107 ระบบกรดแลคติค

บทนำ

ข้อมูลใหม่ในสาขาสรีรวิทยาการกีฬาและโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับบทบาทและหน้าที่ของกรดแลคติก ได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าสิ่งเหล่านี้ควรได้รับการตรวจสอบ กรดแลคติกไม่ได้เป็นของเสียและไม่ได้ส่งผลข้างเคียงที่เป็นอันตรายดังที่เชื่อกันมาหลายปี ในทางตรงข้าม จากการอ่านเนื้อหาสามบทที่ได้รับการตีพิมพ์เกี่ยวกับเรื่องนี้ สามารถสรุปได้สั้นๆ ว่า กรดแลคติกที่เกิดขึ้นสามารถถูกรีไซเคิลไปเป็น  ไพรูเวท (pyruvate) จากนั้นจึงถูกย่อยสลายโดยอาศัยออกซิเจน ดังนั้น กรดแลคติกเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญ

ความสามารถในการรีไซเคิลกรดแลคติคมีความสำคัญกับนักกีฬามากกว่าคนอื่นๆ และนอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มปริมาณการรีไซเคิลได้โดยการฝึกแอโรบิก จากประสบการณ์เล่นกีฬาของผม ผมจำได้ว่ามีนักปั่นจักรยานเพียงไม่กี่คนที่ได้รับการฝึกมาเป็นอย่างดี โดยพวกเขาเหล่านั้นไม่เคยมีค่ากรดแลกติกเกินกว่า 5 มิลลิโมล / ลิตร ในระหว่างการทดสอบการออกกำลังระดับสูงสุดบนมาตรวัดกำลังกล้ามเนื้อ (ergometer) และมีประสิทธิภาพสูงสุดในระหว่างการทดสอบ  คำอธิบาย คือ พวกเขามีกลไกการรีไซเคิลที่ได้รับการพัฒนามาเป็นอย่างดี กีฬาบางคนที่ฝึกฝนมาเป็นมีกระบวนการออกกำลังโดยไม่อาศัยออกซิเจนในเกณฑ์ต่ำกว่า 4 มิลลิโมล / ลิตร นักกีฬาเหล่านี้ได้รับการฝึกฝนมาอย่างดีและพวกเขามีปริมาณเส้นใยกล้ามเนื้อชนิด I (Fiber type I) ที่สูงมาก ซึ่งคือเส้นใยกล้ามเนื้อแอโรบิก (aerobic fiber) กรดแลคติกถูกรีไซเคิลไปเป็นไพรูเวท (PYRUVATE) ปริมาณมาก

***หมายเหตุจากนักแปล : เส้นใยกล้ามเนื้อแบ่งได้เป็น 2 แบบ คือ Aerobic fiber เป็นเส้นใยอาศัยออกซิเจน ใช้ทำงานติดต่อกันได้หลายชั่วโมง และ Anarobic fiber เป็นเส้นใยไม่อาศัยออกซิเจน ทำงานแบบการระเบิด หรือถีบตัว***

ในระหว่างการออกกำลังแบบไม่อาศัยออกซิเจน กรดแลคติกและไฮโดรเจนจะถูกสร้างขึ้นในเซลล์กล้ามเนื้อ ไฮโดรเจนมีหน้าที่สร้างกรดและยังเป็นปัจจัยส่วนหนึ่งที่ทำให้รู้สึกถึงความเหนื่อยล้า แต่กรดแลคติกไม่ได้เป็นเช่นนั้นตามที่สันนิษฐานกันมาหลายปี เพราะผลข้างเคียงที่เกิดจากการสร้างกรดไม่ได้เกิดจากกรดแลคติก แต่เป็นไฮโดรเจน เมื่อกระบวนการสร้างกรดเพิ่มขึ้น ระดับของแลกแตตจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน ดังนั้น จึงดูเหมือนว่าไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงมากนัก และค่าแลกเตตยังสามารถนำมาใช้เพื่อบ่งชี้ความเข้มข้นของการออกกำลัง และแสดงระดับการฝึกออกกำลังตามอัตราการเต้นหัวใจหรือในหน่วยวัตต์  ดังนั้น กรดแลคติกไม่ดีมีหน้าที่รับผิดชอบในกระบวนการสร้างกรด

ในปัจจุบัน ดูเหมือนว่าสามารถใช้การทดสอบแลกเตตเพื่อปรับรูปแบบการฝึกฝนได้ เแต่ในอนาคตเราอาจบอกได้ว่านี่เป็นแนวทางที่ถูกต้องหรือไม่ ประเด็นคือนักกีฬาที่ได้รับการฝึกด้านความอดทนมาเป็นอย่างดีจะมีกลไกการรีไซเคิลดีกว่า ดังนั้น จึงทำการตีความค่าแลกเตตของพวกเขาอย่างถูกต้องได้ยาก มันอาจต้องใช้เวลาหลายปีในการแก้ปริศนาเกี่ยวกับแลกเตต  ปัจจุบันนี้ โค้ช, ผู้ฝึกสอน, นักสรีรวิทยาด้านการกีฬา และนักวิชาการ ยังตีความผิดพลาดเกี่ยวกับแลกเตต จงเก็บสิ่งเหล่านี้ไว้ในใจเมื่อคุณได้ยินเรื่องราวทุกอย่างเกี่ยวกับแลกเตต

