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Exercise Physiology | Acid production and removal during exercise (Part 10)

2025/6/21
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Dr. Matt and Dr. Mike's Medical Podcast

AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
M
Matt
无足够信息构建一句话概述
M
Mike
专注于摄影设备历史和技术的博客作者和播客主持人。
Topics
Mike Todorovic: 本次播客主要讨论运动对身体结构功能的影响,重点关注运动中的酸碱平衡。酸碱平衡对于维持身体的动态平衡至关重要,如果失衡,身体系统会崩溃。运动时会产生酸,需要平衡,否则会影响肌肉收缩和运动表现。我们需要了解什么是pH值,什么是酸和碱。离子在体内有重要功能,如钠对电信号传递很重要,钙对肌肉收缩很重要,碳酸氢盐对缓冲很重要。为了简化氢离子浓度的表示,科学家使用了负对数来表示pH值。pH值是氢离子浓度的负对数,表示溶液中氢离子的浓度。运动会引起肌肉组织酸中毒,但血液pH值可能正常。肌肉产生氢离子的三种主要方式是:产生二氧化碳形成碳酸、产生乳酸以及ATP水解。血液中乳酸水平可以作为无氧呼吸增加的指标。乳酸阈值与VO2 max相关,但限制运动表现的不是乳酸水平,而是氢离子。身体通过化学感受器检测pH值变化,并增加通气率以排出更多二氧化碳。 Matt: 酸是在溶液中释放氢离子的分子,强酸容易且完全地将氢离子释放到溶液中。弱酸不太可能将氢离子释放到溶液中,强碱迅速吸收氢离子,弱碱则不太可能。氢离子比钠离子对身体的影响更大,因为氢是周期表上最小的原子,电荷与大小的比率非常高。酸中毒是指身体内正在发生的过程,使身体倾向于酸性状态。碱中毒是指身体内正在发生的过程,使身体倾向于碱性状态。在哺乳动物中,如果氧气不足,丙酮酸会转化为乳酸,导致肌肉中酸积累,引起高强度运动时的灼烧感。细胞内的碳酸氢盐离子浓度低于细胞外。缓冲系统的有效性取决于浓度和缓冲化学过程的性能。当身体承受剧烈运动时,pH值可能会超出缓冲剂的有效范围。II型快肌纤维比I型慢肌纤维具有更好的缓冲能力。运动训练可以提高缓冲能力,主要是因为肌肽和氢乳酸转运蛋白的增加。

Deep Dive

Shownotes Transcript

您知道人体不会产生乳酸吗?没错!在本集中,Matt 博士和 Mike 博士解释了运动肌肉如何产生和去除酸。*此内容仅供教育目的,不构成医疗建议。想要向我们发送问题或主题?电子邮件:[email protected]:https://www.youtube.com/@DrMattDrMike/Instagram:@drmiketodorovicTwitter/X:@drmiketodorovicTikTok:@dr_mike_todorovic 托管在 Acast 上。有关更多信息,请访问 acast.com/privacy。</context> <raw_text>0 希瑟是联合健康保险公司的一名执业护士。我们在患者居住的任何地方都能见到他们。在一次上门拜访中,她发现杰克有问题。杰克的血压高得危险。是 217/110。所以他们把杰克送到了医院,让他得到了所需的帮助。他在心脏里放置了一个支架,防止了大规模的心脏病发作。

如果不是我的守护天使,我就不在了。在 UnitedHealthcare.com 上了解更多像杰克这样的故事。福利、功能和/或设备因工厂区域而异,适用限制和排除条款。所以,您刚刚开始使用 LinkedIn Premium。现在怎么办?好吧,在您的 Premium 公司页面上,您注意到页面互动增加了大约 7.5 倍,页面浏览量增加了 5 倍。做得好。现在,新客户正在给您发消息。

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♪♪

欢迎大家收听 Matt 博士和 Mike 博士医学播客的另一集。我是您的主持人 Mike Todorovic 博士,今天我与一位电影明星、电影《摇滚狂潮》、《宿醉》和《王牌大贱谍:国际间谍》的明星希瑟·格拉汉姆一起。欢迎希瑟来到演播室。

我今天买了一支新的除臭剂。说明书上写着取下盖子并向上推底部。我几乎走不动,但我的屁闻起来很香。它们越来越糟了,马特。它们越来越糟了。欢迎大家。上周你说这是有史以来最好的。真的吗?门槛很低。你在过去的几个月里设定了一个低门槛。我们开始了。我们仍在进行我们的特别系列。倒数第二集。哦,倒数第二集。好的,好的,好的。看看……

人体以及某些器官系统的功能如何根据运动而变化或改变。那么运动对人体的结构功能有什么作用,反之亦然?今天我们来看一下酸碱平衡。非常重要的概念。马特,我要问你的第一个问题。哦,天哪。一开始就是为什么……首先,你好吗?是的,我很好。

在这些播客开始时,我总是会想,我们是否应该快速聊聊生活?听众是否想知道我们是谁,我们做什么,以及关于我们的一些情况?我收到的关于讨厌我的电子邮件越多,我就越觉得人们不想了解我。不,不,不。我没有收到任何关于我的仇恨邮件。马特也没有收到任何关于他的仇恨邮件。但我很好。

我,我一直在做什么?园艺。我一直在做很多园艺工作。这很无聊。试着想想一些有趣的事情。我买了一个 Whoop。我现在手腕上戴着一个 Whoop。所以它一直在吐出所有这些生理数据。我打开了我的手机,对吧?所以我打开了我的手机。告诉我什么是 Whoop。所以 Whoop 是,它是一家生产可穿戴设备的公司。本集没有由 Whoop 赞助。但是,Whoop,如果您想赞助我们,请告诉我。呃,

它基本上连接到您的手机,并吐出一堆数据。现在,我不知道它会吐出什么类型的数据。但是,它会吐出有关您的睡眠、恢复和负荷的信息。负荷?负荷。不是澳大利亚的。不是负荷。不是澳大利亚。不是澳大利亚。澳大利亚。但它会吐出诸如您的静息心率、您的平均值之类的东西。你想知道我的静息心率是多少吗?什么,现在?50。哦,只是平均值。所以它会在你睡觉时测量我的静息心率。

所以睡眠期间的平均值是每分钟 50 次心跳。在你一天的清醒阶段。是的,这不太好。我的平均值是 67。

但我服用苯丙胺治疗我的多动症。这会提高它。而且你通常很紧张。这是千真万确的。但你不必告诉听众我的信号焦虑。每个人都知道。心率变异性。所以 HRV,我录制了一个关于心率变异性的 YouTube 视频。所以这与运动的主题非常相关,对吧?所以如果我们亲爱的听众想听听心率变异性,那么在他们……

收听本集时应该已经发布了。所以请访问 Matt 博士和 Mike 博士的 YouTube 频道,您将看到心率变异性。我甚至讲解了如何计算它。所以如果您有您的 R 到 R 值,这是一个心电图,很多人可能无法获得,但我告诉您如果感兴趣的话如何计算它。那么你用 WHOOP 获取 R 到 R 值吗?

它不会告诉你 R 到 R 值,它只会吐出心率变异性。静息心率、呼吸频率、睡眠。这就是我获得它的主要原因,因为我的睡眠很糟糕。你睡得好吗?你睡得好吗?闭着眼睛。闭着眼睛。哦,也许这就是我做错的地方。我以前睡得很好。当我们俩都睡觉时,我妻子过去总是很生气,因为我能在前 10 秒内入睡。这么快。

现在,我想自从有了孩子后的几年里,我醒来时,我的 Whoop 告诉我我每晚醒来大约 25 次。真的吗?25 次是在过去的四个晚上,我已经戴了 Whoop 大约四天了。它是怎么知道的?它会检测运动吗?它会检测运动,还会检测你的心率飙升等等。

就像觉醒一样。是的。我大约有三个小时的深度睡眠,他们称之为恢复性睡眠,也就是 REM 睡眠,以及……一个很棒的乐队,非常棒的乐队。嗯,所以是的,看起来,它,它,它,

Whoop 很有趣。我将制作更多视频来解释这些数据可能意味着什么。什么是可穿戴戒指?那也是 Whoop 吗?那是 Aura。哦,Aura。O-U-R-A,是的。也没有由 Aura 赞助。我从未戴过 Aura 戒指。我认为,再次,看。我们有一位同事有一个。真的吗?还记得在悉尼吗?我们去悉尼参加了我们的书发布会。

