บทแรก
"กรดแลคติคไม่ใช่ของเสียของกล้ามเนื้อ มันคือพลังงานของกล้ามเนื้อ"
ตีพิมพ์วารสารวชาการ 16 พฤษภาคม 2006
โดย จีน่า โคลาตา
หลายๆคนที่เคยเล่นกีฬาและออกกำลังกายอย่างจริงจังคงได้รับคำเตือนและเนื้อหาเกี่ยวกับกรดแลคติคที่ว่ากรดเหล่านี้ถูกสร้างมาจากกล้ามเนื้อเป็นเหตุของอาการร้อนผ่าวและส่สงผลให้กล้ามเนื้อล้าจนถึงขั้นไม่สามารถทำงานหนักต่อไปได้อีก
โค้ชและผู้แนะนำการออกกำลังกายนิยมเตือนและวางแผนการออกกำลังกายให้กับผู้รักการออกกำลังไปจนนักกีฬาว่าอย่าได้ออกกำลังกายก้าวข้าม"แลคเตทเทรโชลด์" จุดที่ร่างกายทำงานหนักจนเกิดกรดแลคติคขึ้นมา ซึ่งต้องศึกษาเจาะเลือดกันเป็นยกใหญ่เพื่อจะหาเพดานตรงนี้ให้เจออย่างแม่นยำจะได้วางแผนการซ้อมได้อย่างถ่องแท้
แต่เมื่อเวลาผ่านไปดูเหมือนว่าจะไม่เป็นเช่นนั้น กรดแลคติคสามารถถูกนำไปใช้เป็นแหล่งพลังงานแทนที่จะเป็นแค่ของเสียจากระบบการทำงานของกล้ามเนื้อ ร่ายกายสังเคราะห์กรดเหล่านี้โดยใช้กลูโคสเป้นหนึ่งในวัตถุดิบและมีกระบวนการที่จะสามารถนำกรดชนิดนี้มาก่อให้เกิดประโยชน์ในการออกกำลังกายหนักๆได้ และนี่คือปัจจัยที่ทำให้นักกีฬาชั้นนำที่ได้รับการฝึกฝนมาเป้นอย่างดีสามารถออกแรงได้หนักและนานเพราะกล้ามเนื้อของเขาได้รับการปรับปรุงกระบวนการนี้ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ทำให้สามารถซึมซับเปลี่ยนกรดแลคติคกลับมาเป็นประโยชน์ได้มากและเร็วกว่าคนธรรมดา
"ทฤษฏีในด้านลบของกรดแลคติคนั้นถูกสร้างมากว่าหนึ่งศตวรรษที่แล้ว" ศ.จอร์จ บรูคส์ แห่งภาควิชาชีววิทยาเชิงลึก มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย, เบิร์คลีย์ กล่าวใว้ "มันถูกฝังลึกลงในแนวคิดเบื้องต้นว่าต้องเป้นในทำนองนั้น"
"เป็นหนึ่งในข้อผิดพลาดที่คลาสสิคที่สุดของวงการวิทยาศาสตร์ชีวภาพ" ดร.บรูคส์กล่าว
ช่วงต้นศตวรรษที่ 20 (1900s) นักวิทยาศาสตร์ ออตโต แมยร์ฮอฟ ได้ทำการทดลองโดยส่งประจุไฟฟ้าช็อคเข้าไปในขาของกบเพื่อสร้างกรดแลคติคขึ้นมา เขาพบว่าขากบที่เต็มไปด้วยกรดแลคติคเกร็งนิ่งไม่สามารถขยับได้ หลังจากศึกษาต่อ ดร.แมยร์ฮอฟ ได้สรุปว่ากรดแลคติคเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้กล้ามเนื้อเกิดการล้าจนไม่สามารถทำงานได้อย่างหนักต่อไป
นั่งคือต้นกำเนิดของทฤษฏีที่ว่า "กล้ามเนื้อที่มีปริมาณออกซิเจนน้อยลงและทำงานหนักจะมีกรดแลคติคเพิ่มขึ้น จนทำให้ไม่สามารถทำงานหนักต่อไปได้"
