Följande artikel kommer redogöra för vad man har lärt sig om mjölksyra de senaste 20 åren och hur detta skiljer sig gentemot vad man har trott förut. Samtidigt försöker jag förklara vad dessa nya kunskaper innebär i praktiken, samt hur man möjligtvis kan tillämpa dessa i dagens träning.
Jag har försökt att skriva den här artikeln så kortfattat och lättförståelig som möjligt, men det kan krävas en del förkunskaper inom grundläggande fysiologi för att man ska hänga med på allt. Å andra sidan kan en del saker vara lite väl förenklade också. Lämna gärna lite kommentarer om ni vill att jag ska utveckla någon del av artikel lite mer!
Vad är mjölksyra?
Redan här går det att konstatera att mjölksyra (på engelska "lactic acid") till allra största del är upplöst i laktat och fria vätejoner (H+) i kroppen [1]. Diskuterar man alltså vilka funktioner mjölksyra, istället för pH-nivån, har på fysiologiska processer i kroppen så pratar man om laktat.
Man skulle kunna tänka sig att det inte borde spela någon större roll, eftersom frisättningen av H+ och laktat borde gå hand i hand, men den laktatberoende H+ frisättningen vid träning utgör endast 25% av allt H+ som kommer ut i blodomloppet [1].
 |
| Detta var en av de enklare illustrationerna som jag kunde hitta. Där det går ut en pil från "pyruvate" till "alanine" skulle man även kunna rita en pil till laktat. |
När bildas laktat?
Laktat bildas inuti (muskel-)cellerna när mitokondrierna (där citronsyracykeln "CSC" äger rum) inte kan oxidera pyruvatet som bildats i glykolysen [2]. Glykolysen kan ske anaerobt (utan tillgång till syre) och är en betydligt snabbare process än CSC som kräver syre för att drivas. Detta innebär att det vid väldigt intensivt arbete skapas betydligt mer pyruvat än vad mitokondrierna kan hantera och omvandlas därför till laktat. Observera att det inte behöver vara anaeroba omständigheter för att glykolysen ska producera laktat [1].Vad man trodde om laktatets funktioner tidigare
Fram tills för ca. 20 år sen var vetenskapsmännen till stor del överens om att laktat främst är en av de största bidragande faktorerna till muskeltrötthet [2]. Dessa teorier grundades dels i studier där man såg samband mellan sänkt pH och ökat laktat vid utmattning, samt att man kunde se att ett sänkt pH tydligt minskade kontraktionsförmågan in vitro (enstaka celler eller delar av celler i artificiell miljö). Man har alltså skurit ut muskelceller från diverse djur, tillsatt laktat och/eller vätejoner, eller försurat miljön på andra sätt och sedan observerat huruvida kontraktionsförmågan påverkades av detta.
Dessutom såg man på laktat som en restprodukt, som produceras om syretillförseln inte är tillräcklig. Man antog att laktatet utsöndrades från bl.a. muskelcellerna endast kunde användas som energisubstrat, däribland främst hjärtat som faktiskt föredrar laktat före glukos som energisubstrat. I övrigt kan laktat omvandlas till glukos i levern.
Nya insikter om laktat / mjölksyra
Begränsning av prestation / Hämning av musklernas kontraktionsförmåga
De senaste 20 åren har vetenskapen kommit en bra bit längre inom människans fysiologi. Vi vet numera att det är betydligt fler faktorer som leder till muskeltrötthet, som t.ex. en hämmad kalciumutsöndring, högre halter av fria fosfatjoner samt rubbningar i förhållandet mellan kalium, natrium och kloridjoner kring cellmembranen. Samtidigt vet man numera även att laktatproduktionen endast står för 25% av H+ frisättningen vid träning [1]. Det betyder alltså att även om en sur miljö skulle hindra muskelkontraktioner så är även denna inte nödvändigtvis beroende av laktatproduktionen. Tvärt om så finns det en del forskare som menar att laktatproduktionen faktiskt saktar ner försurningen i cellen [1]!