是的,我们将在不久的将来告诉听众更多关于我们书的信息。但她有一个,而且她对它赞不绝口。那是她戴的 Aura 吗?我以为她戴的是 Whoop。不,是 Aura。一个戒指。是的。看,我认为……我认为她说,如果我在这里说错了,请纠正我,但是……

她的朋友也有一个。是的。他正要乘坐国际航班,它在前一天晚上发现他患有房颤或某种心律失常。是的,是的。这显然导致了旅行的取消,但随后进行了一些心脏……

是的。干预。所以他们可以做到这一点。所以,我得到的 Whoop 版本,我没有高版本,我没有购买最高级别,它会吐出心电图数据。嗯,原因是,当我这样做的时候,它说这在您所在的地区不可用。所以我不知道它是否是澳大利亚的,你知道的,呃,呃,FDA,就像你是布里斯班的双关语。哦,不。是的。只是伊甸园。哦,我不想,好吧,伊甸园着陆,那就是我住的地方。呃,

我只是想说,我不会说我住在哪里,但这没关系。是的,只是那个区域。它不起作用。不,是澳大利亚。我认为这与澳大利亚批准可能被视为医疗设备的方式有关。也许吧。我不知道。我没有调查,但我没有购买它。无论如何,马特,我们应该开始这集节目了。听众们可能在说,天哪,闭嘴。所以让我们谈谈酸碱平衡。这在运动中很重要。为什么?为什么?

为什么它在运动中很重要?听众从一开始需要知道什么?好吧,平衡。你的平衡。平衡。协调。前庭系统。不,平衡意味着体内平衡,我们知道这对人体有多重要。如果我们做不到这一点,系统就会开始崩溃。现在,对于酸碱来说,这基本上只是意味着——

对不起,我刚刚调低了你的麦克风音量。继续。溶液中、组织中或某种环境中的氢离子数量。是的。这会影响细胞功能。现在,在肌肉中,我们知道肌肉充满了蛋白质,不仅是收缩蛋白,还有酶蛋白,因此,良好的 pH 值平衡或酸与碱的环境会影响这些过程的结构和功能结果。是的,酸碱失衡会阻止事物运转,肌肉收缩等等,并增加疲劳以及我们不想要的所有事情,从而降低运动时的表现。所以问题是,当你运动时,你会产生酸。

因此,这种酸的产生需要像你说的那样得到平衡,因为如果没有,那么你就无法发挥作用,也无法继续收缩这些肌肉。不仅是肌肉,还会扩散到血液中,然后对身体的其他部位造成伤害。因此,我们需要维持和平衡适当的水平。但在我们深入探讨之前,我们需要谈谈 pH 值到底是什么,以及酸和碱是什么。我们的许多听众可能已经知道了。

但我们必须回顾一下这些内容。我们不会在这里花费太多时间。所以我开始的方式,我以前在之前的剧集中做过,但我还会再做一次,那就是当我与我的学生交谈并说,好吧,马特,如果我现在要抽取你的血液并测量你体内离子的浓度——什么是离子?带电的原子或元素。例如钠、镁、氯、钾和氢——

我想测量——所以它们可以是正的或负的?是的,它们可以有一个额外的电子,所以它们带负电,或者它们可以失去一个电子,所以它们带正电。它们都具有非常重要的功能——离子在体内具有重要功能,对吧?钠对电中继系统很重要,钙对收缩很重要,碳酸氢盐对缓冲很重要,我们稍后会讨论。所以它们都在发挥着重要的作用,包括氢。

现在,如果我要取你的血液并测量这些离子的浓度,我们会发现,例如,钠的浓度大约为 142 毫摩尔。这是测量单位。每升。是的。好吧,毫摩尔是每升毫摩尔,对吧?我只是说在验血中,通常是这个单位,对吧?是的。所以它会显示每升毫摩尔或毫摩尔,它们是一样的,对吧?钾大约为 4 毫摩尔。

但是如果我要测量氢的浓度(以毫摩尔为单位),它将是 0.00004 毫摩尔。有很多零。很容易出错,丢失一个零,添加一个零,这是一个大问题。这是生死攸关的区别。正确。所以聪明的人说,让我们去掉零。我们知道,在数学中,如果你想去掉零,你可以取以 10 为底的对数,对吧?所以你取某物的对数。

现在,如果它是一个带有许多零的非常大的数字,则取以 10 为底的对数。如果它是一个带有许多零的非常小的数字,像这个一样,则取以 10 为底的负对数。它基本上告诉你,与零相比,小数点在哪里?所以如果小数点完全在右边,就像在一个非常大的数字中,比如一百万,你取正对数 10,对吧?

它会使它成为一个较小的数字。如果你取一个非常小的数字,比如 0.00004,你取负对数,对吧?所以如果你把它输入计算器,

现在,事情是这样的,对吧?0.00004 毫摩尔,也就是氢离子浓度,如果我们把它转换成摩尔,现在就像一个我们可以转换的单位,它最终会变成 0.0000004 摩尔。所以 0 点,后面有七个零,然后是 4。对。如果你取这个数字的负对数,它会给你 7.5。

对吧?所以 7.5 基本上是在说,嘿,这就是我们血液的 pH 值。

所以 pH 值是氢离子的强度。实际上,它是摩尔浓度下氢离子浓度的负对数。好的。现在,这可能令人困惑,但我们已经做过涵盖所有这些内容的剧集,而且我已经做过 YouTube 视频来详细介绍。所以如果你想快速暂停并观看 YouTube 视频,我会把它画出来,请随意。输入 Mike 博士 pH 值,你就会看到它。但实际上,pH 值就是如此。它只是溶液中氢离子的浓度。好的。所以,马特,这么说……

那么酸意味着什么呢?它指的是溶液中存在一个分子,该分子将向溶液中提供氢离子。所以释放它们并释放它们,解离,然后氢离子掉入溶液中并可用。

好的,那么碱是什么?完全相反。它吸收它们。对。所以这是一个问题。当我们看到某些东西被认为是强酸时,这仅仅是因为它很容易或更完全地将氢离子解离到溶液中吗?

两者都是。两者都是。是的。所以强酸将是……所以这就像盐酸,这是我们在胃中看到的酸。所以是 HCL。所以如果你把它滴入纯水中,比如说,它会立即解离成氢离子和氯离子。这是一个问题还是你正在给出答案?好吧,两者都是。好的。是的,然后。好的。所以强酸基本上只是意味着它会从

从其原始形式快速或完全地解离成游离氢。是的,它会完全解离以释放所有被其持有的氢离子。所以如果你有一摩尔浓度的盐酸

该摩尔浓度应该完全解离成氢离子。但是如果你有一个弱酸,这意味着它不太可能将它的氢离子释放到溶液中。好的。碱也一样。强碱会迅速吸收它们。是的。而弱碱不太可能吸收它们。所有这些都发生在特定的 pH 值下。所以这取决于环境。我的意思是,这是有道理的。就像如果你……

你知道的,如果你是一个酸,并且你周围环绕着溶液中的氢离子,你就不太可能释放你的氢离子,对吧?你会说,哦,已经有很多了。我要留住它。

或者如果你周围没有多少氢离子,你就会更有可能释放你的氢离子。是的。所以这是一个重要的概念,因为这实际上就是我们稍后将要讨论的内容,碱是如何工作的,我们是如何——对不起,缓冲剂是如何工作的。缓冲剂是如何工作的,是的。我们如何调节酸碱平衡。然后只是为了确保我们完全阐明了这一点,所以如果你有一个烧杯,你用大量的氢离子填充它,随着氢离子浓度的增加——

氢的浓度增加,但 pH 值却下降。所以它趋向于零,更趋向于零端。这是因为它是以 10 为底的氢离子的负对数。所以实际上,你知道的,

pH 值为 7 基本上是在告诉你 1 的左边有多少位小数点零,对吧?所以如果你有 1.0,并且你将小数点向左移动 1、2、3、4、5、6、7 位,你最终会得到 0.0000001 摩尔,对吧?

