ישנם מיתוסים רבים על חומצת חלב (מוכרת גם כחומצה לקטית או lactic acid). אולי הגדול מכולם הוא הרעיון שיש חומצת חלב בגוף האדם. אין דבר כזה. הגוף למעשה מייצר לקטט, שהוא חומצת חלב פחות פרוטון אחד.
מאת: מאט פיצג'רלד; תרגום: תומר גמינדר; מקור: TrainingPeaks.com
ההבדל בין חומצת חלב ללקטט הוא, מכל בחינה מעשית, סמנטי. אבל אמונות נפוצות אחרות על חומצת החלב (או, כפי שנתייחס אליה בשם הנכון מנקודה זו והלאה, לקטט) שגויות לחלוטין. רוב הטריאתלטים מאמינים כי הלקטט הוא תוצר סופי של חילוף חומרים אנאירובי בשרירים שגורם לעייפות שרירים מקומית על ידי הגדלת החומציות של הרקמות עד לנקודה שבה הם אינם יכולים להמשיך לפעול ביעילות. למעשה, אנחנו יודעים כי לקטט הוא תוצר ביניים בין מטבוליזם אנאירובי ואירובי בשריר אשר משמש הן באופן ישיר והן באופן עקיף כדלק להתכווצות השרירים ומעכב עייפות בכמה דרכים שונות.
ההיסטוריה של הלקטט
ההסבר הקלסי על ההשפעה של חומצת חלב במהלך אימון חוזר לשנות ה-1920, כאשר חוקרים הראו כי רגלי צפרדעים אשר נחשפו לרמות גבוהות של חומצת חלב (לא לקטט) הפריעו ליכולת של השרירים להתכווץ בתגובה לגירוי חשמלי. מחקר מאוחר יותר קבע כי לקטט המפורק באמצעות גליקוליזה אנאירובית, כלומר הפירוק של מולקולות גלוקוז או גליקוגן להפקת אנרגיה ללא שימוש בחמצן. כתוצאה מכך הסיקו כי עייפות התרחשה בעצימות אימון גבוהה בגלל שמערכת הלב וכלי הדם כבר לא יכלה לספק לשרירים מספיק חמצן כדי לעמוד בקצב הפקת האנרגיה בשרירים, וכתוצאה מכך גדל השימוש בגליקוליזה אנאירובית, שהובילה להצטברות של חומצת חלב.
איך בדיוק הצטברות חומצת חלב בשרירים גורמת לעייפות? ביוכימאים האמינו שלקטט נוצר בגוף על ידי הסרה של פרוטון (יון מימן) מחומצת החלב. כאשר הפרוטונים הצטברו ברקמות החיות, רקמות אלה הפכו יותר חומציות. וכאשר השרירים הפכו חומציים מדי, הם איבדו את היכולת להתכווץ.
המחקר המאוחר יותר
הסבר קטן ומסודר זה התחיל להתפורר בשנת 1977, כאשר הביוכימאי הדרום אפריקאי גברס ווילנד (Gevers Wieland) הראה כי התגובה שמייצרת את הלקטט למעשה צורכת זוג פרוטונים חופשיים, ולפיכך מעטה את החמצת השרירים במקום להאיץ אותה. אם נתקרב לזמנים שלנו, מדענים הבחינו כי בעוד שפרוטונים אכן מצטברים בשרירים במהלך פעילות גופנית בעצימות גבוהה, ומעלים את חומציות השריר, פרוטונים אלה נוצרים מתגובה נפרדת לחלוטין מזו שמייצרת את הלקטט.