นักกีฬาจึงได้รับการสอนให้ฝึกซ้อมโดยอาศัยไกลโคเจนจานกลูโคสเป็นแหล่งพลังงานให้ได้มากที่สุดแทนที่การทำงานหนักในช่วงอะแนโรบิค ไม่เช่นนั้นจะต้องชดใช้ด้วยราคาที่แสนแพงจากปริมาณกรดแลคติคที่มากขึ้นในกล้ามเนื้ออันเป็นเหตุให้กระบวนการดังกล่าวล่มสลายลง นักวิทยาศาสตร์แทบไม่เคยตั้งข้อสงสัยกับทฤษฏีนี้เลยตลอด 100 ปีที่ผ่านมา แต่ ดร.บรูคส์ ได้เริ่มสนใจในการศึกษาเนื้อหานี้ตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 60s เมื่อครั้งที่เขาวิ่งอยู่ในลู่ของมหาวิทยาลัยควีนส์คอลลเลจ และโค้ชเตือนเขาให้ระวังเพดานการฝึกซ้อมอย่าให้เกินแลคเตทเทรโชลด์
จากนั้นเมื่อเขาเริ่มต้นศึกษาต่อระดับปริญญาเอกด้านกายภาพการออกกำลังกาย เขาเลือกที่จะศึกษาเกี่ยวกับกรดแลคติคนี้เอง
"ผมใช้คลื่นวิทยุกระตุ้นการเกิดกรดแลคติคในหนูทดลอง และพบว่า พวกมันสามารถเผาผลาญใช้มันไปได้รวดเร็วยิ่งกว่าแหล่งพลังงานอื่นๆที่ได้ทดลองให้เปรียบเทียบกัน" ดร.บรูคส์อธิบาย เขาตั้งข้อสงสัยว่ากรดแลคติคน่าจะถูกร่างกายสร้างขึ้นมาเพื่อประโยชน์อะไรซักอย่างและน่าจะถูกใช้ไปในเชิงแหล่งพลังงานของร่างกายในการออกกำลังระดับสูงมากๆ
จนปลายยุค 70s ดร.บรูคส์ได้ตีพิมพ์สิ่งที่เขาศึกษาค้นพบสมมุติฐานนี้ และได้รับการโต้แย้งจากนักวิทยาศาสตร์มากมาย ดร.บรูคส์เล่าต่อว่า "ผมได้รับปัญหาอย่างยิ่งใหญ่ในการพยายามเผยแพร่แนวคิดเบื้องต้นนี้ ผมไม่สามารถหาเงินทุนเพื่อทำการทดลองศึกษาต่อได้ จดหมายตอบกลับทั้งหมดคือจดหมายปฏิเสธ" แต่เขายังคงเดินหน้าศึกษาลงลึกในห้องทดลองต่อไปจนสามารถนำการทดลองไปสู่มนุษย์ได้อย่างปลอดภัย ผลการทดลองยิ่งชี้ชัดว่าแนวคิดสมมุติฐานของเขามีความจริงซ่อนอยู่
ท้ายที่สุด นักวิจัยจำนวนมากเริ่มสนับสนุนแนวคิดของเขา เริ่มศึกษาค้นคว้าลงลึกมากมายและเปลี่ยนแนวคิดของนักวิทยาศาสตร์การกีฬาสมัยใหม่
"หลักฐานทางการวิจัยได้ชัดเจนและน่าเชื่อถือ" ศ.บรูซ แกลดเดน ศาสตราจารย์ภาควิชาวิทยาศาสตร์การกีฬา มหาวิทยาลัยแอนเบิร์น กล่าวสนับสนุนแนวคิดนี้ "ค่อนข้างเป็นที่ชัดเจนว่ามันง่ายเกินไปที่จะสรุปว่ากรดแลคติคคือสารพิษที่ควรหลีกเลี่ยงและเป็นต้นเหตุของการล้า"
วลีที่ว่า 'กรดแลคติคเป็นต้นกำเนิดแห่งอาการล้า' ดุจะไม่น่าเชื่อถือนักในแนวคิดของ ศ.แกลดเดน
