一项新研究表明，在碳水化合物餐后，乳酸对缓解碳水化合物带来的影响至关重要，并在休息时作为能量来源，就像在运动期间一样，当乳酸成为持续性表现的燃料时。
像许多运动员一样，作为帕利尔高中田径队的一名学生，罗伯特·雷哈（Robert Leija）痴迷于如何提高自己的表现，特别是在训练期间防止肌肉中乳酸的积累。他认为，乳酸是他在剧烈锻炼后经历的性能疲劳和肌肉酸痛的原因。
但是，作为弗雷斯诺州立大学的一名运动生理学学生，他被一本绝版教科书告诉，他完全错了。乳酸并不是一种危险信号，表明运动员耗尽了体内氧气供应，而可能是在持续性运动期间需要为肌肉提供燃料所产生的正常产物。
现在，作为加州大学伯克利分校（UC Berkeley）的科学家乔治·布鲁克斯（George Brooks）实验室的研究生，他的研究为人们提供了乳酸在体内作用的更清晰的图景，进一步驳斥了乳酸是肌肉氧气缺乏的迹象的观念。
在今年2月发表在《自然代谢》杂志上的一篇论文中，雷哈、布鲁克斯和他们的同事们明确表示，人体在摄入碳水化合物后会正常产生乳酸。乳酸会迅速进入血液循环，甚至在葡萄糖出现之前。远非是在剧烈运动中需要消除的有毒副产品，膳食中的葡萄糖被迅速转化为乳酸，以至于乳酸在体内与葡萄糖一起担任体内两种主要碳能量载体之一。
这项研究结果表明，葡萄糖迅速转化为乳酸，起初在肠道中开始，这是人体应对突然摄入碳水化合物的一种方式。乳酸与胰岛素一起，在血液中缓冲葡萄糖的出现。
布鲁克斯是加州大学伯克利分校综合生物学教授，他说：“我们在饭后不是有大量葡萄糖激增，而是乳酸和葡萄糖同时激增。从葡萄糖转化为乳酸的程度越大，管理葡萄糖就越好。乳酸是一种碳水化合物缓冲剂。”
布鲁克斯及其同事早先在剧烈运动中已经证明了这一点。新研究证实，乳酸在正常的非运动活动和休息期间起到了同样的作用。
雷哈表示：“这证明了乳酸不应与无氧代谢——也就是氧限制的代谢——联系在一起。它只是对摄入碳水化合物或进行锻炼的正常反应。在锻炼中，乳酸被用作主要燃料来源。这就是为什么在你运动得更努力时，你的血液乳酸水平会增加。并不是因为你在生成它作为废物，而是因为它需要进入需要它来继续生理性能的组织中。”
这项研究在15名健康的身体活跃的年轻成年人身上进行，其中包括八名女性和七名男性，作为一项更大的国家卫生研究院资助的研究的一部分，旨在确定人们随着年龄增长从脂肪向碳水化合物代谢的转变。这些志愿者被要求过夜禁食（12小时），以耗尽他们的碳水化合物和糖原储备，以便他们主要通过将脂肪酸分解为脂肪酸，并将其用于基本身体功能的能量。
然后，他们饮用了75克葡萄糖，这是一种迅速被吸收的糖，以刺激从脂肪酸代谢转变为碳水化合物代谢。这类似于用于诊断糖尿病的葡萄糖耐量试验，并且通常用于对孕妇进行妊娠糖尿病筛查。
布鲁克斯的研究与以前类似的研究有所不同，因为他和他的同事，包括雷哈，在葡萄糖摄入后的两个小时内密切监测了志愿者的血液乳酸水平，并定期测量了呼吸中氧气和二氧化碳的比例，这表明了脂肪酸与碳水化合物的燃烧比例。
为了计算进入血液中的乳酸与葡萄糖的数量，他们预先在90分钟内给予乳酸和葡萄糖示踪剂——乳酸用一种稳定的、非放射性同位素碳-13标记，葡萄糖用氘标记——将示踪剂的血液水平提高到1%至2%之间。示踪剂的被未标记的葡萄糖和乳酸稀释使他们能够建立血液乳酸和葡萄糖的动力学，即出现、消失和清除。大多数这样的实验测量静脉血中的浓度，这些测量提供了很少关于葡萄糖和乳酸动力学的信息。
雷哈表示，动脉化血样的采集对研究的成功至关重要。这使研究人员可以看到肠道中的情况。通常，前臂静脉用于在葡萄糖挑战后30分钟取血样，但这种取样产生了混乱的结果。