Vid nyare in vitro-studier har man dock kunnat observera att försurning har en väldigt begränsad effekt på muskelkontraktioner. En av anledningarna till att de nya resultaten skiljer sig från de gamla är att man numera kan hantera muskelprover i temperaturer som börjar närma sig kroppstemperatur (25 - 30 grader), istället för 10 - 15 grader som forskarna inte fick överstiga tidigare eftersom de med den dåvarande teknologin inte kunde stabilisera proverna i högre temperaturer [2].
Ett antal studier har även visat på att laktat kan höja muskelcellernas känslighet för nervimpulser när de halterna av kaliumjoner (K+) utanför muskelcellerna är förhöjda, vilket är en vanlig konsekvens när muskelfibrer börjar bli trötta [3].
Det man idag kan säga om mjölksyrans roll i prestationsbegränsning:
1. Laktatet i sig verkar inte ha någon begränsande verkan på muskelkontraktioner [1, 2].
2. Försurning i muskelceller, i den grad som den uppstår vid fysisk träning, är fortfarande omdiskuterad om huruvida den begränsar kontraktionsförmågan [1, 2].
3. Inducerad försurning in vivo (i levande orgnaismer) hos människor kan begränsa prestationsförmågan [2].
Hur ska man då tolka kombinationen av punkterna 2 och 3 ovan? Nyare forskning tyder alltså på att försurning inte hämmar kontraktionsförmågan nämnvärt på cellnivå, men om man t.ex. försurar blodet inför ett cykeltest så presterar testpersonerna sämre [2]. Cairns m.fl. nämner det centrala nervsystemet (CNS) som en av faktorerna. Den sänkta pH-nivån i blodet signalerar till hjärnan om att skruva ner nervimpulserna till musklerna. Precis som jag har förklarat i min artikel "No Pain No Gain! - Din trötthet är en illusion!" så finns det en hel del som tyder på att det faktiskt är CNS som sätter stop för vår prestation en bra bit innan vi når vårt max. Jag kommer tillbaka till detta i slutet av artikeln.
Buffrande kosttollskott
Uthållighetsidrottare har sedan länge använt sig av bikarbonat för att "buffra" mjölksyra. Dess prestationshöjande verkan är ganska omdiskuterad, men det finns en del som tyder på att det kan höja prestationen vid maximal ansträngning i tidsintervaller från 1-10 minuter.
Ett annat kosttillskott som på senare år har blivit allt mer populärt för att minska försurningen i musklerna är beta alanin (BA). I jämförelse till bikarbonat så verkar BA inuti muskelcellen där det tillsammans med aminosyran L-Histidin bildar Karnosin som har en pH-buffrande effekt.
Laktat som "pseudo-hormon"
Metabol signal
Likadant som laktat kan bildas när tillräckligt med syre finns att tillgå så verkar även övergången från kolhydratoxidation till fettoxidation inte vara lika beroende av syretillgången som man tidigare har trott. I alla fall inte i den mån att cellen "självmant" skulle känna av att syretillgången inte är tillräcklig för att oxidera fria fettsyror (FFA) på ett effektivt sätt och därför ställa om till kolhydratoxidation. Istället finns det en del forskning som tyder på att mjölksyra (man är osäker på om det är laktat, H+ eller en kombination av båda) aktivt hämmar CPT1, en FFA-transportör, som ska forsla in FFA'n i den arbetande cellen [1]. Men huruvida mjölksyra produceras i ändamålet att just skifta substratanvändningen till mer kolhydratoxidation eller om dessa samband bara är slumpmässiga spekuleras det fortfarande om.
Dessutom inhiberar mjölksyra i blodet även fettfrisättningen från fettcellerna [4].
Genetisk nivå
I början förklarade jag hur laktat produceras pga att mitokondrierna inte har nog med kapacitet för att oxidera allt pyruvat som skapas i glykolysen, även om tillräckligt med syre finns att tillgå.
