第二節 乳酸發酵

乳酸發酵是缺氧呼吸的一種。乳酸發酵分為兩個階段,分別是糖酵解和乳酸生成(NAD的再生)。葡萄糖經糖酵解分解成丙酮酸鹽,同時生成 ATP 和 NADH。NADH 把氫轉移至丙酮酸鹽,完成 NAD 的再生,丙酮酸鹽接收氫形成乳酸。

最終產物: ATP 和乳酸。

發生的地點: 細胞質。

進行的生物體: 某些細菌和骨骼肌。

乳酸發酵的化學方程式:

\(\displaystyle \text{葡萄糖} \xrightarrow{\text{酶}} \text{2 乳酸} + \text{2 ATP} \)
乳酸發酵的代謝過程
骨骼肌能進行乳酸發酵

進行劇烈運動時,骨骼肌的收縮會消耗大量能量。為了獲取足夠的能量,肌纖維會加快進行需氧呼吸,身體的呼吸速率和心搏率亦會同時提高,可是氧的供應速度仍舊不夠快。此時,骨骼肌會同時進行缺氧呼吸(乳酸發酵),在短時間內提供額外的能量。

若骨骼肌持續進行乳酸發酵,血液中的乳酸濃度會持續上升,引起肌肉疲勞、疼痛,甚至痙攣。

劇烈運動時,骨骼肌同時進行需氧呼吸和缺氧呼吸
乳酸的去向

血液中的乳酸,大約\(\,80\,\%\,\)會轉化成糖原,儲存在肝臟中。剩下\(\,20\,\%\,\)的乳酸會被氧化成丙酮酸鹽,然後再分解成二氧化碳和水。這些額外的耗氧量(即氧化乳酸的耗氧量)稱為氧債

根據右圖,進行\(\,10\,\)分鐘劇烈運動後,緩步跑\(\,50\,\)分鐘能加速移除血中的乳酸。這是因為:

  1. 緩步跑增加了身體的呼吸速率和心搏率。
  2. 呼吸速率的增加能增加身體吸入的氧量。
  3. 心搏率的增加使血液加快把氧運送到肝臟,把乳酸氧化。

劇烈運動後,血中乳酸濃度的變化
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