การจ่ายพลังงานจากกระบวนการไม่อาศัยออกซิเจน (anaerobic)

เมื่อความเข้มของการออกลังยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจนถึงจุดหนึ่ง ระบบใช้ออกซิเจนจะไม่สามารถจัดการกับมันได้อีกต่อไป ดังนั้น ความต้องการพลังงานจึงถูกเสริมด้วยการเผาไหม้คาร์โบไฮเดรตแบบไม่อาศัยออกซิเจน ในสถานการณ์เช่นนี้ ระดับแลคเตทจะเพิ่มขึ้นในกล้ามเนื้อที่กำลังทำงาน รวมถึงปริมาณไฮโดรเจนในกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน และเป็นไฮโดรเจน (ไม่ใช่กรดแลกติก) ที่เป็นสาเหตุของการเกิดกรด การจ่ายพลังงานควบคู่กับการมีกรดสูงคือสิ่งที่ใช้ทดแทนชั่วคราว

แผนผัง :
กลูโคส + ADP → ATP + กรดแลคติก

ณ จุดหนึ่ง การออกกำลังเพิ่มขึ้นควบคู่การเพิ่มขึ้นของการผลิตกรดแลคติก ความเข้มข้นของการออกกำลังอยู่ในระดับสูงเช่นนี้ การจ่ายพลังงานจะเป็นแบบไม่อาศัยออกซิเจนจะมีบทบาทสำคัญ

การสร้างกรดเพิ่มขึ้นของกล้ามเนื้อจะก่อให้เกิดการเจ็บปวดในขา สำหรับนักปั่นจักรยานหรือนักวิ่ง หรือเกิดการเจ็บปวดบริเวณแขนสำหรับนักพายเรือ อาการเจ็บปวดและความรู้สึกหมดแรงทำให้ไม่สามารถคงระดับการออกกำลังไว้ได้

หากนักปั่นจักรยานหรือนักวิ่งไม่สามารถรักษาความเร็วในการแข่งไว้ได้ สาเหตุส่วนใหญ่มักมาจากการเกิดกรดในกล้ามเนื้อ นักกีฬาที่มีความสามารถยืดช่วงเวลาการเกิดกรดได้ยาวนานที่สุด มักทำผลงานได้ดีที่สุดและเป็นผู้ชนะ การจ่ายพลังงานควบคู่กับระดับกรดแลคติกสูงเป็นสิ่งทดแทนชั่วคราว แต่หากเกิดการสร้างกรดขึ้น อาจส่งผลกระทบในเชิงลบตามมา

การจ่ายพลังงานแบบไม่ใช้ออกซิเจนจากคาร์โบไฮเดรต ถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงเท่านั้น สามารถมองได้ว่าเป็นระบบฉุกเฉินชนิดหนึ่ง ซึ่งจะเกิดขึ้นเมื่อออกกำลังถึงความเข้มข้นระดับหนึ่ง โดยขึ้นอยู่กับสภาพร่างกายของนักกีฬาภายใต้กรอบเวลาหลายสิบวินาทีจนถึงหลายนาที หรือจนกว่าจะหยุดออกกำลังหรือลดความเข้มข้นของการออกกำลัง สาเหตุที่ว่าทำไมนักกีฬาจึงไม่สามารถที่จะคงการออกกำลังในระดับนี้ไว้ได้ คือ ระดับการสะสมกรดแลคติก* และความเมื่อยล้าของกล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้อง

* ระดับการสะสมของกรดแลคติกไม่ได้เป็นสาเหตุของการสร้างกรดและความเหนื่อยล้า แต่สาเหตุที่แท้จริงของการเกิดกรด คือ การสะสมปริมาณไฮโดรเจน (H+) ที่เป็นสาเหตุของภาวะเลือดเป็นกรด กรดแลคติกไม่มีผลเชิงลบต่อการปั่นจักรยานอย่างเข้มข้น รูปแบบการฝึกฝนที่เกี่ยวข้องกับเกิดกรดอาจเป็นอันตรายได้

ระดับแลคเตตท ณ จุดเริ่มต้นของการออกกำลัง

การจ่ายพลังงานผ่านระบบไม่อาศัยอากาศจะเกิดขึ้นเมื่อ :