Med den vetskapen i bagaget är det inte svårt att lista ut att fler mitokondrier skulle dra ut på tiden innan utmattning. Därför är det inte konstigt att närvaron av laktat i cellen signalerar om att den ska producera fler mitokondrier, fler transportörer och fler enzymer som har med laktat-hanteringen att göra [4]. Därmed antar man att laktat agerar som ett signalämne som främjar sin egna metabolism.
Utsätter man musklerna för mer laktat så blir de alltså bättre på att transportera och oxidera laktat. Det låter väl ganska logiskt? Men vänta nu? Var det inte endast hjärtat som kunde oxidera laktat? Resten var väl tvunget att omvandlas till glukos i levern, eller?
Laktat: Ett mobilt energisubstrat
Fel! På senare år har man nämligen kunnat visa att inte bara muskelcellerna utan även hjärnan och nervcellerna kan använda laktat som bränsle [1, 2, 4, 6]. Med tanke på laktatmetabolismens fysiologi så blir laktat ett väldigt "mobilt" energisubstrat.
En del av glukosen som har lagrats in som glykogen i den ena cellen kan efter glykolysen, i form av laktat, transporteras till andra celler i kroppen.
När en specifik cell jobbar med maximal kapacitet så frisätter den laktat. Det forslas sedan ut ur cellen och kan därefter tas upp av andra celler som också behöver energi men som inte jobbar på lika hög kapacitet. Detta gäller specifikt för transport från glykolytiska Typ IIx-fibrer till mer oxidativa Typ I och Typ IIa-fibrer [5].
Alltså är den gamla "sanningen" att lagrat glykogen endast kan användas av cellen där det har lagrats in i en sanning med modifikation, om inte rent av fel! Tydligen så kan nämligen även icke arbetande muskelceller, vid längre aktivitet, börja producera laktat så att det kan forslas ut och försörja arbetande muskelceller med energi [6].
Om man utifrån de här kunskaperna skulle kunna råda t.ex. uthållighetslöpare att tömma och fylla glykogendepåer i överkroppens muskler för att därmed ha mer glykogen lagrat i hela kroppen och på det viset ha större energireserver, vet jag inte. Men det är en intressant tanke i alla fall!
Mjölksyra och smärta
Än så länge är vetenskapen inte entydig om huruvida mjölksyra faktiskt utlöser smärta. Å ena sidan säger man att ökade laktathalter inte påverkar smärtupplevelsen i sig, men samtidigt spekulerar man om huruvida laktat och ett sänkt pH registreras av specifika receptorer i nervcellerna och därmed signalerar till hjärnan hur hög träningsstressen är [1]. Det är inte säkert att vi upplever de här signalerna som smärta eller om de sänker vår prestation i vårt undermedvetna. Personligen så tycker jag att den frågeställningen är väldigt intressant, därför kommer jag även ägna min D-uppsats åt att undersöka huruvida upplevd muskelsmärta begränsar prestationen, men mer om detta i framtida inlägg!
Forskarna går alltså även här in på teorin kring Central Governor-modellen. Hjärnan tillåter musklerna att jobba till en viss nivå där den känner av att laktatet kommer kunna upprätthålla musklernas förmåga att jobba.
Om jag ska försöka illustrera laktatets närvaro vid muskeltrötthet så skulle jag jämföra det med en skogsbrand (muskeltrötthet) och sambandet till antalet brandbilar (laktat) utanför. Där verkar vi alltså först nu börja förstå att det inte är så att brandbilarna är ANLEDNINGEN till branden, utan att de har skickats dit just för att det brinner. Och så länge som man kan skicka dit fler brandbilar så gör man det, även om branden sprider sig lite. Men vid en viss nivå så säger brandkårsledningen (CNS) till att det inte är hållbart längre och skickar då dit flygplanen och avslutar därmed branden helt (I det här fallet sänker CNS signaleringen så att prestationen sänks och därför inte skapar mer muskeltrötthet).
