Mliječna kiselina (C3H6O3) je tvar koju tijelo proizvodi tijekom normalnog tjelesnog metabolizma. Ova sinteza postaje posebno intenzivna u uvjetima nedostatka kisika, tj. Kada metabolička potražnja ovog plina premašuje raspoloživost; to je spoj koji je karakterističan za naporno tjelesno vježbanje, ali i određena patološka stanja, kao što su ona koja nastaju zbog opstrukcije dišnih putova.
Biokemijske baze
Sjetimo se da se mliječna kiselina proizvodi od piruvata, koji je konačni proizvod glikolize (citoplazmatski proces koji proizvodi razgradnju glukoze u dvije molekule piruvične kiseline ili piruvata). U šestom od deset stupnjeva glikolize, 3-fosfoglicerični aldehid se oksidira zahvaljujući oksidiranom NAD (NAD +) koji djeluje kao H + akceptor vodika. NAD se zatim reducira do NADH (H +). U ovom trenutku, ako želimo da se energija nastavi generirati kroz glikolizu, moramo se pobrinuti da regeneriramo oksidirani NAD (NAD +), koji bi se inače brzo iscrpili dok se ne iscrpi. Kada je dostatna količina kisika dovoljna, reoksidacija reduciranog NAD povjerena je Krebsovom ciklusu (mitohondrijska oksidativna fosforilacija), uz potrošnju kisika, formiranje vode i sintezu ATP-a. Kada je kisik oskudan, enzim laktat dehidrogenaza reducira piruvat koji ne ulazi u krebsov ciklus do mliječne kiseline. Iz ove reakcije (vidi sliku), obnovljen je NAD + potreban za daljnju reakciju 3-fosfogliceričnog aldehida; glikoliza se može nastaviti.
Kada se jednom proizvede, pri fiziološkom pH, mliječna kiselina ima tendenciju da se gotovo u cijelosti disocira u dva iona: laktatni ion i H + ion (prema reakciji prikazanoj na slici).
Budući da, kao što ime sugerira, nastaje kiselina, prekomjerna proizvodnja laktata i H + ima tendenciju snižavanja pH unutar stanice, doprinoseći (zajedno s mnogim drugim čimbenicima) nastupu umora.
Prvi mehanizam koji stanice primjenjuju na obranu od prekomjerne proizvodnje mliječne kiseline sastoji se u njegovom isticanju prema izvanstaničnom okolišu i krvi. Nije iznenađujuće da je u normalnim uvjetima koncentracija laktata u krvi jednaka 1-2 mmol / L, dok se tijekom posebno intenzivne fizičke aktivnosti povećava na preko 20 mmol / L.
Odlaganje mliječne kiseline
Iako je mliječna kiselina u visokim koncentracijama posebno toksičan proizvod, koji kao takav nužno mora biti zbrinut, ne može se i ne smije smatrati otpadom. Doista, kad se jednom proizvede, mliječna kiselina može:
- neka tkiva uzimaju i koriste u energetske svrhe, kao što se to događa na primjer u srcu (koji preferira korištenje laktata umjesto glukoze), ali i na razini istih mišićnih stanica (bijela vlakna su bolja u proizvodnji, a crvena na raspolaganju) ;
- može se koristiti za novu sintezu glukoze / glikogena (glukoneogeneza, Cori ciklus u jetri).
U oba slučaja, laktat se prvo mora pretvoriti natrag u piruvat, opet enzimom laktat dehidrogenaze, sa redukcijom NAD + na NADH (H +). U ovom trenutku, piruvat se može potpuno oksidirati u Krebsovom ciklusu ili se može koristiti za glukoneogenezu.
Već smo vidjeli kako prekomjerna sinteza mliječne kiseline narušava metabolizam stanice, koja omogućuje oslobađanje vanjske tvari putem specifičnih membranskih transportera (MCT). Osim raznih obrambenih mehanizama koje ćemo uskoro vidjeti, postoji i daljnja kontrola koja sprječava prekomjerno nakupljanje laktata u unutarstaničnom okruženju. Pad pH (kisele okoline) - zbog akumulacije H + hidrogenacija koje proizlaze iz disocijacije mliječne kiseline - zapravo inhibira enzim fosfofrutkokinazu, koji intervenira u trećem stupnju glikolize, određujući njegovu brzinu. Posljedično, prekomjerni pad pH uzrokuje usporavanje glikolize, smanjujući brzinu sinteze mliječne kiseline (negativna povratna sprega).
Prekomjerno smanjenje intracelularnog pH se također odvija u puferskim sustavima, među kojima je najvažniji biarbonat / ugljična kiselina, pojačana respiratornom aktivnošću s eliminacijom CO2:
Kao što je prikazano na slici, intenzivna respiratorna aktivnost koja se javlja tijekom intenzivnog vježbanja smanjuje koncentraciju CO2 i ugljične kiseline u krvi, blokirajući oslobađanje H + proizvoda disocijacijom mliječne kiseline.
Gornja slika prikazuje vremenski tijek laktata u krvi (lattatemia) tijekom faze oporavka nakon intenzivnog napora mliječne kiseline. Kao što je jasno prikazano na grafikonu, obučeni subjekt je sposoban baciti mliječnu kiselinu u kraćem vremenu od sedentarnog. Druga važna stvar koju treba napomenuti je da se u roku od najviše sat vremena razine lattemije vraćaju bazalnim uvjetima; stoga je pogrešno akumulaciji mliječne kiseline pripisati mišićnu bol koja prati dane nakon posebno intenzivnog treninga.
Kako bi se olakšalo zbrinjavanje mliječne kiseline nakon maksimalnog napora, sportaš će se pobrinuti da nastupi nakon faze usporene regeneracije koja traje 15-20 minuta.
