Träningslära och Fysiologi

Mjölksyra, en missförstådd hjälpgumma

Mjölksyra har traditionellt setts som någonting dåligt i kroppen, men egentligen är det så att kroppen använder sig av mjölksyra på ett sätt som gör att den blir effektivare på att arbeta anaerobt. När intensiteten är hög måste kroppen bilda energi snabbt både genom anaerob och aerob metabolism. Hur mycket som det aeroba systemet bidrar med beror på hur stor tillgång den aktuella muskeln har på syre. En konsekvens av detta är att en muskel kan börja producera mjölksyra trots att flera andra muskler fortfarande har gott om tillgång till syre.

Innan jag går in mer djupgående i detta inlägg vill jag reda ut ett problem med termer. I engelskan finns det ett ord som är lactate och ett som är lactic acid. Lactate är det som bildas som biprodukt och det blir först lactic acid när det har bundit till sig en väteatom. I svenskan har vi orden laktat och mjölksyra som man säga motsvara samma termer. I detta inlägg kommer jag att använda termen mjölksyra även det i flera fall egentligen skulle var mer korrekt att skriva laktat. Detta gör jag då syftet med detta inlägg inte är att redogöra för en massa formler och reaktioner, utan syftet är att ta bort den fula stämpel som finns på termen mjölksyra.

Mjölksyra arbetar för att minska försurningen i muskler!

Den klassiska synen på mjölksyra är att den är orsaken till att musklerna hamnar i acidos (lågt pH). I själva verket är det troligen så att mjölksyra är en buffert som kroppen använder för att kunna arbeta längre innan acidos uppstår. Det pågår fortfarande en hel del debatt kring detta men huvudpoängen är att mjölksyra inte bara är en biprodukt som stör utan kroppen använder sig av mjölksyra på ett väldigt smart sett och den har en viktig del i vår metabolism.

När kroppen arbetar på en hög intensitet använder den en stor del ATP. Resultatet av detta blir att det uppstår ett överskott på ADP och Pi i muskeln. Kroppen måste då hitta något sätt att återskapa ATP från ADP och Pi. Normalt görs detta i citronsyracykeln där ett ämne kallat NAD används. Vid denna reaktion återbildas ATP och NAD binder till sig en vätejon. NAD tar med sig vätejonen (NADH) in i elektrontransportkedjan där den vid närvaro av syre blir av med vätejonen och kan sen återbilda ytterligare ATP.

Vid brist på syre kan inte NADH göra av med sin vätejon i elektrontransportkedjan och citronsyracykeln är effektivt hindrad från att fortsätta. Detta löser kroppen genom att bilda mjölksyra. Vid denna reaktion används puruvat och NADH som leder till NAD och mjölksyra. Alla vägar ovan redovisas i den något opedagogiska bilden här nedanför

[caption id="attachment_1000" align="alignnone" width="150" caption="Förenklad bild av musklernas metabolism"]Förenklad bild av musklernas metabolism[/caption]

I bilden ovan kan man se hur kroppen, vid brist på syre måste ombilda puruvat till mjölksyra för att kunna fortsätta glykolysen och därmed fortsätta orka arbeta anaerobt. Hade det inte varit för mjölksyrabildningen hade muskeln fått dra ner på sitt arbete eller så hade man varit tvungen att hitta något sätt att kunna fortsätta arbeta med flera fria vätejoner (dvs lägre pH) i muskeln.

För att sammanfatta så är mjölksyra en buffert som gör att vi orkar arbeta längre. Huruvida mjölksyra i sig sen bidrar till försurning av miljön i muskeln pågår det, som jag skrev innan, en ganska livlig debatt om i forskarvärlden och som det ser ut nu så är det ingen sida som kan bevisa vem som har rätt.

Mjölksyra, en potent och mobil energikälla

En högarbetande muskeln som producerar mjölksyra släpper ut en hel del av denna i blodet. Mjölksyran försvinner inte bara efter detta utan den transporteras vidare med blodet till mer inaktiva muskler som tar upp mjölksyran och använder den in sin citronsyracykel. Detta leder till att den upptagande muskeln sparar på sitt lagrade muskelglykogen.