Potentiella tillämpningar
Observera att de följande punkterna är rena spekulationer. Det är helt enkelt lite idéer som ska få er att tänka till och, förhoppningsvis, trigga igång lite diskussioner!
Som tidigare nämnt så skulle en tillämpning av dessa kunskaper kunna vara värdet av att strategiskt lagra in glykogen i andra muskler än de som primärt kommer arbeta under prestationen just för att ha ett större totalt glykogenlager. Det hade varit intressant med studier där man kanske skulle titta på hur glykogennivåerna förändras muskler som under aktiviteten är relativt passiva hos marathonlöpare t.ex.
Vid intensiv aktivitet går människans sympatiska nervsystem igång. Det innebär bl.a. att stresshormonerna adrenalin och noradrenalin utsöndras i kroppen samtidigt som blodkärlen dras ihop för att öka blodtrycket så att hjärtfrekvens och slagvolym kan upprätthållas. I benen kontras effekten av de sammandragande blodkärlen av de arbetande benmusklernas syrebehov. Bara själva minskningen av bundet syre till blodets hemoglobin signalerar om att kärlen ska vidgas [7].
MEN av någon (än så länge oförklarlig) anledning så är denna effekt inte lika effektiv i armarna [7]. Detta kan vara en av anledningarna till att en del idrottare, som håller på med någon typ av sport som involverar hela kroppen och där idrottaren måste greppa något under tiden, som t.ex. i längdskidåkning, motocross och cykeltrail, klagar över att underarmarna har en tendens att krampa. Denna negativa effekt kan förvärras om idrottaren är mer stressad eller exalterad än vanligt, som t.ex. vid väldigt viktiga tävlingar, eftersom detta kommer medföra en högre utsöndring av stresshormoner och därmed starkare sammandragning av blodkärlen.
Här kommer dock en potentiell lösning på problemet: Laktat har nämligen visat sig minska stresshormonerna (adrenalin, noradrenalin) i blodet [7]. Detta skulle potentiellt kunna medföra en vidgning av blodkärlen. Huruvida de förhöjda laktatnivåerna måste gälla för hela kroppen eller endast för de problematiska musklerna är dock inte klart.
Om någon av er som läser detta brukar råka ut för den här typen av problem så får ni gärna testa min hypotes om att antingen få upp mjölksyranivån i just underarmarna genom att t.ex. dynamiskt krama på någon typ av stressbollar eller liknande tills ni får mjölksyra i underarmarna, alternativt få upp mjölksyranivån i hela kroppen genom väldigt intensivt arbete i slutet av uppvärmningen (det sistnämnda gäller för de sporterna som kanske inte genererar lika mycket mjölksyra i själva sporten). Låt mig få veta om hur det gick för er sen!
En del populära hypertrofi-träningsupplägg är uppbyggda på relativt korta vilopauser, med motiveringen att man vill höja den metabola stressen. Hur som helst så vet dock även kroppsbyggarna att mekanisk belastning fortfarande är en väldigt viktig faktor för hypertrofi. Därför borde det vara i allas intresse att försöka att optimera båda delarna så bra det går.
Så som jag tolkade rönnen om laktatets effekt på t.ex. mitokondrieproduktion så gällde det höga laktathalter inuti cellen. Dessa laktathalter borde kunna genereras i enskilda set med lite fler reps och kanske lite långsammare utförande.
Om man utöver detta kortar ner vilopauserna så kommer detta innebära att laktathalterna i blodet ökar, och det är där som laktatet kan ha en inhiberande effekt på CNS.
Slutligen borde detta leda till att den mekaniska stressen kommer avta eftersom CNS är inhiberat och man inte kan ta i lika mycket. Samtidigt kan man spekulera om hur mycket laktathalterna inuti cellen höjs, eller om de höjs överhuvudtaget, genom att ha en kortare vilopauser.
Därför ställer jag följande hypotes: Om syftet är hypertrofi så bör kontrollerade set med 10-12 repetitioner men med längre vilopauser (3 minuter eller mer) vara bättre än samma protokoll med kortare vilopauser, eftersom man kommer kunna förflytta mer vikt och skapa mer mekanisk stress.
