Weg met dat melkzuur, lang leve lactaat!

Het is waarschijnlijk het grootste misverstand onder wielercommentatoren: melkzuur dat tijdens zware inspanning zowat uit de oren van de renner spuit en hem de lust ontneemt om nog verder te fietsen. Het kan niet kloppen: melkzuur gaat in het lichaam namelijk direct over in lactaat. En ook dat is geenszins een nutteloze afvalstof laat een recente studie in Nature zien.

Het is precies een eeuw geleden dat de Duitse biochemicus Otto Meyerhof het heuglijke nieuws vernam dat hij de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde had gewonnen. Hij verdiende de prestigieuze wetenschapsprijs volgens het Nobelcomité voor zijn onderzoekswerk waarin hij de relatie tussen het verbruik van zuurstof en de melkzuurstofwisseling in de spier beschreef. Meyerhof moest de prijs wel met zijn Engelse collega Archibald Hill delen, één van de pioniers op het gebied van de inspanningsfysiologie in die tijd. Dat was geen probleem: Meyerhof en Hill hadden regelmatig met elkaar contact over hun bevindingen en ideeën. Eén daarvan ging erover dat er een voorlopermolecuul van melkzuur moest zijn dat spieren van energie voorzag tijdens inspanning…

Want dat melkzuur zich tijdens intensieve spiercontracties ophoopte in spieren, daar was honderd jaar geleden geen enkele twijfel over. In 1807 rapporteerde de Zweedse scheikundige Jöns Jacob Berzelius al over de aanwezigheid van melkzuur in de poten van mannetjesherten die tijdens de jacht waren gedood. Interessant hierbij: de herten die het moeilijkste te vangen waren geweest, hadden het meeste melkzuur in hun spier, zo zag Berzelius in zijn laboratorium waar hij de spieren verzamelde, kookte en fijnmaalde, om vervolgens middels een tijdrovend protocol van allerhande chemische stappen de hoeveelheid melkzuur te bepalen. In de jaren erna werd de relatie tussen spierarbeid en ophoping van melkzuur steeds vaker gedemonstreerd. Zoals in achterpoten van kikkers, waarbij de spieren uit het lichaam werden gehaald en vervolgens elektrisch geprikkeld. Hoe vaker en intensiever de spieren samentrokken, hoe meer melkzuur er gevonden werd.

Heden ten dage komt deze gedachtegang nog geregeld voorbij in het commentaar tijdens de koers. Want de renner of renster die een berg wordt opgejaagd of achterna gezeten door een jagend peloton, die moet oppassen: als hij te diep gaat, dan krijgt hij onherroepelijk te maken met een forse stijging van de hoeveelheid melkzuur in zijn lijf. Zo erg, dat het zelfs zijn oren kan uitkomen. En dat geeft een hele hoop ellende aldus de verslaggever ter plaatse: de benen schreeuwen moord en brand, het hart bonst als een razende door de borstkas, de longen snakken naar extra zuurstof en het hoofd denkt maar aan één ding: stoppen. Allemaal de schuld van dat verdoemde melkzuur.

Van melkzuur naar lactaat

Inmiddels zijn we honderd jaar en vele wetenschappelijke studies en inzichten verder. En wat blijkt? Berzelius, Hill, Meyerhof en al die andere onderzoekers hadden het destijds mooi bij het verkeerde eind. Melkzuur kom je amper in het menselijk lichaam tegen. Wanneer melkzuur namelijk tijdens inspanning in de spier ontstaat, valt het direct uiteen in lactaat en waterstofionen. Tijdens één van de chemische stappen die Berzelius destijds volgde in zijn ingewikkelde receptuur, creëerde hij juist melkzuur uit het aanwezige lactaat en toonde dat vervolgens in de spieren van de gevangen herten aan. Oeps.

Oké, het is wel een beetje spijkers op laag water zoeken, zult u zeggen. Van wielercommentatoren kun je nou eenmaal niet verwachten dat ze alle biochemisch reacties in het lichaam zomaar op kunnen dreunen. En zeg nou eerlijk: lactaat of melkzuur, het scheelt uiteindelijk slechts een H-plusje (een proton). Bovendien, dat lactaat is dan toch de veroorzaker van alle fysieke malheur bij een wielrenner die diep moet gaan? Wanneer het lactaat zowat de oren van een renner uitspuit, geeft dat dan toch die intense vermoeidheid en ondraaglijke pijn in de poten?