Hjärtat tar upp mycket mjölksyra och använder det som energi. Upp emot 60 % av alla energi som hjärtat använder sig av kan komma från mjölksyra. Lever är också väldigt aktiv vid de tillfällen då mjölksyra kommer ut i blodet men istället för att använda mjölksyran till energi så transformera levern om mjölksyran till glukos igen. Denna kan sen antingen lagras eller skickas iväg till de arbetande musklerna igen.

Även en enskild muskel kan ensam ha nytta av mjölksyra. Då typ II fiber är dåliga på att använda sig av syre för att arbeta (läs mer här) så kan den arbetande typ II fibrerna bidra genom att arbete anaerobt för att sen skicka mjölksyran vidare till de mer effektiva syreanvändande typ I fibrerna som tar emot mjölksyran och skickar den vidare in i citronsyracykeln. Denna väg är inte till så stor nytta om typ I fibrerna redan jobbar för fullt men är användbar när man gör en kraftig höjning i intensitet för att sen snabbt dra ner på intensiteten igen. Typ II fibrerna kan då bidra för fullt med bra kraft och i efterhand kan typ I fibrerna ta hand om restprodukterna på ett effektivt sätt.

Mjölksyra är med andra ord ett verktyg för musklerna som de kan använda sig av för att bli av med (eller förvara) produkter som den själv inte kan använda för tillfället pga syrebrist. Bilden nedanför illustrerar de vägar som mjölksyra kan ta i kroppen

[caption id="attachment_1003" align="alignnone" width="150" caption="Schematisk bild över mjölksyrans alla möjliga vägar"]Schematisk bild över mjölksyrans alla möjliga vägar[/caption]

Den vita tjocka cylindern till vänster är den aktiva glykolytiska muskelfiber (typ 2) som producerar mjölksyra medan den gråa cylindern till vänster representerar en oxidativ muskelfiber (typ 1).

Mjölksyra är även nyttigt vid lägre intensiteter

I slutet av ett långvarigt lågintensivt arbete har mjölksyran en motsatt roll. I dessa situationer råder det brist på glukos och glykogen i de arbetande musklerna och för att råda bot på detta så skickar mindre aktiva muskler ut mjölksyra i blodet som tas upp av de arbetande musklerna och de använder sen denna energikälla i citronsyracykeln. Det finns studier som visar på att mjölksyraupptaget av en arbetande muskel vid medelintensiva arbeten är minst lika stor som dess upptag av glukos från blodet. En del andra studier visar på ett något lägre mjölksyraupptag men oavsett så är mjölksyra en potent energikälla. Detta illustreras också i bilden ovan.

Även om mjölksyra mest nämns som en anaerob biprodukt så bildar kroppen mjölksyra hela tiden. Vid aerobt arbete tar dock musklerna nästan omedelbart upp all mjölksyra igen och på så sätt hålls mjölksyranivån på en jämn, låg, nivå i blodet.

Summering

Nästa gång ni är riktigt trötta och riktigt kan känna hur era muskler är fulla av mjölksyra ska ni, istället för att svära över hur jobbig den är, ta fram ett leende och vara glada för att ni har förmågan att bilda mjölksyra. Utan den så skulle vår arbetsförmåga bli mycket sämre.

Källor

  1. A Lactatic Perspective on Metabolism
  2. Biochemistry of exercise-induced metabolic acidosis
  3. Lactate metabolism- a new paradigm for the third millennium
  4. Exercise Metabolism
Träningslära och Fysiologi

Fysiologi, del III -Muskler

Morfologi

Man brukar tala om tre olika typer av muskelfiber när man talar om träning, typ I, typ IIa och typ IId (ibland kallad typ IIb eller typ IIx). Dessa tre typer har lite olika egenskaper och funktion (se tabell 1)

Fibertyp Typ I Typ IIa Typ IId
Färg Röd Rödvit Vit
Diameter Liten Medel Stor
Kapillärer/mm2 Många Medel
Mitokondrievolym Hög Medel Liten
Myoglobininnehåll Högt medel låg
Oxidativ förmåga Hög Medium/hög Låg
Glycolytisk förmåga Låg Hög Hög
Kontraktionshastighet Långsam Snabb Snabb
Avslappningshastighet Långsam Snabb Snabb
Uthållighet Hög Medel/hög Låg
Kraftkapacitet Hög Medel Hög

Tabell 1: Olika typer av muskelfiber.