Det jag förbiser i den här hypotesen är att den totala stressen som du sätter på kroppen eller en hel muskel genom kortare vilopauser även anses vara en anabol signal och kunna leda till högre frisättning av testosteron m.m.
Kontenan
Philp m.fl. uttryckte sig väldigt bra med följande ord:
Det är NÅNTING som ger musklerna den där brinnande känslan som till slut eskalerar till den smärtan som får en att avsluta prestationen, men om det är laktat, sänkt pH eller något helt annat är långt ifrån klarlagt i dagens läge.
Det huvudsakliga budskapet är dock fortfarande att trötthet vid fysisk prestation eller muskeltrötthet är alldeles för komplexa fenomen för att kunna förklaras av en eller två enstaka faktorer. Och att den mänskliga kroppen på ett sätt kan vara fruktansvärt komplex men på samma gång vara enkel och logisk.
Mer användbart glykogen
Som tidigare nämnt så skulle en tillämpning av dessa kunskaper kunna vara värdet av att strategiskt lagra in glykogen i andra muskler än de som primärt kommer arbeta under prestationen just för att ha ett större totalt glykogenlager. Det hade varit intressant med studier där man kanske skulle titta på hur glykogennivåerna förändras muskler som under aktiviteten är relativt passiva hos marathonlöpare t.ex.
Mer blodtillförsel och mindre kramper i armar
Vid intensiv aktivitet går människans sympatiska nervsystem igång. Det innebär bl.a. att stresshormonerna adrenalin och noradrenalin utsöndras i kroppen samtidigt som blodkärlen dras ihop för att öka blodtrycket så att hjärtfrekvens och slagvolym kan upprätthållas. I benen kontras effekten av de sammandragande blodkärlen av de arbetande benmusklernas syrebehov. Bara själva minskningen av bundet syre till blodets hemoglobin signalerar om att kärlen ska vidgas [7].
MEN av någon (än så länge oförklarlig) anledning så är denna effekt inte lika effektiv i armarna [7]. Detta kan vara en av anledningarna till att en del idrottare, som håller på med någon typ av sport som involverar hela kroppen och där idrottaren måste greppa något under tiden, som t.ex. i längdskidåkning, motocross och cykeltrail, klagar över att underarmarna har en tendens att krampa. Denna negativa effekt kan förvärras om idrottaren är mer stressad eller exalterad än vanligt, som t.ex. vid väldigt viktiga tävlingar, eftersom detta kommer medföra en högre utsöndring av stresshormoner och därmed starkare sammandragning av blodkärlen.
Här kommer dock en potentiell lösning på problemet: Laktat har nämligen visat sig minska stresshormonerna (adrenalin, noradrenalin) i blodet [7]. Detta skulle potentiellt kunna medföra en vidgning av blodkärlen. Huruvida de förhöjda laktatnivåerna måste gälla för hela kroppen eller endast för de problematiska musklerna är dock inte klart.
Om någon av er som läser detta brukar råka ut för den här typen av problem så får ni gärna testa min hypotes om att antingen få upp mjölksyranivån i just underarmarna genom att t.ex. dynamiskt krama på någon typ av stressbollar eller liknande tills ni får mjölksyra i underarmarna, alternativt få upp mjölksyranivån i hela kroppen genom väldigt intensivt arbete i slutet av uppvärmningen (det sistnämnda gäller för de sporterna som kanske inte genererar lika mycket mjölksyra i själva sporten). Låt mig få veta om hur det gick för er sen!
