葡萄糖和乳酸相互转变能量得失几何(葡萄糖和乳酸哪个浓度大)
导语:你看得懂的运动生理学:葡萄糖、乳酸与CORI循环
(说明:本系列文章不是为了从科学的角度详细讲解生化过程,而是为了健身爱好者能够从概念上理解某些关键的生化过程,从而更好的进行训练。想要学习详细的生化知识的可参阅《生物化学 》第四版,第17章第七节:丙酮酸的去路)
背景知识
CORI循环,又叫做葡萄糖乳酸循环,是上个世纪的30-40年代左右,Carl Ferdinand Cori和Gerty Theresa Radnitz夫妇发现并命名的。这个循环阐释了在低氧环境下骨骼肌与肝脏之间工作的协作。这个循环的重要意义在于,它能为身体提供血清葡萄糖周转量的40%。对于乳酸的再利用体现了身体对葡萄糖的回收与节约,这也是早期人体为了适应恶劣环境而产生的一种机制。
我们可以将CORI循环简单总结为以下几个步骤:
1、骨骼肌通过无氧酵解将葡萄糖(糖原)转化为乳酸(lactate)
2、乳酸通过扩散的过程从骨骼肌进入血液循环,然后被运输至肝脏
3、乳酸在肝脏当中通过糖异生(gluconeogenesis)的过程被转换成葡萄糖
4、新生成的葡萄糖通过扩散的过程从肝脏细胞进入血液循环,并运输回骨骼肌供其使用,自此完成了整个闭环。
用一个很简单的流程图就能说明这个循环。
葡萄糖(骨骼肌)-->乳酸-->葡萄糖(肝脏)
↑ ↓
←←←←←←←←←←←←←
CORI循环发生的场所
除了骨骼肌与肝脏之外,CORI循环也发生在肝外组织和肝脏之间,例如红细胞、淋巴结中的免疫细胞、骨髓中的增殖细胞和皮肤中的上皮细胞。在休息的时候,骨骼肌也能够产生一定量的乳酸,只不过速率比较低罢了。
从生化的角度来看,CORI循环将糖异生与无氧酵解联系起来,并且在不同的组织当中发生相反的代谢过程(例如骨骼肌当中是无氧酵解、肝脏中是糖异生等)。而在微观层面,无论是什么细胞,两个截然相反的代谢途径不会同时活跃:比如当细胞需要能量的时候,糖酵解更加活跃(骨骼肌、其他细胞等);而反之,细胞对能量需求较低的时候(即静息状态),糖异生的过程(在肝脏和肾上腺皮质)更加活跃。
CORI循环的步骤简介(供参考,看不懂可以直接跳过)
CORI循环的意义
骨骼肌的快肌纤维在低氧条件下剧烈收缩时(例如高强度训练),会产生大量的乳酸。在这种情况下,葡萄糖的无氧酵解会生成2个ATP(如果是肌糖原酵解则会产生3个ATP),这种能量生成水平远低于糖氧化下的29-30个ATP。但无氧酵解的速率远大于葡萄糖完全氧化的速率。在肌肉快速收缩的时候,只有通过无氧酵解才能满足肌肉对能量的要求。但无氧酵解的主要产物乳酸会快速使肌肉的pH值降低(即酸化肌肉组织),严重影响肌肉工作效率。但实际当中这种情况不会发生,主要就是CORI循环的存在帮助肌肉有效处理了乳酸,稳定了pH值,允许肌肉可以持续工作。
在剧烈运动之后会出现氧债,主要是由于肝细胞的需氧量增加,其中脂肪酸的氧化生成的ATP是肝脏进行糖异生的能量来源(肝脏将乳酸再次转为葡萄糖,这个过程是耗能的)。
实际应用
CORI循环是高强度间歇训练的理论依据。高强度训练虽然持续时间较短、但强度大、会激发身体强烈的内分泌反应和能量动员,并且在训练后身体会以氧债的形式持续消耗体内能量(=提高脂肪氧化率),因此对于减脂人群而言,高强度间歇训练是一个非常行之有效的方法。
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