氢离子浓度。所以 pH 值为 7 等于 0.0000001 摩尔氢离子。现在,如果你下降到 pH 值为 6,你只会将小数点向左移动六位。所以它的浓度是原来的十倍。人们可能会想,你是什么意思十倍?好吧,让我们一直下降到像 2 这样的东西,pH 值为 2。pH 值为 2,我取所有

1.0 并将小数点向左移动两位,一,二,它最终会变成 0.01 摩尔。这比我所说的 7 更浓的溶液,我说是 0.0000001。这就是为什么——每一步都像是 10 倍数量级的差异。是的,从 6 到 5 是氢离子浓度的 10 倍。从 5 到 4,氢离子浓度的 10 倍。如果你反过来从 6 到 7——

你损失了 90% 的氢离子。是的,或者你可以说氢离子减少了 10 倍。就是这样。所以这是一个重要的点,因为当你观察 pH 值时,你血液的 pH 值在 7.35 到 7.45 之间,对吧?这就是为什么我们说 7.4,对吧?

你可能会说,这并没有什么大的区别。但请记住,从 7 到 6 的差异是 10 倍。所以是的,这仍然是一个相当重要的概念。所以氢离子的范围确实会发生变化,相对来说变化可能相当大,但重要的是它不能变化。这是我想在讨论在运动肌肉中产生氢离子之前要讨论的下一件事。为什么我们关心氢离子?让我以一个问题来问你。好的,开始吧。好的。

好的。所以如果你有钠,它是一种阳离子,一种带正电的离子,并且你可能在你的细胞外液中获得的钠比你应该获得的要多一些,我们知道它会与例如体液潴留和血压等等有关。但是它可能——我必须小心措辞。我不想说——

因此它不会杀死你。显然,如果它严重失衡,它会杀死你。但与氢相比,如果你让它稍微失衡,它对身体的影响就会非常深远。为什么,如果它们都带正电,为什么氢如此有害?这是一个好问题。钠是 Na+,氢是 H+,它们都是元素周期表上的原子或元素。它们都缺少一个电子。

有什么区别?好吧,这与几件事有关,但其中一件主要的事情是氢是元素周期表上的第一个原子。它是最小的,由一个质子和一个电子组成。现在,如果氢缺少它的电子,它就是一个质子,对吧?所以它是 H+,但它只是一个质子。因为它很小……

电荷与大小之比非常大,对吧?好的。与钠相比,钠的元素周期表顺序是氢、氦、锂、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖、钠,钠是第 11 个。它大得多,对吧?所以它有 11 个质子和 11 个电子。它缺少一个电子。

它仍然想要找到一个电子,对吧?但因为它大得多,所以电荷与大小之比较小。对。所以氢具有更大的亲和力来夺取电子,因为它非常渴望电子,对吧?这就是为什么如果氢离子水平变得过于不平衡,它会对身体造成更大的损害。这说得通吗?说得通,是的。所以这就是为什么我们真的不想踢它。没有人真正解释这一点。有趣。是的。所以现在我认为我们可以谈谈——

我们知道酸是什么。我们知道碱是什么。哦,还有一件事我想在继续之前问你,那就是我们需要在前面定义几个术语,那就是酸中毒、碱中毒,以及酸血症和碱血症。所以……

什么是,好的,为我们定义什么是酸中毒和碱中毒。“osis”是一个过程。“osis”是一个过程。是的。很好。所以它只是意味着体内正在发生一个过程,该过程正在将你或该区域推向酸性状态或……

碱性状态或碱性状态。是的。所以你有酸中毒,它正在朝着过多的游离氢离子方向发展。是的。碱中毒,过多的,不够游离的氢离子。好的。那“emia”呢?这仅仅与血液有关。“emia”在血液中。没错。引用 Chubby Emu 的话。

手指指向空中。如果你不知道 Chubby Emu 是谁,请在 YouTube 上搜索 Chubby Emu。他是一位医生,制作很棒的视频,例如我喝了 100 罐红牛。这就是发生在我肾脏上的事情。就是这样。观看他的视频。他很棒。基于真实的临床表现。是的,但我认为它们是夸大的,不是吗?我认为它们不是逐字的案例研究。

不,但我认为它是润色过的。是的,我认为他采用了一个案例研究,然后进行推断,但这仍然很棒。但他总是说“emia”是指血液中的存在。所以酸血症是指血液中氢离子过多,碱血症……我实际上在我的关于黑色素瘤的教程中使用了他案例研究的一部分,其中一位美国农民在他的前臂上出现了一个病变

他只是自己切掉了它。然后几年后,他发现像一个搏动的——

在他的腋下,然后开始出现神经系统症状,那是……那时它已经扩散了,但是……因为他切了他的……他只是没有寻求适当的医疗帮助,他本可以在它扩散到其他地方之前纠正它。等等,你是告诉我们不要自己切除黑色素瘤吗?好的,所以……

现在让我们谈谈我们如何,所以这是运动,对吧?运动肌肉。我们将讨论肌肉中正在发生的事情。

我们进行运动。我们进行运动。而这种运动是收缩和放松。作为这个过程的副产品,我们产生了氢离子。所以我们创造了一个酸性环境,以便我们可以在肌肉组织中产生酸中毒。但你的血液可能很好。但你的血液可能很好。但也会有溢出。这不是酸血症。

不一定。但这可能是你身体一部分的酸中毒。这是重要的区别。绝对正确。所以让我们谈谈三个主要方法,这些方法被认为是在肌肉中产生氢离子的方法。开始吧。这三个是什么?好吧,我想你会说,当你运动时,我们知道肌肉本身需要大量的能量。而且你希望当你运动时——

在大多数情况下,你会向肌肉输送足够的氧气,以产生线粒体所能产生的尽可能多的 ATP。所以这是氧化磷酸化。这是完整的……

我想从葡萄糖分子来说,如果你想说葡萄糖是一种底物,能量底物,一直到从该分子中产生最大量的 ATP,你希望将其一直带到电子传递链并完成它。这就是,你知道的,你得到的是什么?每个葡萄糖分子 32 个 ATP 分子。32 到 36。所以这非常有效。

结果,你产生了二氧化碳,二氧化碳。如果你将二氧化碳放入溶液或我们的系统中,

进入我们的细胞。我们知道我们的细胞充满了水,这会立即变成一种酸,一种弱酸,碳酸。好的,那么第一个是什么?所以是二氧化碳。好的,所以二氧化碳可以产生酸。但二氧化碳以碳酸的形式存在,一种弱酸。好的,那么我们产生氢离子的第二种方法是什么?

好吧,这是一个难题。我可以跳过这个问题然后回来吗?因为我知道它会——好吧,让我们先命名它们,然后我们可以剖析所有三个。好的。我要有争议,但我们将纠正这种争议。乳酸。好的。收缩肌肉中的乳酸。以无氧呼吸的形式。好的。所以这是没有氧气的呼吸。是的。

到目前为止满意吗?是的,是的。第三个是什么?将 ATP 分成两半。好的,也许不是分成两半,而是 ATP 水解。所以把磷酸酯断开。是的,没错。好的,所以肌肉产生酸或氢离子的三种方法是通过产生二氧化碳,产生碳酸;

通过产生乳酸,引用一下;最后是通过将 ATP 分解成 ADP 以释放氢离子来获得能量。好的。让我们再次回到第一个。所以是二氧化碳。我们摄入三种宏量营养素。这三种宏量营养素是什么?

碳水化合物、脂肪、蛋白质。好的。如果你只是从化学角度来看它们,对吧?所以构成它们的元素周期表中的元素,构成蛋白质、脂肪和碳水化合物的元素周期表中的元素是什么?主要是碳、氢、氧。

你可能会说氨基酸中的氮。是的,没错。所以氨基酸的氮会被脱掉。我们通过尿素循环将其转化为尿素。我们把它排出去。所以忽略它,因为它基本上对我们没有作用。是的,代谢的底物。但碳、氢、氧,绝对的。所以在代谢过程中,记住我们之前说过很多次了,但是当你——让我们以碳水化合物为例——

我们摄入的碳水化合物最终会被吸收为葡萄糖,即C6H12O6。所以是六个碳,十二个氧,六个氢。

对不起,是的。六个碳,十二个氢,六个氧,但它是碳、氢、氧。糖酵解过程实际上是我们将该分子重新排列以去除氢并将这些氢传递出去。记住,氢是一个单质子和一个单电子。我们将这些氢传递给NAD+,它是一种载体分子,然后变成NADH。是的。

和FADH,它是一种载体分子,然后变成FADH2。它们将氢带到线粒体的电子传递链中,进行你刚才提到的那个过程,即使用氧气,通过电子传递链产生大量的ATP。对。所以如果我们去除氢,碳、氢和氧,我们剩下什么?