Av tabellen ovan kan man läsa ut att typ I fiber är långsammare och mer uthålliga än typ II typerna. Detta beror på deras uppbyggnad. Typ I fiber har en större andel mitokondrier, fler kapillärer och en hög mängd myoglobin. Detta innebär att typ I fiber är av stor betydelse i uthållighetsidrotter.

Alla människor är födda med olika förhållande mellan typ I och typ II fiber, denna skillnad finns inte bara när man jämför olika personer utan även när man jämför olika muskler hos samma person. Muskler som jobbar mycket statiskt och som är aktiva stora delar av dygnet innehåller en större mängd typ I fiber medan explosiva stora muskler innehåller en större andel typ II.

Fördelningen mellan typ I, typ IIa och typ IId skiljer sig hos olika idrottare. Långdistanslöpare har ofta en hög andel typ I fiber medan sprinters och tyngdlyftare och andra explosiva idrottare har en högre andel typ II fiber.

Effekter av träning

Träning kan leda till en omfördelning av fibertyperna. Den vanligaste konversionen är från typ IId till typ IIa och vice versa. Det verkar även som att det är möjligt att få en konversion från typ II till typ I fiber om man utför långvarig ansträngande uthållighetsträning över en längre tid. Konversion från typ I till typ II fiber verkar bara kunna ske vid total avlastning av typ I fibrerna. Det är möjligt att träning påbörjad i låg ålder och som pågår över flera år även det kan leda till en övergång från typ I till typ II fiber.

Konditionsträning

Typ I fiber har ett lägre tröskelvärde än både typ IIa och typ IIx vilket innebär att ens typ I fiber i kommer att aktiveras innan man får en aktivering av ens typ II fiber. Detta medför att man vid låg intensitet som gång och långsam jogging i stort sett endast kommer att aktivera sin typ I fiber. Allt eftersom man ökar intensiteten kommer man successivt att få en ökad aktivering av, först ens typ IIa fiber och till sist ens typ IIx fiber. Detta aktiveringsmönster sker även på lägre intensitet när man börjar bli trött. Typ I fibrerna orkar inte längre utföra arbetet och typ IIa börjar aktiveras för att hjälpa till. När detta sker får man en träningseffekt som innebär att ens typ IIa fiber morfologiskt (uppbyggnads och funktionsmässigt) blir mer lika typ I fiber. En vältränad uthållighetsidrottare kan därför ha typ II fiber som är långt mer uthålliga än typ I fibrerna hos en person som aldrig tränar. Detta trots att det inte har skett någon konversion av muskelfibrerna från typ I till typ II.

Styrketräning

Hur stor kraft en muskel kan producera beror på två faktorer. Hur stora muskler man har (dess tvärsnittsarea) och på hur bra man är på att använda sig av musklerna. När man börjar tränar beror de första ökningarna i styrka nästan uteslutande på att man blir bättre på att aktivera de muskler man redan har och på att man får en bättre koordination vilket leder till att mindre energi går till spillo.

Hypertrofi, vilket betyder att muskelfiber växer i storlek, kan delas upp i två olika typer, sarkoplasmatisk och myofibrill hypertrofi. Sarkoplasmatisk hypertrofi innebär en ökning av den sarkoplasmatiska volymen. Enkelt sagt en ökning av det mest i musklerna förutom just muskelfiber. Myofibrill är nästan raka motsatsen, en ökning av volymen genom att själva muskelfibrerna ökat i volym. Vid träning med få repetitioner nära 1RM sker större delar av hypertrofin i form av myofibrill hypertrofi medan det vid högre repetitionsantal, 10-15, är mer av en sarkoplasmatisk hypertrofi.

Hypertrofi innebär en ökning av muskelfibrernas volym. Då varje muskelcell bara kan ta hand om en viss volym så måste antalet muskelceller öka. Detta sker genom att så kallade satellitceller som finns utanför musklerna går ihop med dessa. Satellitceller är även viktiga vid muskelskador då de går in och hjälper/ersätter den skadade vävnaden.