כדי להחמיר עוד יותר את המצב לאוהדי השערת הלקטט הקלסית, אנחנו יודעים היום שלא רק שלקטט אינו גורם לחמצת שרירים, אלא גם שהשרירים לא יגיעו לרמה של חומציות שתגרום ישירות לחוסר תפקוד (או לעייפות) של סיבי השריר. החומציות הנורמלית של הגוף במנוחה היא כ-7.4. במהלך פעילות גופנית אינטנסיבית, כאשר השרירים הופכים חומציים יותר, ה-pH עשוי לרדת עד 7.0 כאשר מגיעים לאפיסת כוחות. עם זאת, כאשר תאי שריר מגורים חשמלית מחוץ לגוף, כשל מכאני מתרחש רק כאשר רמת החומציות יורדת מתחת ל-6.8. תצפית זו מצביעה על כך שהעייפות מתרחשת תמיד לפני כשל קטסטרופאלי של הומאוסטזיס החומצה בסיס בשרירים.
צילום: shutterstock
מה עוד, מחקרים שנעשו בעשור האחרון מראים כי לקטט מנטרל סיבה נוספת לעייפות שרירים בעצימויות אימון גבוהות: בפרט, דפולריזאציה. התכווצויות שרירים נגרמות על ידי זרמים חשמליים שזורמים בכל הגוף בעזרת מינרלים הכוללים נתרן ואשלגן. כל התכווצות תא שריר כרוכה בחילופים מהירים כברק בין מולקולות אשלגן בתוך תאי השריר ומולקולות נתרן מחוץ לתאי השריר אשר מחליפות מקומות. חילופים אלה הכי יעילים כאשר יש רמה גבוהה של קיטוב (הבדל בכוח של המטען החשמלי) בין האזורים בתוך ומחוץ לתאים. בתחילת פעילות גופנית בעצימות גבוהה, המטען החיובי בתוך תא השריר חזק בהרבה מזה שמחוץ לתא השריר. הבדל זה במטען החשמלי מקל על הנתרן והאשלגן לחצות את קרום התא. במהלך פעילות מתמשכת בעצימות גבוהה, אשלגן משתחרר מתאי השריר מהר יותר מאשר ניתן לתעל אותו בחזרה באמצעות משאבות אשלגן מיוחדות בקרום התא. ההצטברות שנגרמת של אשלגן מחוץ לתאי השריר גורמת להפחתה הדרגתית של ההבדל במטען החשמלי בין פנים התאים למרחב הבין תאי, וכתוצאה מכך להתכווצויות שרירים חלשות יותר ופחות יעילות (כלומר עייפות).
התפקיד החשוב ביותר של לקטט
החוקרים בתחום זה הכירו כבר בכך שדה-פולאריזאציה של תאי השריר היא גורם משמעותי הרבה יותר לעייפות שרירים מחמצת שרירים. היכן הלקטט משתלב? בסדרה של מחקרים שהחלו בשנת 2001, אולה נילסן (Ole Nielsen) מאוניברסיטת ארהוס שבדנמרק, הראה כי רמות גבוהות של לקטט בשריר משקמות באופן חלקי את תפקוד תאי השריר כאשר הם סובלים מדה-פולאריזציה. לפיכך, אם השרירים שלכם לא היו מייצרים כמויות גדולות של לקטט בעקביות פעילות גופנית בעצימות גבוהה, השרירים שלכם היו מתעייפים הרבה יותר מוקדם.
הסיפור לא נגמר שם. בהבנה המדעית החדשה של הלקטט, יתכן כי התפקיד החשוב ביותר של לקטט במהלך פעילות גופנית הוא לא לעכב עייפות הנגרמת על ידי חמצת שרירים או דה-פולריזציה של תאי השריר, אלא לשמש כדלק ישיר ועקיף להתכווצויות שרירים. בדיוק כך: החומר שנחשב בעבר כתוצר הלוואי הנורא ביותר של הגליקוליזה האנאירובית הופך להיות אחד ממקורות האנרגיה החשובים ביותר לפעילות שרירים בעצימויות גבוהות.