碳和氧。是的,那是二氧化碳。所以我想通过一条非常冗长、曲折的路线说明的是,通过去除氢用于电子传递链,我们产生二氧化碳作为副产物。在这种情况下,我们不使用它。

所以二氧化碳需要被送到肺部,但要做到这一点,它需要进入血液。好的,我有一个问题要问你,这只是——等等,这会变成碳酸,作为一种酸释放氢离子。现在开始吧。现在,这只是突然想到的,因为我正在看着你,在你右侧,你有一瓶苏打水。是的。那是什么?

加了二氧化碳的水,对吧?是的。它是一种碳酸饮料。就是这样。所以你可以——我们将以此为例。你有了——它始于水。是的。但要使其碳酸化,你必须向其中注入CO2。是的。好的。现在,这只能在一定程度上发生,而无需压力。好的。所以如果你想使其碳酸化到含有二氧化碳气泡的程度,

你需要在高压下将其压入液体中。这虽然没有达到这种程度,但这有点像运动肌肉中发生的情况。由于你运动得越多,产生的CO2也越多,尽管仍然是有氧的,

你有了更多的CO2,因此在水中产生了更多的CO2,因此产生了更多的碳酸,因此pH值下降。这瓶苏打水也是如此。如果你在里面放一个pH计,并且你慢慢地加压,这就是二氧化碳的分压,

随着你这样做的过程中,pH值正在下降。所以在某种程度上,这有点像你肌肉中发生的情况。并非你的肌肉中含有CO2气泡,只是为了说明那里有更多的碳酸。是的,它变得酸性。我的意思是,这就是他们说要限制苏打水摄入量的原因之一,因为酸会影响你的牙齿。是的,牙釉质。显然,还有糖,但是苏打水中没有糖。但是,好点子。所以第一点是

氢离子是二氧化碳产生的副产物。所以二氧化碳,你可以认为是一种酸,对吧?但是,如果你看分子,它只是碳和氧。如果没有氢,它怎么能是酸呢?这是因为它与水结合形成碳酸,即H2CO3。是的。你体内永远不会缺水。绝对的。碳酸是一种弱酸,这意味着……

这意味着它会将氢离子释放到溶液中。这一点很重要。所以是的,通过代谢过程,我们产生氢离子作为副产物。这就是肌肉会这样做的一种方式,因为它们将进行糖酵解以试图获得能量,对吧?好的,让我们来看第二个关于乳酸的。让我们跳过它。就像你说的,我们最后会谈到它。你说的第三个是ATP的水解。

所以ATP,腺苷。尝试。尝试什么?磷酸。好的。它有磷酸盐。它们是从一个磷酸盐到下一个磷酸盐的高能键。就像磷酸盐的臂一样,对吧?三个。如果你把末端的磷酸盐断开,就会释放能量。产生ADP,因为你有了二磷酸,然后你有了溶液中的游离磷酸。

问题是这发生在水的过程中。需要水来断开磷酸盐。这叫做水解,所以是水解,水分裂。说得通。所以当你将ATP与水混合时,你实际上会产生ADP和磷酸氢。

和氢离子。你认为这主要发生在运动的肌肉中的哪个部位?在肌肉组织中。这是横桥循环吗?是的。但你也可以说所有需要能量的酶……

所有不同的反应也会这样做。是的,但在细胞内。是的,没错。所有这些都发生在细胞内部。所以简单地说,作为ATP用于产生能量的产物,我们释放氢离子。所以这是两种方式,代谢和ATP水解。第三种方式,乳酸。马特,我们甚至从哪里开始谈论这个话题?

好吧,这个术语“乳酸”已经存在很长时间了。好的。再说一次,我问你一个问题。你在大学的时候,那是45、50年前,你学到了什么关于乳酸的知识?我正在努力回忆生物化学知识。我猜应该是——我觉得它——慢慢来。是的,不,我只是在努力回忆。

希瑟是联合健康保险公司的一名执业护士。我们在患者居住的任何地方都能见到他们。在一次家访中,她发现杰克有问题。杰克的血压高得危险。是217/110。所以他们把杰克送到了医院,让他得到了所需的帮助。他在心脏里放置了一个支架,防止了大规模的心脏病发作。

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丙酮酸是糖酵解的终产物,然后会进入克雷布斯循环,驱动这个循环,然后继续进行电子传递链。现在,如果你没有足够的氧气,你会怎么说,哺乳动物?就像我们一样,我们有这样一个系统,我们可以从丙酮酸

产生乳酸,这允许糖酵解继续进行,但我们正在产生这种酸,它开始在我们肌肉中积聚,这就是为什么你在高强度运动时会感到灼烧感。

这是真的吗?而其他生物体,例如……开始了。把动物带进来。已经很久了。比如酵母菌。哦,我的上帝。是的。每个人都关心酵母菌。哦,当我提到它的时候,你就会关心了。哦,你要带一些啤酒进来。是的。所以当你把酵母菌放在厌氧环境中时,它也会进行,我想,糖酵解。好的。而且……

它不产生乳酸。它产生乙醇。对。所以当你产生酒精……是的,继续说。……啤酒、烈酒或其他……嗯哼。

其中的酵母菌,当你给它提供糖分,如葡萄或大麦或任何你选择的酒精时。但限制它的氧气。所以它没有氧气,因为它漂浮在液体中。它将开始产生乙醇作为其副产物。而不是教科书上所说的乳酸。这改变了pH值,也改变了溶液中的酒精含量。

好的,好的。好吧,我只是要打破你的幻想,马特,因为人类不会产生乳酸,至少不会产生大量会对环境酸性产生任何影响的乳酸。所以总结一下你所说的内容,并添加一些额外的细节,当你拥有葡萄糖……

我们进行糖酵解以产生ATP,但我们也产生携带这些氢的NADH和FADH2,我们最终产生,就像你说的,丙酮酸。现在,如果足够的氧气可用,就像你说的,丙酮酸会变成乙酰辅酶A,跳入克雷布斯循环,产生更多的NADH和FADH2,因此所有这些NADH和FADH2都被带到线粒体,

它释放质子,释放电子。它们通过电子传递链,产生所有这些ATP。但是,我们需要氧气作为最终的电子受体。否则,这些电子会损坏系统。没错。它将是一场大爆炸。

所以在没有氧气的情况下,它会备份,备份克雷布斯循环,并备份到丙酮酸。丙酮酸说,我不跳进这个克雷布斯循环。没有氧气。我做不到。所以它会转移,但它不会产生乳酸。它产生乳酸盐。原因是,是的,马特。所以这里有一个问题要问你。那么你认为,因为我们正在经历的这个酸碱缓冲概念的一部分

我们总是被告知,无论你在哪里看到弱酸,都会有一个共轭碱。是的。那么我们是否到了认为乳酸存在是因为我们知道乳酸盐存在并且它是碱?所以我们只是假设它的共轭酸是乳酸?

乳酸。好吧,我会在告诉大家乳酸盐是什么之后再谈论它,对吧?所以丙酮酸不会变成乳酸。它变成乳酸盐。它变成乳酸盐的原因是,就像我说的,丙酮酸不能跳入克雷布斯循环。它需要,它说,我不能通过跳入克雷布斯循环和产生NADH和FADH2来产生所有这些ATP。我该如何为这块收缩的肌肉产生ATP?