"กรดแลคติคจะหายไปจากกล้ามเนื้อภายในหนึ่งชั่วโมงหากการออกกำลังกายนั้นยังคงดำเนินต่อไป"เขากล่าวต่ออีกว่า"แต่คุณจะเมื่อยล้าวันหนึ่งถึงสามวันหลังจากการออกกำลังกาย ซึ่งระยะเวลาขาดช่วงนี้เองที่ยังไม่สามารถอธิบายสาเหตุได้อย่างชัดเจน"
ความเข้าใจปัจจุบันเข้าใจว่ากล้ามเนื้อเปลี่ยนกลูโคสหรือไกลโคเจนไปเป็นกรดแลคติค และกรดแลคติคจะถูกนำไปใช้โดยไมโตคอนเดรีย ไมโตรคอนเดรียคือโรงงานสังเคราะห์พลังงานภายในเซลกล้ามเนื้อของเรา
ไมโตคอนเดรียอาศัยโปรตีนพิเศษทำหน้าที่ขนส่งสิ่งต่างๆเข้า-ออกโรงงาน ดร.บรูคส์พบอีกว่า การฝึกซ้อมที่หนักอย่างเป็นวิชาการสามารถเพิ่มมวลไมโตคอนเดรียในเซลได้กว่าสองเท่า
"ทฤษฏีเก่าไม่สามารถอธิบายได้ว่ากรดแลคติคทำงานกับกล้ามเนื้ออย่างไรจึงส่งผลให้กล้ามเนื้อล้าอย่างรุนแรง" ดร.บรูคส์อธิบายเพิ่ม
และในที่สุด ดร.บรูคส์ให้ข้อมูลอีกว่าผู้ฝึกสอนจำนวนมากจะฝึกนักกีฬาอย่างหนักแม้ว่าจะเชื่อมั่นในทฤษฏีเก่าเกี่ยวกับกรดแลคติคและนั่นคือกระบวนการเพิ่มความสามารถของไมโตคอนเดรีย ดร.บรูคส์เสริมว่า "ผู้ฝึกสอนเหล่านั้นเข้าใจในกระบวนการบางอย่างที่นักวิทยศาสตร์ไม่เคยเข้าใจ"
เหล่าผู้ฝึกสอนเรียนรู้จากประสบการณ์และความผิดพลาดว่านักกีฬาจะพัฒนาได้มากขึ้นแม้ว่าเขาจะฝึกหนักขึ้น นานขึ้น และจะยิ่งเก่งขึ้นเมื่อยิ่งยืดเวลาการฝึกในระดับความทนทานสูงนานยิ่งขึ้นเรื่อยๆ
และนั่นคือการเพิ่มมวลไมโตคอนเดรียในกล้ามเนื้อ ทำให้สามารถเผาผลาญกรดแลคติคมาเป็นพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเช่นกัน ดังนั้นการออกกำลังในขั้นที่หนักจนร่ายกายสร้างกรดแลคติคจำนวนมากก็ไม่ใช่ปัญหาอีกต่อไปหากมีไมโตคอนเดรียที่พร้อม ซึ่งนั่นทำให้กล้ามเนื้อของนักกีฬาทำงานได้หนักขึ้นและนานขึ้น
ก่อนการแข่งสำคัญนักกีฬาทั้งหลายจะผ่านการฝึกที่หนักมากๆ และความหนักมหาศาลนั้นเองที่เพิ่มไมโตคอนเดรียมากขึ้นไปด้วย ดร.บรูคส์สรุปว่านั่นคือหัวใจที่ทำให้เกิดการพัฒนา
แล้วนักวิทยาศาสตร์การกีฬาล่ะ?
ดร.บรูคส์ทิ้งท้ายใว้ว่า
"นักวิทยาศาสตร์การกีฬาที่ยังพูดว่า'คุณกำลังอยู่ในช่วงอะแนโรบิคคุณต้องลดลงมาเติมออกซิเจน' พวกเค้าคือพวกที่ยังติดอยู่กับปี 1920"
........................................................................
พอจะได้ไอเดียมั้ยครับ? อาจจะขัดแย้งกับหลายๆบทความที่เคยผ่านตากันมาแล้ว ถ้ายังไม่สะใจ มาต่อบทความต่อไปเลยดีกว่าครับ
..........................................................................
