Το γαλακτικό οξύ (C 3 H 6 O 3 ) είναι μια ουσία που παράγεται από τον οργανισμό κατά τη διάρκεια του φυσιολογικού μεταβολισμού του σώματος. Η σύνθεση αυτή γίνεται ιδιαίτερα έντονη σε συνθήκες έλλειψης οξυγόνου, δηλαδή όταν η μεταβολική ζήτηση αυτού του αερίου υπερβαίνει τη διαθεσιμότητα. είναι μια συγκυρία χαρακτηριστική της επίπονης σωματικής άσκησης, αλλά και συγκεκριμένων παθολογικών καταστάσεων, όπως αυτές που προκύπτουν από την απόφραξη των αεραγωγών.
Βιοχημικές βάσεις
Ας θυμηθούμε σύντομα ότι το γαλακτικό οξύ παράγεται από το πυροσταφυλικό, το οποίο είναι το τελικό προϊόν της γλυκόλυσης (μια κυτταροπλασματική διαδικασία που παράγει την αποικοδόμηση της γλυκόζης σε δύο μόρια πυροσταφυλικού οξέος ή πυροσταφυλικού οξέος). Στο έκτο από τα δέκα στάδια της γλυκόλυσης, η 3-φωσφογλυκερική αλδεϋδη οξειδώνεται χάρη στο οξειδωμένο NAD (NAD +) που δρα ως δέκτης υδρογόνου Η +. Το NAD κατόπιν μειώνεται σε NADH (Η +). Σε αυτό το σημείο, εάν θέλουμε η ενέργεια να συνεχίσει να παράγεται μέσω γλυκόλυσης, πρέπει να φροντίσουμε να αναγεννήσουμε το οξειδωμένο NAD (NAD +), το οποίο διαφορετικά θα εξαντληθεί γρήγορα μέχρι να εξαντληθεί. Όταν η διαθεσιμότητα οξυγόνου είναι επαρκής, η επαναοξείδωση του μειωμένου NAD ανατίθεται στον κύκλο Krebs (μιτοχονδριακή οξειδωτική φωσφορυλίωση), με κατανάλωση οξυγόνου, σχηματισμό νερού και σύνθεση ΑΤΡ. Όταν το οξυγόνο είναι σπάνιο, το πυροσταφυλικό που δεν εισέρχεται στον κύκλο του krebs μειώνεται στο γαλακτικό οξύ από το ένζυμο lactate dehydrogenase. Από την αντίδραση αυτή (βλέπε εικόνα), αποκαθίσταται το NAD + απαραίτητο για την περαιτέρω αντίδραση της 3-φωσφογλυκερικής αλδεΰδης. τότε μπορεί να προχωρήσει η γλυκόλυση.
Μόλις παραχθεί, σε φυσιολογικό ρΗ, το γαλακτικό οξύ τείνει να διαχωριστεί σχεδόν εξ ολοκλήρου σε δύο ιόντα: το γαλακτικό ιόν και το Η + ιόν (σύμφωνα με την αντίδραση που φαίνεται στο σχήμα).
Δεδομένου ότι, όπως υποδηλώνει το όνομα, παράγεται ένα οξύ, η υπερβολική παραγωγή γαλακτικού και Η + τείνει να μειώσει το ρΗ μέσα στο κύτταρο, συμβάλλοντας (μαζί με πολλούς άλλους παράγοντες) στην εμφάνιση κόπωσης.
Ο πρώτος μηχανισμός που εφαρμόζονται από τα κύτταρα για να υπερασπιστούν τον εαυτό τους από την υπερβολική παραγωγή γαλακτικού οξέος συνίσταται στην εκροή του προς το εξωκυτταρικό περιβάλλον και το αίμα. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι σε κανονικές συνθήκες η συγκέντρωση γαλακτικού στο αίμα είναι ίση με 1-2 mmol / L, ενώ αυξάνεται σε πάνω από 20 mmol / L κατά τη διάρκεια μιας ιδιαίτερα έντονης σωματικής άσκησης.