我知道我们只需要依靠发生在我身后、更高处的事件。十步以上。是的,那就是克雷布斯循环。但是克雷布斯循环受到可用于去除氢的NAD+数量的限制。

问题是,如果它去除了氢并产生了NADH,但NADH不能将其带到电子传递链,因为没有氧气,我们只会积累NADH。然后糖酵解也会停止。所以丙酮酸说,我知道,我会从NADH那里把氢拿回来。这样做会变成乳酸盐。

它再生NAD+,可以回到糖酵解,并允许糖酵解继续进行。现在,糖酵解产生的ATP不如通过电子传递链和克雷布斯循环的有氧呼吸多,但它在某种程度上足以维持肌肉收缩。一段时间。一段时间,但它会不断积累乳酸盐。所以乳酸盐——现在,这是你的问题——

你说,好吧,乳酸盐是碱,对吧?所以我们知道它是一种碱。你的问题是,因为我们从丙酮酸变成乳酸盐,并且产生了一种碱,我们同时也会产生氢离子,但这并不是通过这个过程产生的。它是通过我们提到的其他两个过程产生的,即ATP水解和二氧化碳产生。所以在历史上

在研究中,他们正在寻找,他们说,嘿,在这块收缩的肌肉中变得非常酸性。或者只是当没有氧气的时候。或者当没有氧气的时候。看,这个乳酸盐水平正在上升。

与产生的氢离子的速度大致相同,这必须是酸的共轭碱。我将这种酸称为乳酸。这就是乳酸概念的由来,哦,没有氧气,丙酮酸会变成乳酸,它不会持续很长时间,它会分裂成丙酮酸,它会分裂成乳酸盐,对不起,和氢离子。但我们现在知道乳酸……

我在这里不是要肯定地说,因为这是生物学。乳酸可能不是中间体。它只是从丙酮酸变成乳酸盐。乳酸盐作为一种碱实际上可以清除氢离子。所以它起相反的作用。乳酸盐实际上可以帮助降低溶液中氢离子的浓度。肌肉中所有这些额外的氢离子会导致疼痛。

我们确实知道,这会使神经感受器敏感化,对吧?是的。类似于当一个人心脏肌肉中的氧气减少时的情况。这可能是从心绞痛到心脏病发作。他们确实会感到胸痛,并且与这种缺氧或局部缺血或……

完全梗死相关的疼痛会产生氢离子,然后会导致疼痛,对吧?是的。是的,没错。它并不是导致疼痛的唯一因素,因为在肌肉收缩过程中会释放许多化学物质,取决于你收缩肌肉的强度,你可能会在肌肉组织内出现一些撕裂,这会导致炎症。所以这是局部环境,该环境内的细胞环境。

所以我想我们在这里要说明的是,乳酸的产生并不是氢离子产生的一个相当重要的因素。

在收缩的肌肉内。事实上,人们实际上指的是乳酸盐,它是一种缓冲剂,实际上可以清除多余的氢离子,并且实际上可以减少。现在,最后一点,对于那些对运动生理学不感兴趣,而对医学科学领域更感兴趣的人来说。医学。

有一个术语叫做乳酸酸中毒。那么,乳酸酸中毒什么时候发生,马特?你会说哪些情况?同样,在低氧、缺氧的环境中。是的,所以……所以如果你处于任何类型的休克状态。好的。不……不是害怕。不,通常不是。不是当我看到你赤身裸体的时候。所以这……

神经源性休克。所以如果你的心脏没有产生,所以急性心力衰竭或败血性休克或分布性休克,我想你也会把血容量过少的休克包括在内。只是身体的细胞没有得到足够的血液灌注,它们会进入

厌氧状态。这仅仅是因为它们没有获得进行电子传递链所需的氧气。所以我们刚才所说的所有内容,糖酵解正在加速。丙酮酸需要快速转化为乳酸盐,这意味着……

糖酵解正在发生。产生的ATP正在被迅速利用,因为它试图维持能量需求,并且ATP的分解和二氧化碳的产生在这个环境中产生了酸。没错。所以如果你要测量乳酸的血清水平,你实际上会发现它远超过4毫摩尔/升,这表明你曾经被称为乳酸

乳酸酸中毒或酸血症。是的。这实际上并非如此。不,它不是乳酸。如果你想准确一点,你可能会称之为伴有乳酸升高的代谢性酸中毒。是的。好的,这只是一个小的补充说明。所以我们知道,我们主要通过两种主要机制产生氢离子。

ATP水解和二氧化碳产生。所以现在让我们谈谈调节的重要性。我们如何调节这些?所以我们进行剧烈运动。我们主要通过剧烈运动产生氢离子。所以剧烈运动、非常剧烈或严重的运动是我们产生大部分这些氢离子的时刻。

这仅仅是ATP使用量的产物,对吧?在短时间内,大量ATP被使用,大量二氧化碳在短时间内被产生。所以你基本上是在肌肉本身中倾倒大量的氢离子,并且

这是有害的。我们如何,引用一下,“缓冲”它?所以缓冲剂是任何能够抵抗pH值剧烈变化的东西,对吧?所以如果需要,它可以吸收氢离子,如果需要,它可以释放氢离子。这是缓冲剂的工作。最早进行的关于缓冲剂存在的实验之一,我忘记了科学家是谁,但他,

想调查这种化学现象在他的宠物狗身上。哦,你看,你总是提到这个。总是有动物。你知道,马特现在在他的马球衫上有一只狗。我确实有。无论如何,这不是对这个特定实验的回忆,但是——

他所做的是,他得到一定量的盐酸,并将其注射到狗体内。天哪,这太可怕了。但是他已经计算出等量的血浆或让我们说狗体内的水量。他……

他把它放在狗的外面。什么?你是什么意思把它放在狗的外面?所以他养了一条狗。是的。但是然后他有一个大桶水,代表狗体内含有的水量。哦,它是等量的。等量的。我理解为,他从狗身上取出了液体,然后把它放在一个桶里。好的。所以很有趣。

得到了狗,狗有它自己的水量。他取了相同的水量,把它放在狗旁边的桶里。他向狗体内注射了一定量的盐酸,并向桶中注射了相同数量的盐酸。好的,发生了什么?然后他测量了桶的pH值和血液的pH值。好的,好的。他发现它们明显不同。所以桶里的pH值大约是1。对。在狗体内……

我不知道。也许让我们说6.9。对,对。所以他就像,这是怎么回事?所以桶比狗酸得多。没错。狗体内一定存在缓冲系统。好,好,好。好的,很酷。我的意思是,这并不酷。他这样做很可怕,但结果很酷。所以不仅在狗体内,而且在运动的人类体内也存在缓冲系统?是的,是的,没错。存在位于细胞内的缓冲系统。

并且存在位于细胞外和其他生理系统中的缓冲系统。好的。所以如果我们看一下细胞内缓冲剂,有四种细胞内缓冲剂。这四种细胞内缓冲剂是,所以我将命名它们,然后让我们逐一剖析它们,对吧?碳酸氢盐缓冲剂、磷酸盐缓冲剂。

蛋白质缓冲剂和组氨酸二肽缓冲剂。所以这些是肌肉细胞本身内的四种主要类型。让我们从碳酸氢盐缓冲剂开始。我们在我们的呼吸系统章节中提到了它。我们谈论过它。再次简要地向我们介绍一下细胞本身、细胞质中的碳酸氢盐缓冲剂。所以如果我在细胞中倾倒了氢离子,肌肉细胞,碳酸氢盐缓冲剂会做什么?

是的,它只是吸收它们。我认为它是一种非常强的碱,所以它非常擅长有效地吸收氢离子。现在,我认为细胞内的数量是细胞外的三分之一……

细胞内的离子比细胞外的少得多。所以细胞内的数量有限。需要注意的是,缓冲系统的有效性是可用浓度或数量以及执行特定缓冲化学过程的良好程度的组合。

让我稍微谈谈这个。所以这与PKA有关吗?是的,PKA。所以PKA实际上是pH值——让我们以蛋白质为例。如果这种蛋白质是一种缓冲剂,对吧?

它是这种缓冲剂的pH值,它将等量地释放其氢离子和保持其氢离子。所以如果我要测量含有这种蛋白质的溶液,我会说,哦,其中一半释放了它们的氢离子,一半保持了它们的氢离子。

这就是我们称之为pKa的pH值,在该pH值下,它是pKa,好的,这很重要,因为它基本上就像一个跷跷板,在这种情况下,如果这种蛋白质周围的环境比pKa酸性更低,那么这种蛋白质更有可能释放其质子,对吧,它的氢离子,反之亦然,如果它是碱,是的,如果它是……

如果它的环境更碱性,它更有可能释放氢离子。实际上,你可以认为,当环境中的pH值较低时,即氢离子数量较多时,它……所以pH值低于pKa,它更有可能保持其氢离子,反之亦然。现在……

最好的缓冲剂是那些pKa最接近环境的缓冲剂。生理pH值。生理pH值。所以那些pKa最接近7.45、7.35左右的缓冲剂,它们将成为最好的生理缓冲剂。是的,但这是一个有趣的观点,因为这可能只擅长在相当……

受控的状态下维持体内平衡,但是当你开始通过进行剧烈运动来真正负担系统时,它可能会超出pH范围,在这种情况下它不再有效,好吧,我的意思是,如果你有,让我们说你有一个缓冲剂,它的pKa是7.4,是的,对

如果pH值低于7.4,这意味着该缓冲剂不会释放任何氢离子。它实际上会吸收它们并保持它们。但是如果pH值高于7.4,它更有可能释放氢离子。所以在高于和低于这些值时,它确实是一个很好的缓冲剂。但是可能会发生这种情况,如果你有一个缓冲剂,让我们说它的pKa是6.8,对吧?是的。

它只有在pH值低于6.8时才会真正有助于吸收氢离子。所以它只在这种情况下才会起作用。它有速率吗?它是否有一种数量,然后它的效果会降低?所以如果它下降到6,那么它呢?