הידע שלנו על לקטט כדלק לשרירים הוא במידה רבה תוצר של עבודה של אדם אחד: ג'ורג' ברוקס (George Brooks) מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי. ברוקס החל להתעניין בלקטט בשנות ה-1960, כאשר מאמן המסלול שלו בקווינס קולג' אמר לו שחומצת חלב הייתה הגורם לתחושת הצריבה והירידה בביצועים שהוא חווה בעת ריצה קשה. ברוקס המשיך והשלים תואר דוקטורט בפיזיולוגיה של האימון והפך את חקר הלקטט למפעל חייו.
ברוקס התחיל לחשוד שתיאורית הלקטט הקלסית שוגה לחלוטין כאשר, באחד הניסויים המוקדמים, הוא נתן חומצת חלב רדיואקטיבית לחולדות (כדי שיוכל לעקוב אחריה) ומצא כי גופם השתמש בה מהר יותר מכל מקור אנרגיה אחר. לכן הוא החל לחקור כיצד נעשה שימוש בלקטט. התוצאה של תהליך זה הייתה הגילוי של שאטל הלקטט (lactate shuttle) (הידוע כיום כ-lactate shuttle החוץ תאי). לקטט היא תרכובת ניידת מאוד שיכולה לעבור בקלות דרך הקירות של תאי השריר שייצרו אותה למחזור הדם. משם הלקטט זורם לשרירים אחרים (במיוחד שרירים במנוחה ושרירים שעובדים בעצימות נמוכה יותר) ואיברים אחרים, במיוחד ללב, לכבד ולמוח ומשמש כדלק. לקטט שמגיע לכבד אפילו מומר בחזרה לגלוקוז ונשלח בחזרה לשרירים שעובדים הכי קשה כדי לחדש את מאגרי הדלק המתרוקנים.
כאשר ברוקס פרסם את המחקר הראשון שלו על שאטל הלקטט באמצע שנות ה-1980, הוא לא הציע שיש איזשהו איבר שמשתמש בלקטט כמקור לאנרגיה ישירה. למרות שהצעתו כי שימוש נרחב בלקטט כמקור אנרגיה עקיף במהלך פעילות הגופנית היה חדש לחלוטין, ברוקס לא ערער בתחילה על הרעיון שגוף האדם אינו מסוגל לחמצן לקטט ישירות לשחרור אנרגיה. במקום זאת, הוא התיישר לדיעה המקובלת על כולם שיש צורך להמיר את הלקטט לפירובט (pyruvate) לפני שחמצן יוכל לעשות משהו מועיל איתו. אבל ברוקס חשד בסתר כי סוגים מסוימים של תאים, כולל תאי שריר, יכולים לפרק לקטט באופן אירובי, ובמהלך כמה השנים האחרונות הוא הוכיח בוודאות כי זה אכן המקרה.
צילום: shutterstock
ראשית ברוקס הראה כי אימוני סבולת מפחיתים את כמות הלקטט שנכנס לזרם הדם מבלי להשפיע על כמות הלקטט שתאי השריר מייצרים – ראייה נסיבתית משמעותית שאיכשהו נעשה שימוש בלקטט בתוך התא. למעשה, עד כ-75 אחוזים מהלקטט המיוצר על ידי כל תא שריר לא עוזב אותו. ואז, ב-2006, ברוקס הציץ לראשונה מבעד למיקרוסקופ קונפוקלי (confocal microscope) ובכול הפרטים פרט למטבוליזם האירובי של הלקטט במיטוכונדריה, האתר התוך תאי של המטבוליזם האירובי. הוא ראה שם את חלבוני ההעברה המעבירים את הלקטט למיטוכונדריה, את האנזימים שמזרזים את הצעד הראשון ששל פירוק הלקטט ואת קומפלקס החלבון אשר בו חמצן משמש כדי להשלים את התהליך של שחרור אנרגיה. הראייה הברורה ביותר לתהליך!
