Kyselina mliečna (C 3 H 6 O 3 ) je látka produkovaná organizmom počas normálneho metabolizmu tela. Táto syntéza sa stáva obzvlášť intenzívnou v podmienkach nedostatku kyslíka, to znamená, keď metabolický dopyt tohto plynu prevyšuje dostupnosť; je to moment charakteristický pre namáhavé fyzické cvičenie, ale aj pre jednotlivé patologické stavy, ako napríklad tie, ktoré vyplývajú z obštrukcie dýchacích ciest.
Biochemické bázy
Pripomeňme si, že kyselina mliečna sa vyrába z pyruvátu, ktorý je konečným produktom glykolýzy (cytoplazmatický proces, ktorý produkuje degradáciu glukózy v dvoch molekulách kyseliny pyrohroznovej alebo pyruvátu). V šiestom z desiatich stupňov glykolýzy sa 3-fosfoglycerový aldehyd oxiduje vďaka oxidovanému NAD (NAD +), ktorý pôsobí ako akceptor vodíka + vodík. NAD sa potom redukuje na NADH (H +). V tomto bode, ak chceme, aby sa energia naďalej generovala prostredníctvom glykolýzy, musíme dbať na regeneráciu oxidovaného NAD (NAD +), ktorý by sa inak rýchlo vyčerpával, až kým sa nevyčerpá. Keď je dostupnosť kyslíka dostatočná, reoxidácia redukovaného NAD je zverená Krebsovmu cyklu (mitochondriálna oxidačná fosforylácia), so spotrebou kyslíka, tvorbou vody a syntézou ATP. Keď je kyslík vzácny, pyruvát, ktorý nevstúpi do krebsovho cyklu, sa redukuje na kyselinu mliečnu enzýmom laktátdehydrogenázou. Z tejto reakcie (pozri obrázok) sa obnoví NAD + potrebný na ďalšiu reakciu 3-fosfoglycerového aldehydu; potom môže pokračovať glykolýza.
Akonáhle je kyselina mliečna produkovaná, pri fyziologickom pH má tendenciu disociovať takmer úplne v dvoch iónoch: laktátový ión a ión H + (podľa reakcie uvedenej na obrázku).
Pretože, ako už názov napovedá, vzniká kyselina, nadmerná produkcia laktátu a H + má tendenciu znižovať pH vo vnútri bunky, čo prispieva (spolu s mnohými ďalšími faktormi) k nástupu únavy.
Prvý mechanizmus, ktorý bunky zavádzajú na obranu pred nadmernou produkciou kyseliny mliečnej, spočíva v jeho odtečení do mimobunkového prostredia a krvi. Nie je prekvapením, že za normálnych podmienok je koncentrácia laktátu v krvi rovná 1-2 mmol / l, zatiaľ čo počas intenzívneho fyzického cvičenia stúpa na viac ako 20 mmol / l.
Likvidácia kyseliny mliečnej
Hoci pri vysokých koncentráciách je kyselina mliečna obzvlášť toxickým produktom, ktorý ako taký musí byť nevyhnutne zneškodnený, nemôže a nesmie byť považovaný za odpad. Akonáhle je kyselina mliečna vyrobená, môže:
- niektoré tkanivá sa naberajú a používajú na energetické účely, ako sa to deje napríklad v srdci (ktoré uprednostňuje skôr laktát ako glukózu), ale aj na úrovni rovnakých svalových buniek (biele vlákna sú lepšie pri výrobe a červené vlákna k dispozícii). ;
- na novú syntézu glukózy / glykogénu (glukoneogenéza, Coriho cyklus v pečeni).
V oboch prípadoch sa musí laktát najprv premeniť späť na pyruvát, opäť enzýmom laktátdehydrogenázy, s redukciou NAD + na NADH (H +). V tomto bode môže byť pyruvát úplne oxidovaný v Krebsovom cykle alebo môže byť použitý na glukoneogenézu.
Už sme videli, ako nadmerná syntéza kyseliny mliečnej narúša metabolizmus bunky, ktorá umožňuje jej uvoľnenie von cez špecifické membránové transportéry (MCT). Okrem rôznych obranných mechanizmov, ktoré čoskoro uvidíme, existuje a priori ďalšia kontrola, ktorá zabraňuje nadmernému hromadeniu laktátu v intracelulárnom prostredí. Pokles pH (kyslé prostredie) - v dôsledku akumulácie vodíkov H + odvodených z disociácie kyseliny mliečnej - v skutočnosti inhibuje enzým fosfhofruttokinázu, ktorá zasahuje do tretieho štádia glykolýzy a určuje jej rýchlosť. V dôsledku toho nadmerný pokles pH spôsobuje spomalenie glykolýzy, čo znižuje rýchlosť syntézy kyseliny mliečnej (negatívna spätná väzba).
Nadmerný pokles vnútrobunkového pH však bojujú aj tlmivé systémy, medzi ktorými je najdôležitejšia biarbonát / kyselina uhličitá, zvýšená respiračnou aktivitou s elimináciou CO2:
Ako je znázornené na obrázku, intenzívna respiračná aktivita, ku ktorej dochádza pri intenzívnom cvičení, znižuje koncentráciu CO2 a kyseliny uhličitej v krvi a blokuje uvoľňovanie H + produktu disociáciou kyseliny mliečnej.
Vyššie uvedený obrázok ukazuje časový priebeh laktátu v krvi (lattatémia) počas fázy zotavovania po intenzívnom úsilí kyseliny mliečnej. Ako je zrejmé z grafu, vyškolený subjekt je schopný likvidovať kyselinu mliečnu v kratšom čase ako sedavý. Ďalšia dôležitá vec, ktorú treba poznamenať, je, že v priebehu jednej hodiny sa maximálne hladiny lattémie vrátia k bazálnym podmienkam; preto je nesprávne pripisovať akumulácii kyseliny mliečnej svalovú bolestivosť, ktorá sprevádza dni po mimoriadne intenzívnom tréningu.
S cieľom uľahčiť likvidáciu kyseliny mliečnej po maximálnom úsilí sa športovec postará o to, aby výkon bol sprevádzaný spomalenou regeneračnou fázou trvajúcou 15-20 minút.