也会降低其速度和吸收能力吗?是的。你离它越远,它就会……好吧,这取决于,因为如果它再次是一个缓冲剂,pKa为6.8,而你的pH值为6,我认为这种情况不会发生,但是你的pH值为6,pH值低于pKa。它真的不会释放质子。它会保持质子,因为它低于。对。但是再次,

再次听我说。如果这个缓冲剂的pKa为6.8,而身体的pH值为7,这对于身体来说仍然太酸性了,对吧,但它比这个缓冲剂的pKa更碱性,

这个缓冲剂将无助于解决这个问题。这说得通吗?是的,这就是我的观点。这就是为什么最好有一个缓冲剂,其pKa尽可能接近生理pH值。它将是一个更好的贡献缓冲剂。是的,这就是我的观点,因为如果你看一下我们在这里关注的肌肉内部,

如果你正在查看一直起作用的缓冲剂,仅仅是因为总是会有波动,对吧?即使在休息时也是如此。而且没有完美的缓冲剂。在生理pH值下效果最好的缓冲剂,也就是,你知道的,7.4,让我们说。

这可能是,它们可以处理你在非常低强度的运动中甚至在25% VO2 max时看到的波动。但是当你开始工作时,这就像一天中的一小部分,只有两分钟,你开始接近75%、80%、90%的VO2 max。突然之间,肌肉的pH值下降到6.4、6.3%。

现在,在生理pH值下效果更好的这些缓冲系统不再那么有效了,你可能还有其他缓冲系统在更酸性的环境中效果更好一些。是的,它们会起作用。这就是我的意思。是的,如果它们的PK在那个特定点。但是它们在更接近生理pH值时不会有帮助。是的,是的。

好的,希望这不会让大家感到困惑,但这一个重点需要强调,因为并非所有缓冲剂都是一样的。现在让我们回顾一下。我们谈到了,所以我们说到了四种细胞内缓冲剂,碳酸氢盐、磷酸盐、蛋白质、组氨酸、二肽。所以碳酸氢盐,如果我要把氢离子倒进肌肉细胞,氢离子会与碳酸氢盐结合,产生碳酸,然后产生二氧化碳和……

和水。对不起,二氧化碳和水,对不起。而二氧化碳需要从肌肉组织扩散出来,进入血液,到达肺部呼出。但实际上,它是缓冲的,对吧?磷酸盐缓冲剂……

这些是强大的细胞内缓冲剂,实际上它们是无机磷酸盐,如磷酸氢盐,ATP水解的产物,可以结合氢离子产生磷酸二氢盐。相当好的缓冲剂。所以它们可能是其他化学反应的副产物?是的,你可以从骨骼中提取磷酸氢盐。你可以把它——我的意思是你可以通过饮食摄取磷酸盐。不,我只是说即使你要水解——

哪个词?水解。水解,就是这样。ATP,就像你之前提到的,你说的ATP的产物之一是什么?无机磷酸盐,对吧?是的。嗯,那就是磷酸盐,是的。所以这可以说是某种程度上的缓冲剂。是的,这就是我说的。所以无机磷酸盐的意思就是它没有碳。所以它是H2PO4-H2PO4-H2PO4。

HPO4负,HPO4 2负,对吧?那是磷酸氢盐。如果它吸收氢离子,那就是H2PO4负,对吧?那就是磷酸二氢盐。所以这是主要的缓冲剂。这被称为无机磷酸盐,仅仅是因为没有碳。这就是它的全部含义。但这可能是从ATP上脱落的产物。但你也可以通过饮食,通过其他方式获得它。所以这是一个很好的细胞内缓冲剂。

蛋白质,由于它们的氨基酸残基或氨基酸,具有侧链,大约有20种氨基酸。每种都有不同的味道,那就是它们的侧链,它们的R基团。有些是碱性的,像组氨酸,这是一个非常好的缓冲氨基酸,因为它有一个接近生理pH值的PKA。

所以如果需要,它很可能会结合氢离子,如果需要,它会释放氢离子,这取决于pH值。所以组氨酸,非常好的蛋白质缓冲剂。然后还有组氨酸二肽,如果你把两个连接在一起,你实际上可以创造出一种叫做肌肽的东西。它基本上完成了组氨酸的工作。好的,所以这是组氨酸作为氨基酸与……

β-丙氨酸结合在一起,我们稍后会谈到潜在的补充剂。或者至少β-丙氨酸会变成组氨酸,然后可以变成肌肽。我不记得这个过程了。我认为这两种二肽,一种是β-丙氨酸,一种是组氨酸。好的,很酷。但这里的限速步骤是β-丙氨酸。对。你现在想谈谈这个还是以后再谈?我们稍后再谈。好的。

所以这些是细胞内缓冲剂。但问题是,如果氢离子继续积累,我们也可以说,让我们把它们从肌肉中移走,对吧?我们怎么做呢?

这是因为,所以我们需要这些转运蛋白,因为像氢这样的带电分子不能穿过细胞膜,肌肉膜,肌膜。正确。所以我们需要转运蛋白。是的。是的。所以有两个主要的转运蛋白。有一个交换器,它基本上是交换钠离子排出氢离子。这基本上只是一个钠氢交换器。这是一个电荷交换,你知道的,排出正氢离子,换入正钠离子。

然后我们有另一个载体,它同时排出乳酸和氢离子。这是一个协同转运,乳酸是负的,所以用负的东西和正的东西一起排出是可以的。所以你用负乳酸排出氢离子。好的。我想正是这个排出乳酸的过程,我们可以在血液中测量它作为一种替代物。是的。

表明厌氧呼吸正在增加。是的,我们可以看看乳酸阈值,对吧?所以我们能够将乳酸与VO2最大值联系起来,你可以说,哦,在一定的VO2水平下,我们有我们的乳酸阈值,乳酸阈值,基本上,我们不能足够快地循环利用它。它不一定是乳酸的水平限制了我们的表现,而是正如我们前面所说,与之相对应的,那就是氢离子的持续丰富。

好的,那么细胞外呢,比如说我们把氢离子排出来了。我们现在开始使血液酸化了,对吧?先肌肉,然后血液。或者细胞外环境。是的,或者细胞外环境,这是真的。那么我们有什么细胞外缓冲剂呢?嗯,你在细胞外液中这里有更多三倍的碳酸氢盐。所以这是最……

重要的细胞外缓冲剂吗?是的,你可能会这么说,因为这,同样,随着氢的积累,它会遇到碳酸氢盐,然后变成碳酸,然后会开始向更多的水二氧化碳端转移。为了去除……

是结合呼吸系统。但这是我们稍后要讨论的内容。是的,是的。所以碳酸氢盐,重要的细胞外缓冲剂,可能是最重要的。细胞外液中也存在蛋白质,但数量不多。所以它不是一个真正强大的细胞外缓冲剂。但我们也有血红蛋白。

是的,一旦你进入血液,这与细胞外空间略有不同。所以即使血浆是细胞外的,我们现在在一个血管里,我们确实有血浆蛋白,可能比你在细胞外液或间质液中发现的要丰富得多。在这里,你确实有一些血浆蛋白可以进行缓冲,如白蛋白,但这远不足以缓冲高强度剧烈运动,就像你提到的那样,我们确实有红细胞,你45%的血液是红细胞,红细胞缓冲pH值变化的方式是它们将二氧化碳吸收到红细胞中

这再次与水相遇,形成碳酸,分解,因为它是由组织中二氧化碳分压高驱动的,就像苏打水一样。所以我们有很多二氧化碳。所以我们在红细胞中转移它。现在红细胞含有大量的碳酸,它会立即解离成氢。然后氢被放到血红蛋白上