Απόρριψη γαλακτικού οξέος
Αν και σε υψηλές συγκεντρώσεις το γαλακτικό οξύ είναι ένα ιδιαίτερα τοξικό προϊόν, το οποίο ως τέτοιο πρέπει κατ 'ανάγκη να απορριφθεί, δεν μπορεί και δεν πρέπει να θεωρείται απόβλητο. Πράγματι, μόλις παραχθεί, το γαλακτικό οξύ μπορεί:
- να συλλέγονται και να χρησιμοποιούνται από ορισμένους ιστούς για ενεργειακούς σκοπούς, όπως συμβαίνει για παράδειγμα στην καρδιά (η οποία προτιμά να χρησιμοποιεί γαλακτικό αντί για γλυκόζη), αλλά και στο επίπεδο των ίδιων μυϊκών κυττάρων (οι λευκές ίνες είναι καλύτερες στην παραγωγή και οι κόκκινες στη διάθεσή της) ?
- να χρησιμοποιηθεί για τη νέα σύνθεση γλυκόζης / γλυκογόνου (γλυκονεογένεση, κύκλος Cori στο ήπαρ).
Και στις δύο περιπτώσεις, το γαλακτικό πρέπει πρώτα να μετατραπεί ξανά σε πυροσταφυλικό, και πάλι με το ένζυμο γαλακτικής αφυδρογονάσης, με μείωση του NAD + σε NADH (H +). Σε αυτό το σημείο, το πυροσταφυλικό μπορεί να οξειδωθεί πλήρως στον κύκλο του Krebs ή να χρησιμοποιηθεί για τη γλυκονεογένεση.
Έχουμε ήδη δει πώς μια υπερβολική σύνθεση γαλακτικού οξέος διαταράσσει τον μεταβολισμό του κυττάρου, η οποία παρέχει την απελευθέρωσή του έξω μέσω ειδικών μεταφορέων μεμβράνης (MCT). Εκτός από τους διάφορους αμυντικούς μηχανισμούς που θα δούμε σύντομα, υπάρχει ένας εκ των προτέρων έλεγχος που προλαμβάνει την υπερβολική συσσώρευση γαλακτικού στο ενδοκυτταρικό περιβάλλον. Η πτώση του pH (όξινο περιβάλλον) - λόγω της συσσώρευσης των υδρογονανθράκων Η + που προέρχονται από τη διάσταση του γαλακτικού οξέος - στην πραγματικότητα αναστέλλει το ένζυμο φωσφοροβουτοκινάση, που παρεμβαίνει στο τρίτο στάδιο της γλυκόλυσης, καθορίζοντας την ταχύτητά του. Κατά συνέπεια, μια υπερβολική πτώση στο pH προκαλεί επιβράδυνση της γλυκόλυσης, μειώνοντας την ταχύτητα σύνθεσης γαλακτικού οξέος (αρνητική ανάδραση).
Η υπερβολική μείωση του ενδοκυτταρικού ρΗ καταπολεμάται επίσης από τα ρυθμιστικά συστήματα, μεταξύ των οποίων το πιο σημαντικό είναι το όξινο ανθρακικό / καρβονικό οξύ, ενισχυμένο από την αναπνευστική δράση με εξάλειψη του CO2:
Όπως φαίνεται στο σχήμα, η έντονη αναπνευστική δραστηριότητα που εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της έντονης άσκησης μειώνει τη συγκέντρωση του CO2 και του ανθρακικού οξέος στο αίμα, εμποδίζοντας την απελευθέρωση του προϊόντος Η + με διαχωρισμό του γαλακτικού οξέος.
Η παραπάνω εικόνα δείχνει την χρονική πορεία του γαλακτικού αίματος (lattatemia) κατά τη διάρκεια της φάσης ανάκαμψης μετά από έντονη προσπάθεια γαλακτικού οξέος. Όπως φαίνεται σαφώς από το γράφημα, το εκπαιδευμένο άτομο είναι σε θέση να διαθέτει το γαλακτικό οξύ σε μικρότερο χρόνο από το καθιστικό. Ένα άλλο σημαντικό πράγμα που πρέπει να σημειωθεί είναι ότι μέσα σε μια ώρα, το πολύ, τα επίπεδα της lattemia επιστρέφουν στις βασικές συνθήκες. ως εκ τούτου είναι λάθος να αποδίδεται στη συσσώρευση γαλακτικού οξέος η μυϊκή πληγή που συνοδεύει τις ημέρες μετά από μια ιδιαίτερα έντονη προπόνηση.
Για να διευκολυνθεί η διάθεση του γαλακτικού οξέος μετά από μέγιστη προσπάθεια, ο αθλητής θα φροντίσει να έχει την απόδοση ακολουθούμενη από μια βραδεία φάση αναγέννησης που διαρκεί 15-20 λεπτά.
