukoze, žinome, kad žmogus negali ilgai išsilaikyti.
„Manau, kad tai labai revoliucinga. Tačiau tai tikrai glumina žmones. Tai, kas dabar buvo blogai, yra gerai. Visos knygos yra klaidingos.”
Išimtis – Brookso vadovėlis „Pratimų fiziologija: žmogaus bioenergetika ir jos pritaikymai“. Iš pradžių jis buvo parašytas 1984 m. kartu su Thomasu Fahey, o dabar išleistas penktasis leidimas. Šeštojo leidimo tekstas jau įkeliamas į leidyklą.
„Kai perskaičiau 1984-ųjų daktaro Brookso knygą, tai, tiesą pasakius, man buvo visiškas proto smūgis“, – sakė Leija. „Aš visada pieno rūgštį siejau su tokiu intensyviu pratimu, kad pritrūko deguonies ir nieko nesudėjau fiziologijos požiūriu. Tada tai pradėjo daryti daug daugiau prasmės.”
Savo knygoje Brooksas sukūrė terminą „laktato maršrutas“, kad apibūdintų organizmo metabolinę grįžtamojo ryšio kilpą, kurioje laktatas yra tarpininkas, palaikantis daugumą, jei ne visus audinius ir organus.
Pavyzdžiui, jis parodė, kad daugelyje audinių laktatas yra labiau tinkamas kurui, o ne gliukozei. Intensyvios veiklos metu raumenų mitochondrijos pirmiausia jas sudegina ir netgi nutraukia gliukozės ir riebalų rūgščių kuro naudojimą. Brooksas naudojo atsekamąsias medžiagas, kad parodytų, jog žmogaus skeleto raumuo, širdies raumuo ir smegenys teikia pirmenybę laktatui, o ne gliukozei, o laktatu veikia stipriau. Laktatas taip pat signalizuoja riebaliniam audiniui nustoti skaidyti riebalus kurui.
Viena šių tyrimų spraga buvo tai, kas nutinka įprastos nesportinės veiklos ir poilsio metu. Dabartinis tyrimas užpildo šią spragą ir palaiko idėją, kad kai laktato kiekis kraujyje išlieka aukštas, tai yra signalas, kad kažkas sutrikdo laktato ciklą, o ne tai, kad pats laktatas kenkia organizmui.
„Tai tikrai informatyvu apie įvairias sveikatos būkles”, – sakė Brooksas. „Manau, kad dabartiniame rezultate svarbiausia yra tai, kad tai nėra raumenų dalykas. Tai prasideda nuo angliavandenių su maistu. Tai buvo trūkstama dėlionės dalis.”
Neseniai atliktas tyrimas yra Lėjos daktaro laipsnio dalis. baigiamasis darbas, po kurio jis tikisi atlikti tolesnius laktato metabolinio vaidmens tyrimus.
„Nuo pat iki koledžo skaitydavau fiziologijos knygas, bandydamas pagerinti savo treniruotes, ir matydavau visus šiuos mokslo terminus, kuriuos tada ignoravau, nes tiesiog ieškojau „Kaip aš galiu tapti greitesnis? Kaip galiu bėgti ilgiau?“ – pasakė Lėja. „Bet dabar, oho, tai man padėjo netiesiogiai. Vis dėlto iki šios dienos manau, kad liko tiek daug dalykų, kuriuos reikia atskleisti.”
Kiti tyrimo bendraautoriai yra magistrantai Casey Curl, Jose Arevalo, Adam Osmond ir Justin Duong; Melvin Huie, MD, UC Berkeley absolventas, priklausantis Brookso pratimų fiziologijos laboratorijai; ir Umesh Masharani, MD, endokrinologas iš UC San Francisko diabeto centro.