Når vi utfører intensive aktiviteter, for eksempel et sprint eller gjentatt maksimalt hopp, føler vi raskt at det blir vanskeligere og vanskeligere å opprettholde den samme intensiteten i aktiviteten. Vi er derfor ikke i stand til å utføre aktiviteten i spesielt lang tid før vår evne til å generere maksimal kraft reduseres - vi "syre til" som den er så populært kalt.
Når det gjelder arbeid med høy intensitet, kan energiomsetningen i musklene være 100 ganger høyere enn energiomsetningen er i ro (Westerblad et al).
Når energiomsetningen øker så betydelig, under høye intensitetsarbeid, overstiger muskelenes energibehov vår aerobe kapasitet. Dette betyr at melkesyre starter i den fungerende muskulaturen (Westerblad et al).
I mange år har det blitt antatt at melkesyre reduserer kraftutviklingen, som i utgangspunktet også virker plausibel, da vi føler at vi syrer det samme som kraften reduseres.
Imidlertid ser det ut til at melkesyren ikke nødvendigvis er den store skyldige, men at den i stedet hjelper oss å plage så mye kraft som mulig under utmattelse (Nielsen et al).
Men hva skjer egentlig i musklene under aktivitet?
Når en muskel er aktivert, strømmer K+ (kalium) ut av muskelcellen mens Na+ (natrium) strømmer inn i cellen. Under anstrengende arbeid kan strømmen av K+ nå 10 mm, og i rommet mellom muskelfibrene nær muskelfibrene, kan økningen av K+ økes enda mer.
Tidligere studier har vist at konsentrasjoner på mer enn 10 mM K+ har ført til tap av muskelkraft (Nielsen et al).
Samtidig som den ekstracellulære K+ -konsentrasjonen blir oppregulert under hardt arbeid, kan en økning i melkesyre i blodet på 20 mM (eller enda mer) også sees. Tidligere eksperimenter har vist at både melkesyre og redusert pH har vært i stand til å redusere kraften-derfor antydes det også at en ansamling av melkesyre kan redusere muskelkraften. (Nielsen et al 2001).
Tilbake i 2001 gjorde Nielsen en studie for å undersøke effekten av melkesyre på forhøyet ekstracellulær K+. Å heve den ekstracellulære K+ -konsentrasjonen gjøres for å etterligne musklene når vi jobber intenst.
Studien ble gjort på Rotters soleusmuskel og på mekanisk skinnende fibre. Her var blant annet i stand til å måle hvor mye kraft musklene genererer.
For å illustrere hvordan en økning i den ekstracellulære K+ -konsentrasjonen påvirker muskelen, kan vi se på figuren ovenfor, der vi opprinnelig ser på de hvite sirklene i figuren.
De hvite sirklene viser at når den stimulerer muskelen mens det er en ekstracellulær konsentrasjon på 4 mM K+, er den i stand til å opprettholde sin kraft i 40-45 minutter uten å redusere kraften. Hvis du legger til 7 mm K+ videre til den ekstracellulære væsken, sees en øyeblikkelig reduksjon i kraften, og etter 90 minutter reduseres kraften til 25% av den opprinnelige kraften. Det interessante er at siden 20 mM laktat tilsettes etter omtrent 120 minutter, stiger kraften stort sett til utgangspunktet - og dette holdes i minst 50 minutter.
Hvis vi ser på de svarte sirklene i figuren, der forskningsgruppen tilførte melkesyre samtidig som oppreguleringen av K+-konsentrasjonen forhindret reduksjon av kraft fullstendig.
De svarte rutene er kontrollmuskler som ikke tilsettes melkesyre, og disse musklene opplever ikke restitusjon under eksperimentet.
For ytterligere å undersøke effekten av redusert pH på muskelfunksjon, undersøkte de kraftutviklingen ved forskjellige K+ -konsentrasjoner, med noen tilsatt 20 mm melkesyre mens andre hadde tilsatt CO2. Videre hadde de en kontrollgruppe som ikke tilførte noe (hvite sirkler = 20 mm melkesyre, svarte sirkler = CO2 og svarte firkanter = kontroller).