"กรดแลคติค สร้างอะไรได้มากกว่าแคำว่าล้า"
โดยอลิซาเบธ ควินน์
21 พฤศจิกายน 2003
จากบทตีพิมพ์ในวารสารนักศึกษาคอลัมน์สุขภาพ ภาควิชาวิทยาศาสตร์เพื่อการออกกำลังกาย วิทยาลัยศิลปะและวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอเรกอน สหรัฐอเมริกา
หลังจากที่กรดแลคติคได้ถูกจำกัดความใหม่แทนที่ต้นเหตุแห่งอาการล้าและความล้มเหลวในการทำงานหนักของกล้ามเนื้อ บัดนี้มันถูกมองใหม่ในมุมมองที่เป็นประโยชน์ในระบบการสังเกคราะห์พลังงานของร่างกาย ศ.จอร์จ บรูคส์ ได้ให้แนวคิดว่ากรดแลคติคเป็นหนึ่งในกุญแจสำคัญในการสร้างพลังงานของกล้ามเนื้อในการทำงานหนัก ช่วยกระบวนการคงกลูโคสในกระแสโลหิต, การนำไกลโคเจนมาจากตับ และ ช่วยให้กล้ามเนื้อสามารถรอดจากการหมดประสิทธิภาพเมือ่ทำงานหนักมากๆ
ไกลโคเจนเ)นหนึ่งในแหล่งพลังงานที่สำคัญทีสุดของกล้ามเนื้อ ไกลโคเจนที่ถูกสะสมใว้จะถูกนำมาแตกออกเป้นกลูโคสในกระบวนการที่เรียกกันว่าไกลโคไลซิส โมเลกุลของกลูโคสจะถูกแตกออกเป็นโมเลกุลกรดไพรูวิคสองโมเลกุลและกระบวนการนี้เองจะก่อให้เกิดอะดิโนไซน์ไตรฟอสเฟท(Adenosine Triphosphate : ATP) โดยปกติแล้วกรดไพรูวิคจะเข้าสู่ไมโตคอนเดรียและเกิดกระบวนการแอซิเดทสร้างอะดิโนไซน์ไทรฟอสเฟทขึ้นมาอีก อย่างไรก็ดี ในสภาวะที่ร่างกายขาดปริมาณออกซิเจนที่จะมาก่อให้เกิดปฏิกริยาขั้นที่สองนี้ กรดไพรูวิคจะกลายสภาพเป็นกรดแลคติค และกระบวนการนี้เองที่จะเพิ่มปริมาณของกรดแลคติคจากกล้ามเนื้อไปสู่กระแสโลหิต เรียกกันว่า อะแนโรบิคไกลโคไลซิส(ระบบไกลโคไลซิสแบบไม่ใช้ออกซิเจน:ผู้แปล) หรือกระบวนการเปลี่ยนไกลโคเจนไปเป็นพลังงานโดยกล้ามเนื้อโดยไม่อาศัยออกซิเจน หรือกระบวนการสังเคราะห์ ATP(อะดิโนไซน์ ไตรฟอสเฟท)ผ่านกระบวนการอะแนโรบิคไกลโคไลซิส เพื่อยืนหยัดให้กล้ามเนื้อยังได้รับพลังงานจากกระบวนการไกลโคไลซิสอยู่อย่างต่อนเอง และส่งให้กล้ามเนื้อยังทำงานหนักต่อไปได้ในยามที่มีความเครียดเกิดขึ้นมากมายแล้ว
และเมื่อร่างกายกลับสู่สภาพที่มีปริมาณออกซิเจนเพียงพอ กรดแลคติคจะถูกเปลี่ยนกลับไปเป็นกลูโคสอีกครั้งโดยตับและเนื้อเยื่อส่วนอื่น(เรียกกันวากระบวนการออกซิเดชั่น) ซึ่งจะทำให้วงจรทั้งหมดหมุนเวียนครบรอบอย่างสมบูรณ์ นี่คือกระบวนการที่ ดร.บรูคส์ค้นพบ
ในการออกกำลังกาย ร่างกายมนุษย์อาศัยพลังงานส่สงไปให้กล้ามเนื้อสามารถทำงานได้อย่างที่ต้องการ เพื่อบรรลุจุดสูงสุดต้องอาศัยทั้งกระบวนการแบบแอโรบิคและอะแนโรบิคที่ดีเยี่ยม ซึ่งกระแลคติคจะได้รับการสร้างและสลายไปอย่างต่อเนื่องแม้แต่ในขณะพัก การศึกษาพบว่าแม้แต่ในระดับการสังเคราะห์พลังงานแบบแอโรบิค(แอโรบิคไกลโคไลซิส)กรดแลคติคก็ยังคงถูกสร้างเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของกระบวนการเผาผลาญพลังงานของร่างกาย ซึ่งจะขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านความหนักและยาวนอนของการออกกำลังกายนั้น(ผู้แปลขอเสริม:ดังนั้นแปลว่าแม้การซ้อมจะอยู๋ในระดับแอโรบิคเสียเป็นส่วนใหญ่แต่แปลว่าหากนานและหนักมากร่างกายก็จะมีการสร้างกรดแลคติคขึ้นมาแม้จะอยู่ในระดับพักตัว) ซึ่งระดับแลคเตทเทรโชลด์ก็จะหมายถึงระดับความหนักที่่ร่างกายมีปริมาณแลคติคเพิ่มขึ้นอย่างเป็นปัจจัยสำคัญ(ก้าวกระโดด) ซึ่งจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 