在血红蛋白中的蛋白质上。这就是在这种情况下进行缓冲。现在我们剩下碳酸氢盐了。碳酸氢盐被推回红细胞到血浆中,我想它仍然可以进行一些缓冲。细胞外。细胞外。然后你需要引入氯离子以确保电荷平衡,因为碳酸氢盐是一个负组分。

阴离子,所以你必须引入另一个阴离子来平衡它。这就是氯离子转移。是的。所有这些都有意义,因为当你将氢离子结合到红细胞的血红蛋白上时,它更有可能在脱氧血红蛋白状态下这样做,这很有意义,因为你现在在组织中。所以实际上,当这种情况发生时,氧气更有可能反弹

这很有意义,因为它是在组织中,对吧?CO2高,O2低。是的,所以如果你想弄清楚你在运动时系统中到底发生了什么,当你接近50%到60%的VO2最大值时,你会看到肌肉pH值在6.5 pH左右。但如果你要取这个人的血液……

在这个特定水平上,它们在7.2。所以这里有很大的区别。所以pH值在相同的程度上发生变化……它有关系。存在关系,但并不相同。但它是抵消的。是的。好的。这告诉你缓冲正在发生,相当好地在细胞外或血液中。好的。

好的。现在——我可以在那之前补充一点吗?所以有趣的是,II型快肌纤维比I型纤维更擅长缓冲。这说得通。是的。因为它们进行厌氧呼吸多于进行有氧呼吸。所以它们产生的氢离子更多。所以它们已经发展了更大的能力。所以这是一点。另一点是

你知道,进行运动本身会让你更擅长缓冲。所以似乎是,这主要是因为你开始产生更多的肌肽。所以那是组氨酸残基,对吧?能够缓冲,但你也会开始产生更多的转运蛋白,氢乳酸转运蛋白。所以,

所以训练让你更擅长缓冲。是的。所以你刚才要说什么,对不起?所以当你接近,比如说60%的VO2最大值时,你现在已经达到了乳酸阈值。所以在这里,如果你要取这个人的血液,你突然会看到乳酸水平的大幅飙升。

你知道,接近每升4毫摩尔以上。是的。好的。现在同时你看到——你会看到碳酸氢盐持续下降。所以血液中的碳酸氢盐水平现在下降了。这告诉你它正在与氢离子结合,并且基本上消失了。血液中的pH值也开始下降。是的。现在这是一个重要的点,因为你现在引入了另一个——

生理系统,不是那么多的缓冲。我想你会说这是缓冲。是什么?引入呼吸系统。对。所以让我们回顾一下。你说乳酸上升了。说得通。它是厌氧呼吸的产物。pH值下降了。这说得通,因为你正在使用所有这些ATP并产生二氧化碳。但碳酸氢盐也在下降。人们可能会想,等等,如果它下降了,pH值不应该上升吗?

但是不,它正在下降,因为它试图修复pH值。它并不是非常成功。我的意思是,这是我们拥有的最好的方法,但它正在下降,因为它正在被消耗,试图维持pH值。但这样做,碳酸氢盐,当它,

与氢离子结合时,两者都从溶液中有效地消失了,因为它们现在变成了别的东西,而别的东西最终是二氧化碳和水。所以二氧化碳和水需要到达肺部,二氧化碳被排出。这就是我们所说的挥发性酸。所以二氧化碳有时被称为酸,即使它本身没有任何氢离子。

没错。所以通过这样做,我们的生理系统会检测到pH值的改变或氢离子的改变,它会在身体的某些部位检测到,在延髓,

主动脉弓和颈动脉体。是的。当它用化学感受器看到这一点时,它会告诉脑干,呼吸中枢,我们需要增加我们的通气率或每分钟通气量,这会排出更多二氧化碳。深入了解。是的,绝对的。所以说到这里,我们谈到了……

化学缓冲剂。是的。但我们也谈到了呼吸系统。我们可以利用这个系统吗?我们可以走一些捷径吗?是的。现在,在我们进入这个话题之前,非常快速地,为了完整起见,在肌肉本身,组氨酸和肌肽往往构成肌肉缓冲能力的60%。哇。

而肌肉中的碳酸氢盐为20%到30%,磷酸盐约为10%到20%。当我们从肌肉细胞跳到细胞外时,情况就不同了,在那里,碳酸氢盐是迄今为止最多的。我只是想用这个来结束。好的,我们可以利用这个系统吗?你是说我们能否服用一些东西来提高我们身体的缓冲能力以提高表现?让我给你一个运动。我会给你一个支持。给我支持,然后给我运动。

比如说,如果你要进行100米短距离游泳或400米游泳或400米跑步,让我们假设这主要是一种厌氧运动,你将因此产生大量的乳酸,只是为了证明你处于这种状态。

是的,我正在达到我的……是的。你可以在活动前做些什么吗?那么,你能不能服用大量的碳酸氢盐或某种碱来在你进行这项运动之前更有效地进行缓冲?BetterHelp在线疗法购买了这个30秒的广告,以提醒你现在,无论你在哪里,都要放松你的下巴。

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他的心脏放置了一个支架,防止了严重的心脏病发作。

如果不是我的守护天使,我就不在了。在unitedhealthcare.com上收听更多像杰克这样的故事。福利、功能和/或设备因工厂区域限制和排除供应而异。嗯,简短的答案是肯定的,你可以。有一些补充剂已被证明有助于缓冲,但显然存在细微差别和警告。所以,我的意思是,有一些证据表明,你知道,如果我要减少饮食中的酸量,

这能帮助缓冲产生的氢离子吗?答案是否定的。它可以稍微改变你的血液pH值。和尿液。和尿液,主要是尿液,但因为我们有所有这些缓冲剂,血液不是那么多,但它无助于缓冲,因此无助于提高性能。人们认为,如果你能更好地缓冲,你的表现就会更好,对吧?所以有很多研究特别关注某些类型的碳酸氢盐类物质

你可以服用的口服补充剂。所以包括碳酸氢钠和柠檬酸钠,它们都与碳酸氢盐缓冲系统的工作方式相同。那是细胞外的吗?那是细胞外的,因为当你摄入它时,它会进入你的血液,不会进入细胞。所以它主要会在动脉系统中进行缓冲,也可能在肌肉周围的细胞外液中进行缓冲,但在肌肉本身则不会。

现在,证据是,是的,它们可以提供帮助。它们可以稍微提高身体的缓冲能力,提高几个百分点,并且可以提高个人的表现,同样,提高几个百分点。

但是,你知道,副作用,特别是数量……所以一些证据表明你需要服用,例如,对于碳酸氢钠,大约是0.3克/公斤。所以以这种数量摄入碳酸氢盐,嗯,有一些风险。一个是胃肠道不适。有点……拉肚子。呕吐,拉肚子,对吧?所以不得不经常换裤子可能是一种副作用。但是也……

你可以导致碱中毒,对吧?所以你可以给自己造成碱中毒,而且可能是严重的,这可能是危及生命的。所有这些问题在于,马特,如果你是一个训练有素的人,我们刚才说过,对吧?如果你训练有素,你就有更好的缓冲能力。所以这些缓冲补充剂,

对那些可能需要额外提高几个百分点的表现的训练有素的运动员来说,效果较差,对吧?对于未经训练的人来说,这就是大部分益处似乎适合的地方,但未经训练的人可能不需要这些类型的缓冲剂

再增加3%。以及所有副作用的风险。是的。因为副作用不仅仅是胃肠道。你可能会头痛,你知道,你可能会再次出现碱中毒。那是,那是,如果你没有经过训练,你可能不太擅长了解你的极限以及你正在进行的活动应该服用多少剂量。所以,所以,

我的意思是,从我的角度来看,这可能不值得做。这就是碳酸氢钠和柠檬酸钠的情况。但还有一种叫做β-丙氨酸,你提到了。所以你说β-丙氨酸,组氨酸有助于产生肌肽,我们说这是缓冲剂。

所以这是细胞内的。好的,那么这方面有证据吗?所以你可以服用β-丙氨酸作为补充剂。这是一种氨基酸。它被认为是一种非必需氨基酸。所以,我想根据定义,这意味着你的身体有能力制造它。但在这种情况下,你可以食用……

一些作为补充剂,这样做,理论上可以增加肌肉内产生的肌肽量。是的。所以一些研究表明,每天补充2到3克β-丙氨酸会使肌肽增加60%到80%,循环肌肽增加60%到80%。这导致肌肉缓冲能力增加了3%到5%。

