Молочна кислота (C 3 H 6 O 3 ) є речовиною, що виробляється організмом при нормальному метаболізмі організму. Цей синтез стає особливо інтенсивним в умовах дефіциту кисню, тобто коли метаболічний попит цього газу перевищує доступність; це характеристика напружених фізичних вправ, але також особливих патологічних станів, таких як обструкція дихальних шляхів.
Біохімічні основи
Нагадаємо коротко, що молочна кислота виробляється з пірувату, який є кінцевим продуктом гліколізу (цитоплазматичний процес, який виробляє деградацію глюкози в двох молекулах піровиноградної кислоти або пірувату). На шостому з десяти стадій гліколізу 3-фосфогліцеричний альдегід окислюється завдяки окисленому NAD (NAD +), який діє як акцептор H +. NAD потім редукують до NADH (H +). На цьому етапі, якщо ми хочемо, щоб енергія продовжувала генеруватися через гліколіз, ми повинні подбати про те, щоб регенерувати окислений NAD (NAD +), який інакше був би швидко виснажений до виснаження. Коли достатня кількість кисню достатньо, повторне окислення зниженого NAD доручено циклу Кребса (мітохондріальне окисне фосфорилювання), з використанням кисню, утворення води і синтезу АТФ. Коли кисень є дефіцитним, піруват, який не входить у цикл кребса, зводиться до молочної кислоти ферментом лактатдегідрогенази. З цієї реакції (див. Фігуру) відновлюється NAD +, необхідний для подальшої реакції 3-фосфоглицеринового альдегіду; гліколіз може потім продовжуватися.
Після виробництва, при фізіологічному рН, молочна кислота має тенденцію дисоціювати майже повністю в двох іонах: лактат-іон і іон H + (відповідно до реакції, показаної на малюнку).
Оскільки, як випливає з назви, кислота продукується, надмірна продукція лактату і H + має тенденцію знижувати рН всередині клітини, сприяючи (поряд з багатьма іншими факторами) з настанням втоми.
Перший механізм, що реалізується клітинами для захисту від надмірного продукування молочної кислоти, полягає в його витіканні до позаклітинного середовища і крові. Не дивно, що в нормальних умовах концентрація лактату в крові дорівнює 1-2 ммоль / л, а під час особливо інтенсивних фізичних вправ вона підвищується до понад 20 ммоль / л.
Утилізація молочної кислоти
Хоча при високих концентраціях молочна кислота є особливо токсичним продуктом, який як такий обов'язково повинен бути утилізований, він не може і не повинен вважатися відходами. Дійсно, колись вироблена, молочна кислота може:
- можуть бути підібрані та використані деякими тканинами для енергетичних цілей, як це відбувається, наприклад, у серці (що воліє використовувати лактат, а не глюкозу), але також на рівні тих же м'язових клітин (білі волокна краще виробляють, а червоні - у розпорядженні) ;
- може бути використаний для нового синтезу глюкози / глікогену (глюконеогенез, циркулярний цикл в печінці).
В обох випадках лактат слід спочатку перетворити назад в піруват, знову ферментом лактатдегідрогенази, зі зниженням NAD + до NADH (H +). У цей момент піруват може повністю окислюватися в циклі Кребса або бути використаний для глюконеогенезу.
Ми вже бачили, як надмірний синтез молочної кислоти порушує метаболізм клітини, що забезпечує її вивільнення ззовні через специфічні мембранні транспортери (MCT). На додаток до різних механізмів захисту, які ми побачимо коротко, існує апріорний подальший контроль, який запобігає надмірному накопиченню лактату в внутрішньоклітинному середовищі. Падіння рН (кислотного середовища) - внаслідок накопичення H + гідрогеній, що виникають внаслідок дисоціації молочної кислоти - фактично пригнічує фермент фосфофрутокіназу, що втручається в третю стадію гліколізу, визначаючи його швидкість. Отже, надмірне зниження рН викликає уповільнення гліколізу, знижуючи швидкість синтезу молочної кислоти (негативний зворотний зв'язок).
Проте надмірне зниження внутрішньоклітинного рН відбувається також буферними системами, серед яких найбільш важливим є бікарбонат / вуглекислота, посилена респіраторною активністю з усуненням СО2:
Як показано на малюнку, інтенсивна дихальна активність, що виникає під час інтенсивних вправ, знижує концентрацію СО2 і вуглекислоти в крові, блокуючи вивільнення Н + продукту при дисоціації молочної кислоти.
Зображення вище показує час ходу лактату крові (lattatemia) під час фази відновлення після інтенсивного зусилля молочної кислоти. Як ясно видно на графіку, навчений суб'єкт здатний утилізувати молочну кислоту за більш короткий час, ніж сидячий. Інша важлива річ, що слід зазначити, що протягом години, максимум, рівні латемії повертаються до базальних умов; тому неправильно приписувати накопиченню молочної кислоти м'язову біль, що супроводжує дні після особливо інтенсивної підготовки.
Щоб полегшити утилізацію молочної кислоти після максимального зусилля, спортсмен подбає про те, щоб виконати наступну фазу регенерації уповільнення, що триває 15-20 хвилин.
