备课素材：乳酸和乳酸盐 2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1

乳酸和乳酸盐 2019版高中生物学必修一说，乳酸大量积累会使肌肉酸胀： 细胞呼吸原理的应用 包扎伤口时，需要选用透气的清毒利用麦芽、嘴萄、核食和酵母菌以花盆里的土壤板结后，空气不足，会 妙布或“创可贴”等数料。 及发耐罐等，在控制通气的情况下，影响根系生长，需要及时松士透气 可以生产各种酒 储藏水果、粮食的仓库，往往要通 被伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这提但慢跑等有氧运动的原因之一是】 过降低温度、降低氧气含量等措施， 种病菌只能进行无氧野服。皮肤破 有氧话功能遵免肌细胞因供氧不足 来减弱水果，核食的呼吸作用。以 舞较深或被锈钉扎伤后，病葡就客 进行无氧呼吸产生大鏖乳酸男肌丽 延长保国期 易大量餐殖（调到这种情况，需要的大量积累会便肉硬连万理 “乳酸堆积导致肌肉酸痛”是很多人口中的常识，健身教练这样讲， 网上、书上也随处可见类似的解释。 乳酸最初被发现的时候，跟肌肉还没扯上关系。在1780年，瑞 典一位药物化学家在酸牛奶中发现了它，所以才起名为乳酸。之后 的一百多年间，科学家们通过一项项研究，逐渐把乳酸与肌肉酸痛及 酸化联系了起来： 单块肌肉多次收缩后，乳酸盐水平升高、pH值降低（酸化）、 肌肉力量降低，这些变化在氧气不足时更加明显： 整个人运动到疲劳后，也有类似变化，并且感到肌肉酸痛： 乳酸盐水平越高，肌肉的酸痛及无力越严重； 某些生病的人体内乳酸盐浓度也升高； 乳酸的酸性很强(pH3.86),强酸会引起酸痛。 把这些研究结果拼凑在一起，20世纪20年代有研究者提出假设： 肌肉在氧气不足的环境中收缩时，糖被迫分解产生乳酸这种代谢废 物，导致酸化；乳酸只有让人肌肉酸痛和疲劳等危害，没有益处。 然而，仔细推敲就会发现“乳酸导致肌肉酸痛”这个推测并不完 美。虽然在运动当中，肌肉酸痛无力确实与乳酸盐水平升高同时出 现，并且程度相关，但不能因此确定因果关系。 实际上，除了乳酸盐之外，肌肉疲劳同时还伴随着很多生理变化， 比如酸化、ATP水平降低等。 另外，传统观念认为糖分解时产生乳酸，并立刻分解为乳酸盐与 氢离子，导致环境酸化，从而让肌肉酸痛无力。 1983年有科学家提出了另一种观点，并在2004年之后被更多研 究者肯定：乳酸”这个词本身就不准确，因为没有研究证实肌肉收缩 会产生乳酸，糖分解时产生的是“乳酸盐”，这个分解的过程非但不 会直接产生酸，可能还会消耗一个氢离子，让细胞碱化。运动时肌 肉确实会酸化，但氢离子的来源仍在争论中，目前多数人认为乳酸并 不是直接来源，氢离子可能主要来自ATP水解过程。 消耗氢离子 ADP+H+ ATP NADH+H' NAD c00 C00 coo C-OPO C=0 H-C-H CH2 丙本酸激南 乳酸脱氢酶 CHa 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸盐 乳酸盐 丙酮酸分解为乳酸盐过程不产生氢离子 除了理论分析，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)，也不会引起明显的疼痛。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疼痛。但同时 注射这三种物质会造成明显的肌肉疼痛。 三者相加，疼痛明显 不 (0016!) ) 单独一种物质不引起明显疼痛 无论酸性环境、ATP,还是乳酸盐 2 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。 至于运动后第二三天的肌肉酸痛，与乳酸盐的关系更小，因为早 在运动刚结束时乳酸盐就已经被代谢掉了。休息的时候，人们血液 中乳酸盐浓度为0.52.2毫摩尔/升。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(1030毫摩 尔/升)，之后逐渐下降，通常在1小时内回落到休息时的水平。既 然浓度早已恢复，运动后第二天肌肉酸痛就跟乳酸