קשה להפריז בחשיבותו של גילוי זה. ג'ורג' ברוקס הראה כי יש קשר ישיר בין קצב חילוף חומרים אירובי ואנאירובי. למעשה, מה שנחשב בעבר כמטבוליזם אנאירובי הוא למעשה רק חילוף חומרים אירובי שלא הושלם. במהלך פעילות גופנית בעצימויות בינוניות, רוב הפחמימות שמפורקות לאנרגית מעובדות אירובית ולא מייצרות לקטט. אבל בעצימויות גבוהות, מסלול שני, מסלול הלקטט – מתגבר, ונותן לשרירים שני מסלולים מקבילים לשחרור אנרגיה באופן אירובי בקצבים גבוהים מאוד כדי לענות לדרישות האנרגיה של השרירים. במסלול השני, גליקוגן או גלוקוז מפורק ללקטט ללא חמצן, ולאחר מכן הלקטט מפורק לפחמן דו חמצני ומים עם חמצן.
ברוקס טרם סיים. המחקר האחרון שלו בחן את התפקיד של לקטט באיתות תאי. הוא מעלה כי רמות הגבוהות של לקטט תוך תאי הנוצרות כתוצאה מפעילות גופנית אינטנסיבית מספקות גירוי לחלק מהתאמות הכושר המועילות המתרחשות בתגובה לאימונים כאלה. באופן ספציפי, ריכוזי לקטט גבוהים מעוררים את הייצור של רדיקלים חופשיים ש-"מווסתים כלפי מעלה" (upregulate) מגוון של גנים. חלק מגנים אלה שולטים בביוגנסה (biogenesis) של המיטוכונדריה. לכן נראה כי הצטברות לקטט תוך תאי במהלך אימון אינטנסיבי מגרה את תאי השריר לייצר יותר מיטוכונדריה, ובכך משפרת את יכולתו לשרוף לקטט (ודלקים אחרים) באימונים עתידיים.
אם הייתי צריך לארוז את כל הידע המדעי לתוצאה אחת, היא הייתה הדבר הבא: לפי התיאוריה הקלסית של לקטט, אחת המטרות העיקריות של אימונים היא להפחית את כמות הלקטט שהגוף מייצר בעצימויות גבוהות של פעילות גופנית כך שהאתלט יוכל להתחרות מהר יותר מבלי להתעייף עקב רמות לקטט גבוהות. על פי התיאוריה החדשה של לקטט, אחת המטרות העיקריות של האימון היא להעלות את יכולתו של הגוף להשתמש בלקטט במהלך פעילות גופנית בעצימויות גבוהות, כך שהאתלט יוכל להתחרות מהר יותר.
אז מה ההבדל המעשיים הנובעים מכך לדרך בה אנו מתאמנים? למען אמת, לא הרבה, בגלל ששיטות האימון המתקדמות במשמשות היום טריאתלטים בעלי ידע פותחו באמצעות תהליכים של ניסוי וטעייה, ולא עוצבו במודע בהתאם בכדי להתאים לרעיונות שנתגלו כמוטעים לגבי לקטט.
עם זאת, במשך שנים רבות מאמנים אשר היו מודעים ללקטט יעצו לאתלטים להגביל את כמות הפעילות גופנית שהם עושים מעל סף חומצת החלב, משום שהכמויות הגדולות של לקטט שנוצרו באימונים כאלה מעמיסות מאוד על הגוף. הרציונל מאחורי אזהרה נפוצה זו נעלם. בהחלט נשאר נכון שהעומס הפיזיולוגי של האימון גדל באופן אקספוננציאלי לעצימות, כך שכמות האימונים שהגוף יכול להתמודד עימם מצויה ביחס הפוך לעצימות שלהם. אבל לקטט הוא לא הסיבה. ועצימות סף חומצת חלב היא לא כזו גבוהה. אצל טריאתלט מיומן טיפוסי היא מתאימה למהירות השחייה, רכיבה, או הריצה, שניתן להחזיק במשך שעה אחת. יש שפע של מרחב להתקדם מהר יותר באימונים מבלי להתיש את עצמכם.