  • การออกกำลังกาบแบบความเข้มข้นสูงระยะสั้น เช่น การวิ่ง 100, 200, 400 และ 800 เมตร ความเข้มข้นระดับสูงมากจะอยู่ในช่วงเวลา 2 ถึง 3 นาที และในระหว่างการวิ่ง 1,500 เมตร การจ่ายพลังงานจะเป็นรูปแบบอาศัยออกซิเจน 50% และแบบไม่อาศัยออกซิเจน 50%
  • ในตอนต้นของการออกกำลังกาย (โดยไม่คำนึงถึงระดับความเข้มข้นของการออกกำลัง) การจ่ายพลังงานมักมาจากระบบแลคติกแบบไม่อาศัยออกซิเจน และมักต้องใช้เวลาหลายนาทีกว่าระบบลำเลียงออกซิเจนจะเริ่มต้นทำงานและทำงานอย่างเต็มที่ ในการหายใจ, อัตราการเต้นหัวใจและการลำเลียงออกซิเจนผ่านระบบไหลเวียนเลือดต้องใช้เวลา ในช่วงเวลานั้น (จุดเริ่มต้นของการออกำลัง) ระบบกรดแลคติกจะให้พลังงานที่จำเป็น
  • ในระหว่างการใช้ความเร็วเพิ่มขึ้นขณะออกกำลังกาย ซึ่งมากเกินไปสำหรับการจ่ายพลังงานแบบอาศัยออกซิเจน เช่น เร่งความเร็วระยะสั้น, ขึ้นเนิน และ เร่งแซง
  • ในระหว่างการใช้ความเร็วเพิ่มขึ้นขณะในการเร่งความเร็วระยะสั้นระยะสุดท้าย (หลังใช้กำลังมาอย่างยาวนาน) ยกตัวอย่างเช่น ก่อนเข้าเส้นชัยในการวิ่งมาราธอน หรือ ในช่วงระยะสุดท้ายของการแข่งขันจักรยาน
  • ในการออกกำลังเหนือช่วงไม่อาศัยออกซิเจน ระบบกรดแลคติกจะจ่ายพลังงานบางส่วน สัดส่วนของกรดแลคติกต่อระบบการจ่ายพลังงานจะเพิ่มขึ้นเมื่ออยู่เหนือช่วงไม่อาศัยออกซิเจน หรือกล่าวคือ เมื่อความเข้มข้นของการออกกำลังยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง
  • ในการออกกำลังเหนือช่วงไม่อาศัยออกซิเจนในการฝึกอย่างต่อเนื่อง 40 ถึง 60 นาที เนื่องจากเกิดกรดมากเกินไป ทำให้การออกกำลังเหนือช่วงไม่อาศัยออกซิเจนอาจให้ผลดีเนื่องจากจะเกิดกรดอย่างหนักเพียงระยะสั้นๆ ในช่วงหนึ่งหรือสองนาที
ระดับแลคเตทในตอนท้ายของการแข่งขันรูปแบบต่างๆ ตั้งแต่ 100 เมตร จนถึง 10,000 เมตร สัดส่วนของการจ่ายพลังงานแบบไม่อาศัยออกซิเจนมีค่ามากที่สุดในการแข่ง 400 เมตร

กรดแลคติกหมดไปจากเลือด

โดยทั่วไปเกิดจากการฟื้นฟูด้วยการพักผ่อน กล่าวคือ ไม่มีการออกกำลังกายในช่วงระยะเวลาการฟื้นฟู  25 นาที ครึ่งหนึ่งของกรดแลคติกสะสมจะถูกขจัดออกจากร่างกาย และหลังจากผ่านไป 1 ชั่วโมง 15 นาที กรดแลคติก 95% จะถูกขจัดออกในระหว่างการฟื้นฟูร่างกายด้วยการพักผ่อน มันได้แสดงให้เห็นว่าการฟื้นฟูด้วยการออกกำลังเบาๆ สามารถการกำจัดกรดแลคติกออกจากเลือดและกล้ามเนื้อได้รวดเร็วกว่าการพักผ่อนโดยสมบูรณ์ สิ่งนี้เรียกว่าการฟื้นฟูเชิงรุก ที่จริงแล้วมันคือกิจกรรมผ่อนคลาย (cool-down) ซึ่งนักกีฬาส่วนใหญ่ปฏิบัติมานานหลายปี การฟื้นฟูเชิงรุกผ่านการวิ่งจ๊อกกิ้งทำให้กรด   แลคติกถูกทำลายลงอย่างรวดเร็ว ในระหว่างช่วงการฟื้นฟู กิจกรรมที่ดีที่สุดคือการออกกำลังกายเบาๆ อย่างต่อเนื่อง ไม่ใช่การออกกำกายเบาๆ แบบเป็นช่วง

ในระหว่างการฟิ้นฟูเชิงรุก กรดแลคติกจะถูกขจัดออกจากกล้ามเนื้อและเลือดอย่างรวดเร็ว