Det viser seg at musklene som er tilsatt CO2 og melkesyre kan opprettholde en høyere kraft over en lengre periode enn kontrollmusklene, som ikke tilsatte melkesyre eller CO2. Kraften begynner å falle i kontrollmusklene ved omtrent 8 mM ekstracellulær K+, mens de to andre gruppene kan opprettholde en høyere kraft med høyere mengder ekstracellulær K+.
Denne studien viste at melkesyre kan bidra til å øke kraften som kan produseres ved høye ekstracellulære K+-konsentrasjoner, som kan oppstå under konsumerende aktiviteter.
Studien indikerer at melkesyre faktisk har en forebyggende rolle mot muskeltretthet, som står i kontrast til hva annet har blitt trodd før.
En gjennomgang av Westerblad et al, har inkludert studier som støtter resultatene fra Nielsen et al, gjennom eksperimenter fra skinnende fibre fra kanin PSOAS -muskel. De viser at ved en romtemperatur på 10 grader har melkesyre en ødeleggende effekt på muskelkraft og sammentrekningshastighet, men ved 30 grader var denne reduksjonseffekten veldig liten. Dette betyr at ved fysiologiske temperaturer er den negative effekten av melkesyre minimal. Det samme er vist på muskelfibre fra mus, der sammentrekningshastigheten ble redusert med omtrent 20% ved 12 grader, mens det ikke var noen signifikant reduksjon i sammentrekningshastigheten ved 32 grader. Dette illustrerer at mange av de tidligere eksperimentene som ble gjort på effekten av melkesyre kan ha en stor feilkilde (hvis de er gjort ved temperaturer langt fra fysiologiske temperaturer).
En kort oppsummering av denne gjennomgangen er at melkesyre har en minimal effekt på den isometriske kraften, maksimal sammentrekningshastighet og nedbrytningshastigheten for glykogen i pattedyrmuskulatur ved fysiologiske temperaturer. Videre indikerer de at hvis melkesyre har en negativ effekt på muskeltretthet, kan dette være indirekte. Det kan være at melkesyren aktiverer de afferente nervene i gruppe III-IV (nerveender som oppdager smerter og ubehag) og derfor reduserer kraften. Dette kan være fornuftig, ettersom mange utholdenhetsidrettsutøvere har en form for "lacid syretrening" der de induserer en høy konsentrasjon av melkesyre og lærer å jobbe under disse ubehagelige omstendighetene (Westerblad et al).
Den siste artikkelen inkludert er at Paoli et al. Her finner de kort sagt at melkesyren hemmer CL-'s (klor) å vandre frem og tilbake over cellemembranen- det vil si at CL-kanalene blir hemmet. Dette minimerer viktigheten av en høy konsentrasjon av K+, utenfor muskelfiberen, noe som betyr at ikke så mye Na+ er nødvendig for å stimulere muskelfibrene som om Cl- kan gå fritt over membranen med K+ (under aktivitet) (De Paoli et al).
Hvis vi husker tilbake til starten av artikkelen, sa det at når vi utfører intensive aktiviteter, akkumuleres K+ ekstracellulær (i væsken rett utenfor muskelfiberen). Så når store mengder K+ utenfor muskelfiberen vet vi at det er vanskeligere å aktivere muskulaturen, noe som betyr at kraften vil falle raskt hvis det ikke var fordi CL -'s mulighet for å strømme ut av cellen ble stoppet. Ved å gjøre dette er vi i stand til å stimulere muskelfibrene lenger enn om det ikke var noen melkesyre til stede (de Paoli et al).
Figuren lenger nede illustrerer i A, B og C, depolarisering av muskelfiberen ved henholdsvis 4 mm K+ og ved 11 mm K+ med og uten melkesyre. Hvis du ikke er kjent med begrepet "depolarisering", kan du kort oversette det med muskelfiberens evne til å bli aktivert. Dette kan oppdages elektrisk, som gjøres i figuren og måles i volt. Det vi kan se mellom A og B er at (handlingspotensial) aktivitet reduseres betydelig.