יתר על כן, כפי שראינו, רחוק מלהעמיס על הגוף, רמות לקטט גבוהות מעוררות כמה מההתאמות החשובות ביותר לשיפור ביצועי השרירים. ייתכן שלא תוכלו להתמודד עם נפח גבוה של אימונים מעל סף חומצת החלב (שוב, מסיבות שאינן קשור ללקטט), אבל הידע המדעי החדש על לקטט מרמז כי אתם צריכים להגיע לשם לעתים קרובות למרות זאת. טריאתלטים רבים מחכים עד לשלב המרוצים של האימונים כדי לשלב אימונים מעל הסף במשטר אימוני הרכיבה והריצה שלהם (שחייה, כמו תמיד, היא עניין אחר. אימונים בדיסציפלינה הזאת מבוססים כולם על עבודת אינטרוואלים בעצימות גבוהה). עדיף לבצע כמות קטנה של אימונים מעל הסף במהלך כל מחזור האימונים, כאשר הנפחים הגדולים שלהם יגיע בתקופה שמקדימה את המרוצים למי שמשתתפים בתחרויות במסלולים קצרים (בגלל שקצב סף חומצת חלב קרוב לקצב התחרות במרחקים אלה) ומעט מוקדם יותר למי שמתחרים במרוצים במסלולים ארוכים.
כמה אימונים מעל הסף זה מספיק?
מחקר ספרדי מבוסס על רצי קרוסקנטרי מצא כי שילוב של 81 אחוזים של אימונים בעצימויות בינוניות, 10.5 אחוזים אימוני סף חומצת חלב, ו-8.5 אחוזים אימונים מעל סף חומצת חלב הניב תוצאות אופטימליות. 8.5 אחוזים הם יעד חציוני הגיוני. כל הטריאתלטים צריכים לבצע 5 אחוזים מאימוני הרכיבה והריצה שלהם בעצימויות מעל סף חומצת חלב כבסיס. מי שמתמחים במרוצים קצרים יכולים להגיע בשיא לכ-12 אחוזים וטריאתלטים המתמחים במסלולים ארוכים ל-8-10 אחוזים.
מחקרים הוכיחו כי החשיפה הגדולה ביותר ללקטט מתרחשת באימונים הכוללים אינטרוולים של 3 עד 5 דקות במהירות VO2max המופרדים על ידי אינטרוולים של 2-3 דקות התאוששות פעילה ובאינטרוואלים של 30 עד 60 שניות באותה עצימות המופרדים אינטרוולי התאוששות בעלי משך שווה. מהירות VO2max היא בערך המהירות הגבוהה ביותר שאתם יכול להחזיק במשך 10 דקות שחייה, רכיבה או ריצה. אימוני אינטרוואלים ללקטט הכוללים אינטרוואלים קצרים יותר קלים קצת יותר לביצוע ולכן כדאי לשלב אותם מוקדם יותר בתהליך האימונים. לעולם אל תנסו לעשות יותר מ-20 דקות בסך הכל של שחייה, רכיבה או ריצה ב-VO2max באימון אחד. אם תעשו זאת, אתם מתבשלים חיים בחומצת חלב רעילה.
סתם, בצחוק…
מאט פיצג'רלד הוא סופר, מאמן ותזונאי לספורט סבולת. העבודה של מופיעה בקביעות בפירסומים כמו Competitor, Men's Journal, ו-Triathlete. הספרים הרבים שלו כוללים את רבי המכר מלחמות הברזל ו-Racing Weight. כמוסמך תזונת ספורט מטעם אגודה בינלאומית של תזונאי ספורט, מאט סייע בקביעת הנוסחה ובשיווק של מוצרים פופולאריים כמו משקה הספורט Accelerade והג'ל 2nd Surge energy. מאט מכהן גם כמומחה לחוכמת אימון ב-PEAR Sports, מערכת אימון מבוססת ביופידבק לרצים וספורטאי סבולת אחרים.
אמל"ק, אפשר תקציר?