50-80% ของอัตราบริโภคออกซิเจนสุงที่สุด ซึ่งค่าการดูดซึมออกซิเจนสูงสุด(VO2max)จะเป็นปัจจัยที่จะประเมินอัตราความสามารถในการสร้างและนำแลคติคไปใช้ กระบวนการนี้มักพบได้ง่ายในการออกกำลังแบบอะแนโรบิคระยะสั้นเช่นวิ่ง 400 เมตรหรือว่ายน้ำ 100 เมตร
เมื่อกรดแลคติคถูกสร้างมาผ่านกระบวนการอะแนโรบิคไกลโคไลซิส ร่างกายควรจะคงความหนักของการออกกำลังกายในระดับนั้นเอาใว้เนื่องจากระบบทั้งหมดจะเตรียมพร้อมรับพลังงานที่มาจากกระบวนการนี้ หากยุติกระบวนการนี้อย่างฉับพลัน กล้ามเนื้อจะขาดพลังงานในช่วงเวลาหนึ่งซึงนั้นจะเป็นต้นเหตุสำคัญของอาการล้าของกล้ามเนื้อที่ชัดเจน หากคงความหนักเอาใว้ได้ ปริมาณของกรดแลคติคจะคงที่สม่ำเสมอไม่เพิ่มหรือลดอย่างฉับพลัน
อย่างไรก็ดีแม้ว่าการถอยกลับไประยะฟื้นที่ร่างกายสามารถลดปริมาณกรดแลคติคได้รวดเร็วกว่าแต่ก็จะทำให้ปริมาณของไกลโคเจนที่สะสมลดลงอย่างรวดเร็วด้วยเช่นกัน ดังนั้นการใช้กระบวนการทั้งหมดอย่างผสมผสานจึงเป็นทางออกที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างและนำกรดแลคติคไปใช้งานพร้อมๆไปกับการสะสมไกลโคเจนเข้าไปใหม่ อาจพูดได้ว่านักกีฬาควรจะคูลดาวน์หลังออกกำลังจนกระทั่งการหายใจและชีพจรกลับสู่ระดับปกติแล้วจึงพัก และอาหารแบบคาร์โบไฮเดรทมหาศาลจะเป็นปัจจัยต่อมาเพื่อการสะสมไกลโคเจนกลับเข้าไปแทนที่
โดยการสรุปพบว่ากรดแลคติคไม่ใช่ของเสียที่ไร้ประโยชน์ที่เกิดขึ้นมันสามารถเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญรองรับการเล่นกีฬาได้เป็นอย่างดี อย่างไรก็ตามหากร่างกายก้าวสู่ระดับแลคเตทเทรโชลด์ กรดแลคติคที่ไม่มีประโยชน์จะกลายเป็นตัวเร่งให้เกิดการล้าได้ง่าย เป็นโชคดีที่กระบวนการนี้สามารถป้องกันได้ง่ายด้วยการเพิ่มสมรรถภาพของไมโตคอนเดรียด้วยการฝึกซ้อม เรียนรู้ที่จะกำจัดด้วยการคูลดาวน์ และการเติมปริมาณคาร์โบไฮเดรทอย่างเหมาะสม
.........................................................................
จบแล้วครับ อ่านแล้ว งง กันมั้ยครับ? ถ้าไม่งง อยากลงลึก เอาใว้ผมหาทางทำความเข้าใจมันได้แล้วจะมานั่งถกกันต่อไปเพราะดูเหมือนว่า เมื่อลงไปในตารางการนำไปใช้งาน พบว่าหลายสำนักยังคงมีรูปแบบการคำนวนต่างกันไป มีสูตรการซ้อมต่างกันไป ทั้งนี้คงเป็นเพราะแม้จะมีนักวิจัยศึกษาเรื่องนี้กันอย่างร่วมสมัย แต่หลายๆกระบวนการยังคงเป้นกล่องดำที่ไม่สามารถอธิบายได้อย่างกระจ่างชัดอยู่
เพื่อนๆ พี่ๆ น้องๆ ที่เป็นหมอ หรือ นักวิทยาศาสตร์การกีฬา ขอนิมนต์มาช่วยกันแบ่งปันสิ่งที่มีด้วยครับ
เชื่อว่าหลังจบตูร์ คงมีหลายคนสงสัยว่าทำไมคอนตาดอร์ถึงได้ รุกแล้ว รุกอีก ตอกตะปูใส่ฝาโลงคู่แข่งได้อย่างต่อเนื่อง บทความนี้ก็คงจะพอทำให้จินตนาการออกว่าเหตุใดร่างกายของนักปั่นคนนี้ถึงได้แกร่งทนทานได้เพียงนั้นครับ