Videre kan vi se at kraften reduseres til 17%når det er 11 mM K+ uten melkesyre, men hvis du tilsetter 20 mm melkesyre, er muskelfiberen øyeblikkelig utvinning og kan produsere betydelig mer kraft enn uten.
Hvis vi ser på figur D, kan vi se at når vi tilfører melkesyre til 11 mm K+, er det betydelig større M-bølge- og kraftutvikling når det gjelder uten, noe jeg ikke vil gå videre, bortsett fra at den forteller oss noe om muskelfiberens evne til å bli stimulert.
Figur 1e viser at det allerede er en effekt etter tilsetning av 5 mM melkesyre og etter tilsetning av 15 mM melkesyre, er muskelen mettet, noe som betyr at mengden har noe å si i form av hvor mye muskler som er gjenopprettet - i det minste opp for å vise grense.
For å undersøke melkesyreens rolle på muskelfunksjon under intensivt kontraktilt arbeid, ble soleus -muskelen inkubert i en 8 mM K+-løsning for å etterligne en arbeidsmuskel som fremdeles har evnen til å jobbe. Fra tidligere i artikkelen vet vi at vi med omtrent 10 mm K+ eller mer nærmer oss utmattelse der muskelen ikke kan utvikle tilstrekkelig kraft. Figur 1F viser at kraften avtar raskere i musklene som ikke var forhåndsbestemt i en løsning av melkesyre. Dermed kan det sees at kontrollmusklene uten melkesyre reduserte strømmen med 50% på omtrent 40 sekunder, mens dette tok 75 sekunder for musklene, som var i løsning med laktat.
Hovedfunnet av studien var at hvis du tilsetter 5-20 mm melkesyre, kan CL-kanalene bli hemmet og dermed øke eksitabiliteten til muskelfibre (evne til å bli stimulert) betydelig, noe som vil øke den kontraktile funksjonen til muskelfibrene.
Med gjentatte intense sammentrekninger vil K+ -konsentrasjonen øke ekstracellulært, noe som til slutt kan føre til at fiberens eksitabilitet skal reduseres i en slik grad at den ikke kan stimuleres til ytterligere sammentrekning. Denne studien beskriver flere aspekter som prøver å bekjempe ideen om melkesyre er et "utmattende middel".
Under intenst arbeid akkumuleres melkesyre i løpet av sekunder, og resultatene fra denne studien indikerer at melkesyreproduksjon fungerer som en slags beskytter i det tidlige stadiet. På denne måten opprettholdes den kontraktile funksjonen og kraften til muskelen så lenge som mulig. Hvis vi ikke hadde melkesyre, ville den økte K+-konsentrasjonen, ekstracellulær, redusere vår kontraktile funksjon og kraftutvikling tidligere (De Paoli et al).
Resultatene i studiene indikerer at melkesyre bør tenkes mer på som en hjelpende hånd enn som den skyldige i trening. Det lar musklene fungere lenger og uten melkesyre hadde styrkene våre forsvunnet enda raskere.
Kanskje dette kan gi motivasjon for å opprettholde det intense arbeidet litt lenger, selv om det gjør vondt.
Referanser
beskyttende effekter av melkesyre på kraftproduksjon i rotteskjelettmuskel. Ole, B. Nielsen, Frank de Paoli & Kristian Overgaard, 2001
Muskeltretthet: melkesyre eller uorganisk foster den viktigste årsaken? Håkan Westerblad, David G. Allen og Jan Lännergren
Laktat per se forbedrer eksitabiliteten til depolarisert rotteskjelettmuskel ved å redusere klærne. Frank Vincenzo de Paoli, Niels Ørtenblad, Thomas Holm Pedersen, Rasmus Jørgensen og Ole Bækgaard Nielsen