所以这是缓冲能力的提高。但是,再说一遍。我不想……我唯一要补充的是,也有副作用。这里的副作用略有不同。它们更多的是与神经或皮肤感觉有关。所以会有针刺感或感觉异常,这可能会导致。所以同样,只需要记住,你需要考虑缺点、副作用、不良反应。

而这种砰的一声的关系可能是一个你需要考虑的警告。是的,完全正确。还有什么?你知道,从你在健身房多年的经验来看,你听到人们服用β-丙氨酸吗?是的,人们服用β-丙氨酸。我认为他们不知道为什么服用β-丙氨酸。我的意思是很多人。他们是否在——这会不会只是掺入蛋白质粉中?就像他们只是把β-丙氨酸作为——

是的。它可能在一种,一种,氨基酸补充剂中。对。所以你有支链氨基酸。β-丙氨酸不是其中一种,不是一种,不是一种支链。哦,我,它是一种支链氨基酸吗?我认为不是,但是,嗯,但是人们服用β-丙氨酸,嗯,

作为氨基酸补充剂,但我不知道有多少人知道它在做什么。对。许多补充剂也是如此。人们多少知道肌酸的作用。是的。人们多少知道蛋白质的作用,但其他一切。嗯,是的。好了。所以我要告诉你的是。那么,它不是支链氨基酸。我认为它不是。

因为它不是必需的,当然。好的。所以如果你,就像我们谈到的,当你需要进行剧烈活动或运动时,比如在游泳池里进行100米短跑或在跑道上进行400米短跑,你将进行大量的厌氧呼吸。是的。你知道你将在那里产生大量的氢离子,在你可能超过你的缓冲能力之前。对。

尝试利用我们之前谈到的补充剂来利用这个系统。如果你只是想,好吧,我可能在活动开始前进行过度通气。如果我过度通气,我将排出大量的CO2。因此,我将降低我的——对不起,我将提高我的pH值。

降低我血液中的氢水平。变得更碱性。没错。就在我比赛之前。因此,有更多的能力吸收酸,我的pH值可以得到维持。有没有,你对此怎么看?不,我认为这不会,同样,我在这里根据第一性原理进行工作。这不像我为此查阅了文献。或者自己做过。或者自己做过。这就是我思考的方式,对吧,马蒂?如果你是,

所以我们所说的这些补充剂显示出一些性能优势,它们是增加你的基础负荷的补充剂,对吧?是的。

过度通气正在降低你的挥发性酸负荷。所以是二氧化碳。所以你正在做的是去除酸,但你并没有增加你的基础碱,对吧?所以当你进行运动时,你将通过运动再次产生二氧化碳。嗯,

而且你有相同数量的碱来帮助管理它。所以有相同的缓冲能力来管理它。所以我的想法是,不,它不会对你有什么作用,因为你需要增加基础碱负荷才能管理它。所以如果它有什么作用的话,它会更短暂吗?它会更短暂,因为我的想法是,

当你过度通气时,我可能不知道这一点,但我相信当你停止过度通气时,你的CO2水平会在几秒到几分钟内恢复正常,对吧?我假设。但当你过度通气时,你,

我们知道二氧化碳水平直接影响血管直径,所以它会使大脑中的血管变窄。你可能会晕倒。这在比赛前可能不太好。头痛。如果他们在说三、二、一,开始时你已经昏迷了,而且你仰卧着。但你也会在一段时间内失去呼吸驱动,因为你——嗯,这是真的。这就是孩子们在游泳池里死亡的方式,对吧?他们过度通气以屏住呼吸更长时间,但因为二氧化碳是吸入下一口气的刺激——

当它消失时,你不会吸入下一口气,你的O2会消失,你会晕倒。所以,是的,我会说不会。我不会说在活动前过度通气会提高性能。如果有什么不同的话,它可能恰恰相反。但同样,我只是根据第一性原理进行工作。我到底知道什么?我相信,你知道,如果它有益处,它就会被采用。

同意。同意。在谈到运动肌肉组织的酸碱平衡之前,你还想谈谈其他什么内容,然后我们感谢我们亲爱的观众?不,真的没有。我认为要点是,我们知道当肌肉以高强度进行活动时,它将产生更多的氢离子。它们将对肌肉内的过程产生……有害的影响。但我确实忘记提到的一点是,氢离子……

集中在肌肉中,它将与钙竞争……到肌钙蛋白。哦,所以通过竞争减少收缩。没错。所以肌肉收缩效率也存在这种影响。所以通过到位……

像内在的。所以我们称之为第一道防线,有点像免疫系统,对吧?我们有这些缓冲剂可以用来抵消所有这些。它们是可用的。然后我们需要引入第二道防线,这更多的是你的细胞外,也是你的生理系统。我们没有真正谈论到的是肾脏,

也是。是的。当我们表现得非常出色时,因为我们今天谈论的大部分内容,当我们谈论剧烈或高强度时,它们只持续几分钟。我们不是在谈论一整天,对吧?不,不,完全正确。所以呼吸应该足以排出CO2来管理酸碱水平。而肾脏,它最多

最多几小时,但实际上是几天。所以如果我要把碳酸氢盐缓冲方程式写出来,在一端你会得到CO2和H2O,呼吸系统管理它,而在另一端你得到了氢离子和碳酸氢盐,这是肾脏管理的那一端。但肾脏,就像我说的,那是几小时到几天。所以那是……

它超出了你需要的时间范围。是的。实际上,当你有更慢性的酸碱失衡时,肾脏往往会介入。然而,话虽如此,如果你有肾脏问题……是的。

这将意味着你从较差的缓冲基线开始。所以你可能会有问题,肾脏不能很好地循环利用碳酸氢盐,所以这很可能会让你进入酸中毒状态,或者相反,它可能会丢失碳酸氢盐。所以你既没有制造新的,也没有循环利用,或者与……

酸相同,所以无论出于何种原因,你都不能很好地处理肾脏的酸碱环境。如果在你进行高水平运动时处于这种状态,那么你的缓冲能力将低于正常水平,对吧?绝对的。绝对的。所以我想我们已经涵盖了我们需要的一切。我们已经经历了很多。我们已经经历了很多。所以希望这会有所帮助。如果你愿意,你可以联系我们,[email protected]

点com。我认为是这样。如果您有任何疑问或建议,请给我们发送电子邮件。我们有一些电子邮件需要在不久的将来的问答环节中阅读。关注我们的社交媒体。所以请,我们即将在我们的YouTube频道上获得一百万订阅者。现在,如果你看看它,我们的订阅者大约是955,000。所以我们还差45,000。你可能会认为这需要很长时间,但按照目前的增长速度,我们应该在9月1日达到一百万订阅者。所以我们的订阅者大约是955,000。

你知道身体不会产生乳酸吗?没错!在本集中,Matt 博士和 Mike 博士解释了运动肌肉如何产生和去除酸。*此内容仅供教育目的,不构成医疗建议。想要向我们发送问题或主题?电子邮件:[email protected]:https://www.youtube.com/@DrMattDrMike/Instagram:@drmiketodorovicTwitter/X:@drmiketodorovicTikTok:@dr_mike_todorovic 托管在 Acast 上。有关更多信息,请访问 acast.com/privacy。</context> <raw_text>0 但如果您想帮助我们更快地到达那里,请访问我们的 YouTube 频道,点击订阅。如果您想观看一些视频,就像我说的,我已经制作了一个关于心率变异性的视频,该视频将于本周三发布。所以这将是——阿司匹林。我做了一个关于阿司匹林的。你知道阿司匹林可以——是的,没有人关心阿司匹林。阿司匹林,好吧,阿司匹林过量会导致——

它可以同时产生代谢性酸中毒和代谢性碱中毒。没错。是的,非常好。非常好,马特。但我视频中没有提到这一点。好的。所以如果你不想听到这个,那就看马特的视频。但我还发布了一个关于肌肉疲劳的视频。所有这些因素,包括导致肌肉疲劳的氢离子增加。请随意访问 DrMattDrMike。给我们这个播客五星评价。给我们发邮件。告诉你的朋友,你的父母,告诉你的狗。

不是我们在这次广播中提到的那条狗。不,不,不,不,不。绝对不是那样。谢谢你,麦迪。谢谢。

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