在运动生理学和临床医学的历史长河中，乳酸曾长期被视为“缺氧条件下的代谢废物”，是疲劳和酸中毒的代名词。然而，来自美国加州大学伯克利分校 George A. Brooks 教授在其发表在中国体育科学学会会刊《运动医学与健康科学》（Sports Medicine and Health Science, SMHS）2026年第3期中的 Molecular vehicles for therapeutic delivery of lactate in exercise and medicine 综述文章，系统性地颠覆了这一传统认知。他指出，乳酸不仅在有氧条件下广泛生成，更是机体重要的能量燃料、糖异生前体以及信号分子。本文的核心在于探讨如何通过不同的分子载体，安全有效地将乳酸递送到体内，以服务于运动营养、创伤性脑损伤、心脏衰竭等临床和生理场景。
一、乳酸穿梭理论：重新定义乳酸的生理角色
Brooks 教授是“乳酸穿梭”理论的奠基人之一。该理论指出，乳酸并非代谢终点，而是连接不同组织、细胞甚至细胞器之间的重要碳骨架载体。乳酸穿梭主要服务于三个目的：
1. 作为优先能量底物：心脏、红肌、大脑等器官更偏好利用乳酸而非葡萄糖进行氧化供能。
2. 作为主要糖异生前体：乳酸是肝脏和肾脏合成葡萄糖的最重要原料。
3. 作为信号分子：乳酸通过与G蛋白偶联受体（如HCAR-1）结合，或参与组蛋白乳酸化等过程，调节食欲、炎症、血管生成、神经可塑性等多种生理功能。
这些发现为乳酸在医学和运动营养中的应用奠定了理论基础。
二、脑代谢与创伤性脑损伤：乳酸作为替代燃料
一个极具临床意义的发现是：在创伤性脑损伤（TBI）后，脑组织的葡萄糖摄取能力严重受阻，但乳酸的摄取和利用却相对保留。这意味着，外源性补充乳酸可以绕过受损的糖酵解通路，为受损大脑提供替代性能量来源。
已有临床研究使用高浓度（如半摩尔）的钠-L-乳酸静脉输注，成功改善了TBI患者的脑能量代谢，并减轻脑水肿。尽管高钠负荷需要谨慎处理（尤其是肾功能不全患者），但研究表明，乳酸输注可以提升心输出量，且不引起明显的高钠血症。此外，乳酸的L-对映体是人体自身代谢产生的形式，而D-乳酸（常见于短肠综合征或某些乳酸林格液）具有神经毒性，因此临床应用应严格选择L-乳酸。
三、乳酸递送的分子载体：从无机盐到有机复合物
为了实现乳酸的有效治疗递送，Brooks 系统比较了多种乳酸载体的优劣，分为无机和有机两大类。
1. 无机盐载体
最简单的形式是将乳酸与钠、钾、钙、镁等无机阳离子结合。例如，钠-L-乳酸已在临床试验中用于TBI和急性心衰。这些盐在水溶液中迅速解离，释放乳酸阴离子，通过单羧酸转运体（MCT）被快速吸收和利用。然而，高浓度钠盐可能引起高钠血症，限制了输注时间和剂量。
2. 有机载体
氨基酸载体：如精氨酸、赖氨酸等碱性氨基酸可作为乳酸的载体形成“精氨酰-乳酸”。这种复合物在胃酸中迅速解离，释放乳酸和精氨酸。精氨酸本身是一氧化氮前体，具有扩血管作用，因此具有双重益处。精氨酰-乳酸已被美国FDA列为“公认安全”（GRAS）物质，适用于运动营养和康复人群。
共价结合物：如Lac-Phe（乳酸-苯丙氨酸）。研究发现，运动诱导产生的Lac-Phe可通过血液循环到达下丘脑，抑制食欲，是一种负反馈调节碳水化合物代谢的信号分子。然而，这类共价结合物需要消化分解，生物利用度未知，目前尚未获得FDA批准用于临床营养。
甘油酯类：如LACTEM（乳酸-甘油-单棕榈酸酯）也属于GRAS物质，可用于口服。甘油本身是一种糖异生前体，但与乳酸相比效率较低。尽管如此，甘油的三羟基结构为与乳酸、丙酮酸、脂肪酸等能量底物酯化提供了平台，具有潜在的复合递送价值。
四、乳酸信号传导的多样性与复杂性
乳酸不仅提供能量，还通过多种信号通路调控机体功能。作者在文中列出了一份详尽的信号网络表格（见原文），其中关键内容包括：
抑制脂肪分解：乳酸通过HCAR-1受体抑制脂肪细胞中的cAMP-CREB通路，减少脂肪分解。
促进肌肉肥大：乳酸通过IGF-1和PGC-1α通路刺激线粒体生物合成和肌纤维生长。
抑制食欲：如前所述，Lac-Phe作用于下丘脑，抑制食欲中枢。
调节免疫：乳酸可影响巨噬细胞、CD8+ T细胞的功能，具有抗炎或促肿瘤的双重作用（取决于上下文）。
刺激血管生成：通过VEGF通路促进内皮细胞增殖。
这些信号功能表明，乳酸远非“被动燃料”，而是一个活跃的代谢调节因子。
五、从实验室到临床：挑战与前景
尽管乳酸递送在运动和某些疾病中显示出巨大潜力，但仍面临若干挑战：
安全性：高浓度乳酸输注需监测电解质平衡、血液pH和肾功能。D-乳酸必须避免。
生物利用度：共价结合型乳酸载体（如Lac-Phe）需要更多药代动力学和临床数据支持。
法规审批：除GRAS物质外，多数新型乳酸复合物尚未通过FDA临床试验验证。
个体差异：年龄、代谢状态、疾病类型（如脓毒症、糖尿病）可能影响乳酸的代谢响应。
目前，已经进入II期临床试验的应用包括：钠-L-乳酸用于TBI，精氨酰-乳酸用于耐力运动表现提升。这些进展为乳酸在精准营养和代谢治疗中的应用打开了大门。
六、总结与评价
Brooks 教授的这篇综述，系统整合了乳酸生理学、运动营养学和临床治疗学的交叉前沿。他明确指出：乳酸不是“施害者”，也不是“无辜旁观者”，而是一个被长期误解的强大代谢工具。通过合理设计的分子载体（如无机盐、氨基酸复合物、甘油酯等），我们可以实现乳酸的安全递送，用于改善脑损伤后的能量危机、支持运动员的耐力表现、调节食欲和代谢紊乱。
这篇论文不仅更新了我们对乳酸的传统认知，更重要的是，它为开发新型代谢治疗策略提供了理论框架和实用路径。未来，随着更多载体优化和临床试验的推进，乳酸有望成为从运动场到ICU都广泛应用的“超级代谢分子”。
原文阅读：
George A. Brooks.Molecular vehicles for therapeutic delivery of lactate in exercise and medicine[J]. Sports Medicine and Health Science, 2026,8(3):240-246. https://doi.org/10.1016/j.smhs.2026.03.005.
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