Ook zo eenvoudig blijkt het helaas niet te zijn: het klopt dat het lactaatgehalte in het bloed omhoog gaat tijdens intensieve inspanning -ook te meten in de oorlel met een naaldenprik-, maar dat wil nog niet zeggen dat lactaat daarmee ook alle ellende die een renner op dat moment voelt, veroorzaakt. Inspanning gaat gepaard met wel meer veranderingen in het lichaam: een uitputtende hardlooptest van slechts tien minuten zorgt er bijvoorbeeld al voor dat de concentratie van 9815 moleculen in het bloed verandert, en lactaat is er daar één van.

Bovendien geeft lactaat wanneer je het in een spier inspuit, niet direct een rotgevoel, zo liet een studie van een paar jaar geleden zien waarbij de stof in een steeds grotere hoeveelheid in de duim van vrijwilligers werd ingespoten. Alleen wanneer lactaat gecombineerd werd met andere stoffen die tijdens inspanning in de spier vrijkomen, klaagden de proefpersonen over een pijnlijk gevoel. (Eenzelfde misverstand geldt trouwens ook voor verzuring: ja, de zuurgraad (pH) van bloed en spieren neemt af tijdens intense inspanning maar de veranderingen zijn relatief klein en kunnen de vermoeidheid allerminst verklaren)

Hongergevoel

Wat dan wél precies het nare gevoel veroorzaakt wanneer te inspanning te zwaar voor het lichaam wordt, daar is de wetenschap het nog niet over uit. Maar dat lactaat zeker niet een kwalijke afvalstof is die een renner liever kwijt dan rijk is, wordt steeds duidelijker. Zo blijkt lactaat een prima brandstof voor spieren, hart en hersenen te zijn en daarnaast een belangrijke signaalstof voor de broodnodige aanpassingen in het lichaam tijdens training. Hét ideale supplement voor sporters zogezegd.

De laatste jaren wordt het steeds duidelijker dat lactaat ook een belangrijke rol speelt bij het afzwakken van de honger tijdens zware inspanning. Wie zichzelf geregeld uit elkaar trekt tijdens een pittige intervaltraining, zal het herkennen: je eindigt met een stuk minder honger dan na een rustige duurtraining. De oorzaak: niet alleen grijpt het tijdens de inspanning geproduceerde lactaat in op de werking van de bekende (anti-)hongerhormonen, het lijkt ook tot de vorming van een uniek eetlustremmend signaalmolecuul te leiden, zo laat een recente studie in het toonaangevende tijdschrift Nature zien.

Het gaat om N-lactoyl-phenylalanine (Lac-Phe), dat specifiek tijdens inspanning uit de reactie van lactaat met het aminozuur phenylalanine gevormd wordt. Een groep internationale onderzoekers pikte deze stof tussen zo’n 1000 andere moleculen in het bloed van rennende muizen en racepaarden op. Toen ze Lac-Phe vervolgens injecteerden in obese muizen, zagen ze de voedselinname met 50% omlaag gaan. Dat dit echt door de Lac-Phe kwam en niet door minder beweging of misselijkheid lieten andere experimenten zien.

Vervolgens was het de vraag of Lac-Phe ook voor gewichtsverlies kan zorgen tijdens een trainingsprogramma. In muizen bleek dit zo te zijn. De onderzoekers creëerden hiervoor muizen die niet in staat waren om Lac-Phe te produceren; de dieren werden eerst vet gemest en kregen vervolgens een loodzwaar trainingsregiem voorgeschoteld (5x in de week 40 minuten intensief rennen op een muizenloopband). Het is een geschikt programma voor obese muizen om af te vallen, zo lieten studies in het verleden zien. Maar dan wel wanneer ze Lac-Phe kunnen maken: de muizen die dit niet konden raakten veel moeilijker hun gewicht kwijt omdat het ze niet lukte om voedselinname te beteugelen.  

In hoeverre Lac-Phe ook een rol speelt in de energiebalans van professionele wielrenners, weten we nog niet. Maar dat, parallel aan lactaat, de stof ook in hun bloed omhoog schiet tijdens een splijtende demarrage of explosieve sprint, leidt geen twijfel. De onderzoekers vonden Lac-Phe namelijk ook terug in het bloed van proefpersonen die ze naar het lab gelokt hadden om daar te komen sporten. Hoe intensiever de inspanning, hoe meer Lac-Phe door de onderzoekers werd aangetroffen.

‘Wat een prachtig gevecht zien we op de flanken van Alpe d’Huez. Wat gaan de renners toch hard omhoog. En wat gaat dat melkzuur, eh ik bedoel natuurlijk lactaat, toch hard omhoog. Geweldig!’