研究人员发现，志愿者在葡萄糖甚至离开肠道之前就开始将膳食葡萄糖转化为乳酸。在饭后仅五分钟，动脉血中的乳酸水平就开始上升，而常常被誉为人体能量货币的葡萄糖则在饭后15到30分钟后才出现在血液中。
布鲁克斯说：“葡萄糖餐后的第一种碳水化合物会以乳酸的形式进入血液，因为这是肠道细胞的功能，而且因为大部分葡萄糖会被肝脏捕获，然后才释放到血液中供肌肉使用，而肌肉会将葡萄糖转化为乳酸。”“我们能看到这一点，因为乳酸的清除和氧化以及因为血液葡萄糖中出现了乳酸示踪剂的碳-13。这表明，乳酸只是用于分配碳水化合物碳能量通道的主要能量途径。”
布鲁克斯已经进行了50多年的人类和动物研究，以调查乳酸在体内的作用，每一项研究都提供了更多证据证明，乳酸不是氧限制性、无氧代谢的有毒副产品，而这种现象在人体中是不存在的，他说。然而，这一假设影响了运动员以及医生看待乳酸的方式。许多医生仍然将血液中高水平的乳酸——通常错误地称为乳酸酸——视为需要用补充氧气或药物来解决的疾病症状。
布鲁克斯说：“测量乳酸是运动医学从业者做的主要事情之一。现在我们明白了发生了什么。”“运动员一直在产生乳酸并且一直在清除乳酸。当他们无法通过氧化和将其转化为葡萄糖来清除它时，主要是我们知道这个人无法持续很长时间。”
“我认为这是一场革命。但对人们来说真的很困惑。原本糟糕的东西现在变好了。所有的书都是错的。”
除了布鲁克斯的教科书《运动生理学：人类生物能量学及其应用》外，其他所有书都是错的。最初由托马斯·法赫（Thomas Fahey）于1984年撰写，目前已经第五版。第六版的文字已经上传至出版社。
雷哈说：“当我阅读布鲁克斯博士1984年的书时，我真的很震惊，说实话。”“我一直把乳酸酸与运动过度导致氧气耗尽联系在一起，但我没有在生理学方面将任何东西联系起来。然后事情开始变得更有意义了。”
在他的书中，布鲁克斯创造了“乳酸穿梭”一词，用以描述人体的代谢反馈循环，其中乳酸是维持大多数组织和器官的中间体。
例如，他已经表明，在许多组织中，乳酸作为燃料优于葡萄糖。在剧烈运动期间，肌肉线粒体优先燃烧乳酸，甚至关闭葡萄糖和脂肪酸的燃料使用。布鲁克斯使用示踪剂显示，人类骨骼肌、心脏肌和大脑更喜欢乳酸而不是葡萄糖作为燃料，并且更依赖乳酸。乳酸还向脂肪组织发出信号，停止分解脂肪以供燃料。
这些研究中的一个空白是在正常的非运动活动和休息期间会发生什么。当前的研究填补了这一空白，并支持了一个观点，即当血液中的乳酸水平保持较高时，这是一个信号，表明有些东西正在干扰乳酸穿梭循环，而不是乳酸本身对身体有害。
布鲁克斯说：“这对于各种医疗情况非常有启发性。”“我认为当前结果的重要之处在于，这不仅仅是肌肉的事情。它始于膳食碳水化合物。这是拼图中的一块遗漏的部分。”
最近的研究是雷哈的博士论文的一部分，之后他希望进一步研究乳酸的代谢作用。
雷哈说：“自从上大学以来，我一直在阅读生理学书籍，试图提高自己的训练，我看到了所有这些科学术语，那时我有点忽视，因为我只是在寻找，我怎样才能跑得更快？ 我怎样才能跑得更久？”“但是现在，哇，它间接地帮了我。直到今天，我认为关于它仍有很多待发现的东西。”
该研究的其他合著者包括研究生Casey Curl、Jose Arevalo、Adam Osmond和Justin Duong、梅尔文·胡伊（Melvin Huie，MD），他是加州大学伯克利分校运动生理学实验室的成员，以及乌梅什·马沙拉尼（Umesh Masharani，MD），他是加州大学旧金山分校糖尿病中心的内分泌学家。