Man pratar ibland om hyperplasi när man diskuterar styrketräning. Med hyperplasi menas att man istället för en ökad volym i de nuvarande fibrerna istället bildar nya muskelfiber. Detta har visat sig ske hos djur och det finns en del som talar för att det sker även hos människor men om det sker så är det till väldigt liten del, en vanlig siffra man stöter på är <5 %.

Konditionsträning

Syreupptagningsförmåga vs uthållighet

Syreupptagningsförmåga (VO2-max) och uthållighet används av många som synonymer. Detta är emellertid helt felaktigt och leder många gånger till stor förvirring när man börjar diskutera konditionsträning mer grundligt. Jag stötte nyligen på detta i ett träningsforum som jag brukar besöka och tänkte därför att jag det kunde vara passande med ett inlägg här i bloggen om detta ämne med.

VO2-max

VO2-max står för hur mycket syre som ens kropp kan ta upp maximallt och mäts oftast i liter/min eller i mL/min/kg, där den senare formeln är till för att kunna göra en lite mer rättvis bedömning mellan personer av olika vikt. Om man endast har som mål att höja sin VO2-max och inte bryr sig om hur man presterar i någon specifik gren eller tävling så kan man använda sig av i princip vilken träningsform som helst. För nybörjare och måttligt tränade är det i detta fall hur stort arbeta man har utfört som spelar störst roll över hur stor förbättring man får. Ett krav är dock att man ligger på >70 % av maxpulsen för att man ska få någon effekt (för väldigt otränade fungerar 65 %). Allt eftersom man blir mer vältränad är det en klar fördel att även höja intensiteten stegvis. Denna höjning bör ske ända tills man är väldigt bra tränad då man bör ligga över >90 % av maxpulsen för att få bäst effekt av träningen. För att klara av att ligga en längre tid på en puls >90 % av maxpulsen är det nödvändigt att använda sig av någon typ av intervallträning.

Uthållighet

Uthållighet, även kallat aerob kapacitet, är ett mått på hur stor del av VO2-max som en person kan träna på under en längre tid utan att bygga upp för stora mängder metaboliskt avfall i den arbetande muskeln. En mycket vältränad löpare kan i vissa fall klara av att ligga på runt 90 % av sin VO2-max utan att bygga upp någon mjölksyra. Om man gör ett träningsuppehåll tappar man uthålligheten mycket fortare än VO2-max.

Uthållighet beror mest på anpassning i de arbetande musklerna och är därför mer grenspecifik och även fart specifik. Därför gäller det att man tränar mer specifikt mot det mål man vill uppnå. Cyklister bör cykla, orienterare bör springa i skog, bollspelare bör träna med boll osv. Uthålligheten består av många delar som bidrar med olika mycket beroende på vilken typ av aktivitet man utför. Uthållighet i intervaller är därför inte det samma som uthållighet över långa sträckor. Därmed inte sagt att man inte kan ha nytta av de olika träningsformerna i även om man inte vill bli bra på dem specifikt.

En annan faktor som också påverkar uthålligheten är ens ekonomi i den aktivitet man utför. Med ekonomi menar jag hur mycket syre man behöver använda sig av för att utföra ett visst arbete. Denna förmåga tar lång tid att träna upp och är en av huvudorsakerna till att många cyklister och löpare når sin peak några år efter 30 trots att deras VO2-max var som högst när de var runt 25 år gamla. Som exempel kan nämnas att man har funnit att Zersenay Tadese har en syreförbrukning när han springer 1 km som endast motsvarar 75 % av den mängd som spanska elitlöpare använder sig av på samma sträcka. Detta innebär att Zersenay Tadese inte behöver springa på samma % av max som spanjorerna även om de håller samma tempo och har samma VO2-max. Man kan även se på det som så att Zersenay Tadese kan springa snabbare än spanjorerna vid samma syreförbrukning.

Ni kan läsa mer om Tadese och löpningsekonomi på den utmärka bloggen http://www.sportsscientists.com (på engelska)