Intracellulärt laktat för hypertrofi, men laktat i plasma (blodet) dämpar CNS
En del populära hypertrofi-träningsupplägg är uppbyggda på relativt korta vilopauser, med motiveringen att man vill höja den metabola stressen. Hur som helst så vet dock även kroppsbyggarna att mekanisk belastning fortfarande är en väldigt viktig faktor för hypertrofi. Därför borde det vara i allas intresse att försöka att optimera båda delarna så bra det går.
 |
| Arnold beundrar "ze pump" |
Så som jag tolkade rönnen om laktatets effekt på t.ex. mitokondrieproduktion så gällde det höga laktathalter inuti cellen. Dessa laktathalter borde kunna genereras i enskilda set med lite fler reps och kanske lite långsammare utförande.
Om man utöver detta kortar ner vilopauserna så kommer detta innebära att laktathalterna i blodet ökar, och det är där som laktatet kan ha en inhiberande effekt på CNS.
Slutligen borde detta leda till att den mekaniska stressen kommer avta eftersom CNS är inhiberat och man inte kan ta i lika mycket. Samtidigt kan man spekulera om hur mycket laktathalterna inuti cellen höjs, eller om de höjs överhuvudtaget, genom att ha en kortare vilopauser.
Därför ställer jag följande hypotes: Om syftet är hypertrofi så bör kontrollerade set med 10-12 repetitioner men med längre vilopauser (3 minuter eller mer) vara bättre än samma protokoll med kortare vilopauser, eftersom man kommer kunna förflytta mer vikt och skapa mer mekanisk stress.
Det jag förbiser i den här hypotesen är att den totala stressen som du sätter på kroppen eller en hel muskel genom kortare vilopauser även anses vara en anabol signal och kunna leda till högre frisättning av testosteron m.m.
Kontenan
Philp m.fl. uttryckte sig väldigt bra med följande ord:
"The perception of lactate, acidosis and fatigue as being equivalent should no longer have a place in human physiology text or tutelage, and a conscious effort should be made to educate student and public perception of the multi-faceted role lactate may play at rest and during exercise."Av dagens forskning att döma så är det snarare så att laktat förlänger prestationen än att det skulle hämma den. Sänkningen i pH som skapas av laktatproduktionen verkar vara alldeles för liten för att ha en avgörande effekt på prestationen, däremot frisätts det en hel del H+ via andra processer i cellen, samt att ökade halten av fosfatjoner också är en het aspirant för att vara en av du huvudsakliga faktorerna för muskeltrötthet.
Det är NÅNTING som ger musklerna den där brinnande känslan som till slut eskalerar till den smärtan som får en att avsluta prestationen, men om det är laktat, sänkt pH eller något helt annat är långt ifrån klarlagt i dagens läge.
Det huvudsakliga budskapet är dock fortfarande att trötthet vid fysisk prestation eller muskeltrötthet är alldeles för komplexa fenomen för att kunna förklaras av en eller två enstaka faktorer. Och att den mänskliga kroppen på ett sätt kan vara fruktansvärt komplex men på samma gång vara enkel och logisk.
2. Cairns (2006) Lactic acid and exercise performance : culprit or friend?
3. de Paoli et al. (2007) Additive protective effects of the addition of lactic acid and adrenaline on excitability and force in isolated rat skeletal muscle depressed by elevated extracellular K+.
4. Brooks (2009) Cell-cell and intracellular lactate shuttles.
5. de Oliviera Cruz et al. (2011) Intracellular shuttle: the lactate aerobic metabolism.
7. Calbet et al. (2007) Cardiac output and leg and arm blood flow during incremental exercise to exhaustion on the cycle ergometer.
Gillade du artikeln? Tycker du att mina hypoteser var rimliga, eller anser du att jag var helt ute och cyklade? Kommentera och låt mig få veta vad
du tycker!
För mer färsk information om det senaste inom kost, träning och hälsa så kan du följa mig på Twitter eller gå med i vår facebookgrupp MST-Mythbusters! Mer samlad kompetens hittar du ingen annanstans på svenska facebooksidor!
För mer färsk information om det senaste inom kost, träning och hälsa så kan du följa mig på Twitter eller gå med i vår facebookgrupp MST-Mythbusters! Mer samlad kompetens hittar du ingen annanstans på svenska facebooksidor!
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar