Lactaat: the good, the bad, and the ugly

Hoe vaak hoor je bij een wedstrijd niet iemand verzuchten dat hij zo diep moest gaan dat hij volledig ‘verzuurde’? Over die verzuring, het vermeende gevolg daarvan (vermoeidheid) en de vermeende oorzaak daarvan (melkzuur, of beter gezegd: lactaat) bestaan behoorlijk wat misvattingen. Een simpele Google-search op keywords als ‘melkzuur’ of ‘anaerobe drempel’ geeft dit maar al te goed weer: driekwart of meer van de artikelen waarnaar gelinkt wordt bevatten achterhaalde opvattingen, volkswijsheden of wetenschappelijke nonsens.
In dit artikel proberen we deze misvattingen bij de kop te vatten. En te ontkrachten. Helaas zal dat niet gaan zonder hier en daar in de achterliggende biochemische principes te duiken. Maar om alvast de conclusie weg te geven: lactaat isn’’t bad, it’s good!

De wijd verbreide misvatting is dat lactaat een ‘afvalproduct’ is, een bijproduct van onvolledige omzetting van glucose in de spieren. Het zou vermoeidheid teweegbrengen door verhoging van de zuurgraad in de spieren. Dit beeld is zeer bezijden de waarheid en stoelt op inmiddels achterhaalde kennis (zie kader).
Lactaat is echter geen afvalproduct of bijproduct, maar een tussenproduct van meerdere normale metabole systemen die brandstof leveren voor de spiercontractie bij hoge inspanning. Daarnaast stelt het (via processen die we straks toelichten) juist vermoeidheid uit, in plaats van dat het er de oorzaak van is!

De misvatting over de rol van lactaat stoelt waarschijnlijk op wetenschappelijk onderzoek uit de vroege twintigste eeuw. In 1920 sneed Nobelprijskandidaat Otto Meyerhoff een kikker doormidden om zijn spieren te bestuderen. Zuurstof- en energietoevoer waren hierdoor niet meer mogelijk. Door stimulatie met elektrodes ontdekte Meyerhoff dat na een aantal samentrekkingen de spier ophield te bewegen. Vervolgens stak hij er een pH-meter in, en wat bleek? De spieren waren verzuurd, en hij concludeerde dat verzuring vermoeidheid veroorzaakt. Uit later onderzoek bleek dat lactaat geproduceerd werd in de anaerobe omzetting van glucose. Eén en één is twee, dacht men toen. Een hoog prestatieniveau leidt tot een hoger anaeroob metabolisme, dit produceert lactaat, dit hoopt zich op en bij hoge concentraties raken de spieren verzuurd en kunnen ze daardoor minder goed samentrekken.
Op het eerste gezicht lijkt deze redenatie logisch. Maar er zijn nogal wat gaten in te schieten. En die zijn er in later jaren door wetenschappers ook in geschoten. Maar het ‘popular belief’ is hardnekkig, tot op de dag van vandaag.

Het is scheikundige basiskennis dat vrije protonen bijdragen aan verzuring. Al in 1977 werd aangetoond dat in de omzetting van glucose naar lactaat in het lichaam twee vrije protonen nodig zijn. De vorming van lactaat leidt dus tot minder verzuring, omdat hierbij twee vrije protonen worden verbruikt. Weliswaar wordt tijdens hoge inspanning de zuurgraad in de spieren hoger, maar dat gebeurt door een geheel ander mechanisme dan door de vorming van lactaat. Juist de vorming van lactaat gaat de ophoping van vrije protonen (en dus de verzuring) enigszins tegen!

Daarnaast is in recenter onderzoek aangetoond dat lactaat ook een remmend effect heeft op spiervermoeidheid bij hoge inspanningen, namelijk bij depolarisatie. Spiersamentrekking wordt in gang gezet door elektrische activering via de zenuwen en vervolgens in de spiercellen via mineralen als natrium en kalium. Iedere spiercelcontractie gaat gepaard met een bliksemsnelle uitwisseling van kalium- en natrium-ionen door het celmembraan. Hierbij gaat natrium naar binnen, en kalium naar buiten. Deze uitwisseling gaat het best als er een hoge mate van polarisatie (verschil in de elektrische lading) is tussen het milieu binnen de spiercel en het milieu daarbuiten. Aan het begin van hoge inspanning is de binnenkant van de cel veel sterker positief geladen dan de buitenkant. Hierdoor kan natrium snel naar binnen en kalium snel naar buiten. Bij voortdurende hoge inspanning gaat kalium sneller van binnen naar buiten dan dat het door de zogenaamde kaliumpomp weer terug naar binnen kan worden getransporteerd. De opbouw van kalium buiten de spiercel zorgt dan voor vermindering van het ladingsverschil tussen binnen en buiten. Daardoor worden de spiercontracties minder efficiënt. Oftewel: spiervermoeidheid. Veel biochemici erkennen dat deze spiercel-depolarisatie een veel belangrijkere factor vormt in spiervermoeidheid dan verzuring.
En hoe zit het nu met lactaat in dit verhaal? In 2001 is aangetoond dat lactaat de celfunctie deels herstelt als deze zich in een gedepolariseerde staat bevindt. Met andere woorden: als er geen hoge concentratie aan lactaat zou zijn, dan zou de spier zelfs nog eerder vermoeid raken!

Maar hiermee is nog niet alles gezegd. Andere recente biochemische inzichten concluderen dat de belangrijkste functie van lactaat niet is het uitstellen van vermoeidheid (veroorzaakt door verzuring of depolarisatie), maar dat het juist een belangrijke rechtstreekse èn indirecte brandstof is voor de spieren. Sterker nog: bij hoge inspanningen wordt het zelfs één van de belangrijkste, omdat het zeer snel kan worden omgezet en de daarbij vrijkomende energie dus ook heel snel kan worden ingezet voor de spiercontractie. Bepaald geen afvalproduct dus, maar juist een essentieel product voor het snel leveren van energie!

Onderzoek in de jaren 60 en 70 toonde het bestaan van de ‘lactaat shuttle’ aan. Lactaat kan makkelijk uit een cel ‘lekken’ naar de bloedbaan en kan via het bloed vervolgens weer makkelijk getransporteerd worden naar de lever. In de lever wordt lactaat weer omgezet in glucose. En dat kan dan weer worden gebruikt in andere spieren. Lactaat is dus geen afvalproduct. Integendeel: lactaat fungeert als brandstof in de aerobe metabole cyclus.
Het is belangrijk te weten dat niet alle lactaat weer kan worden via de lever kan worden ‘gerecycled’ via de lever tot glucose. Ongeveer driekwart van het lactaat dat in een spiercel onder inspanning wordt geproduceerd,blijft gewoon in die cel. Dit lactaat worden door een aantal transporteiwitten in de spiercel getransporteerd naar de mitochondria, de ‘energiefabriekjes’ in iedere cel. Daar wordt het lactaat vervolgens via een aeroob metabool pad verder omgezet naar kooldioxide en water, waarbij ook weer energie vrijkomt. Er is dus een koppeling tussen de anaerobe en aerobe metabole systemen. Bij gematigde inspanning hebben de aerobe systemen de overhand en wordt er weinig lactaat geproduceerd. Naarmate de inspanning stijgt neemt het aandeel in de energieleverantie dat via de anaerobe systemen loopt steeds meer toe. Dit omdat de anaerobe omzetting van glucose naar lactaat veel sneller kan verlopen dan de volledig aerobe omzetting van glucose.
Het is dus ook voor duursporters belangrijk om het vermogen om lactaat te produceren te trainen: de anaerobe capaciteitstraining, zoals eerder hier beschreven in de artikelenserie van Bert Flier ‘Wat train ik nu eigenlijk?’ Deel [1][2][3].

Naast het voorkomen van vermoeidheid en het leveren van energie heeft lactaat nog een derde functie. Het lijkt erop dat hoge lactaatconcentraties in de cel de productie van vrije radicalen triggeren die vervolgens weer diverse genen in de cel ‘aanzetten’. Sommige van die genen zijn betrokken bij de vorming van mitochondriën. Hoge lactaatconcentraties lijken dus op termijn de vorming van meer mitochondriën in een spiercel te bevorderen. Hierdoor wordt dus de capaciteit van die cel om meer energie vrij te maken vergroot. Dit is precies waarom Olbrecht aangeeft waarom aerobe capaciteitstrainingen (gericht op het kweken / efficiënter maken van de mitochondria) nog effectiever worden als je ze combineert met anaerobe capaciteitstrainingen.

Kortom: de oude theorieën zetten lactaat nadrukkelijk in de hoek als één van de foute bijproducten / eindproducten van ‘onvolledige’, anaerobe verbranding. Volgens recente inzichten is het dus precies omgekeerd: lactaat is om meerdere redenen een zeer belangrijke positieve factor bij hoge inspanningen. Daar waar vroeger geadviseerd werd om niet te vaak / te veel ‘boven de drempel’ te trainen omdat in dat soort trainingen teveel lactaat geproduceerd zou worden, is volgens de huidige inzichten het devies om ook het lactaatproducerend vermogen te trainen. Boven de anaerobe drempel dus! Hierbij blijft wel overeind staan dat er nog genoeg andere fysiologische redenen zijn om niet te vaak te hard te trainen, maar lactaat is er dus niet één van. Integendeel zelfs: lactaat is een bevorderende factor bij de adaptatie van spieren aan hogere inspanningen en helpt je, in combinatie met een goed ontwikkeld aeroob systeem, je motor van (snelle) brandstof te kunnen voorzien.

We hopen met dit artikel wat fabels over melkzuur lactaat te hebben weggenomen. In ieder geval zet het het citaat van Chris McCormack ‘My body doesn’t know how to produce lactate anymore’ in het recente artikel van Bert Flier in een wat duidelijker context. Uit de woordkeuze (Macca gebruikt niet voor niks ‘produce’ in plaats van ‘tolerate’) blijkt dat McCormack – perfectionist als hij is – meer dan bekend is met de ins en outs van lactaat. Jij nu ook.