Axit lactic (C 3 H 6 O 3 ) là một chất được cơ thể sản xuất trong quá trình chuyển hóa cơ thể bình thường. Sự tổng hợp này trở nên đặc biệt dữ dội trong điều kiện thiếu oxy, đó là khi nhu cầu trao đổi chất của khí này vượt quá khả dụng; nó là một đặc điểm đặc trưng của tập thể dục gắng sức, nhưng cũng có các trạng thái bệnh lý cụ thể, chẳng hạn như những tình trạng do tắc nghẽn đường thở.
Cơ sở sinh hóa
Chúng ta hãy nhớ lại một cách ngắn gọn rằng axit lactic được sản xuất từ pyruvate, là sản phẩm cuối cùng của glycolysis (một quá trình tế bào chất thực hiện sự phân hủy glucose thành hai phân tử axit pyruvic hoặc pyruvate). Trong phần sáu của mười giai đoạn glycolysis, aldehyd 3-phosphoglyceric bị oxy hóa nhờ NAD oxy hóa (NAD +) hoạt động như một chất nhận hydro hóa H +. NAD sau đó được giảm xuống thành NADH (H +). Tại thời điểm này, nếu chúng ta muốn năng lượng tiếp tục được tạo ra thông qua quá trình glycolysis, chúng ta phải lo lắng về việc tái tạo NAD bị oxy hóa (NAD +), nếu không sẽ cạn kiệt nhanh chóng cho đến khi cạn kiệt. Khi có đủ oxy, quá trình tái oxy hóa NAD giảm được giao cho chu trình Krebs (phosphoryl hóa oxy hóa ty thể), với mức tiêu thụ oxy, hình thành nước và tổng hợp ATP. Khi oxy khan hiếm, pyruvate không đi vào chu trình krebs sẽ bị khử thành axit lactic nhờ enzyme lactate dehydrogenase. Từ phản ứng này (xem hình), NAD + cần thiết cho phản ứng tiếp theo của aldehyd 3-phosphoglyceric được phục hồi; glycolysis sau đó có thể tiến hành.
Sau khi được sản xuất, ở pH sinh lý, axit lactic có xu hướng phân ly gần như hoàn toàn thành hai ion: ion lactate và ion H + (theo phản ứng thể hiện trong hình).
Như chính cái tên đã nhắc nhở chúng ta về một loại axit, việc sản xuất quá nhiều chất béo và H + có xu hướng làm giảm độ pH bên trong tế bào, góp phần (cùng với nhiều yếu tố khác) gây ra sự mệt mỏi.
Cơ chế đầu tiên được thực hiện bởi các tế bào để tự bảo vệ chống lại việc sản xuất quá mức axit lactic bao gồm dòng chảy ra ngoài môi trường ngoại bào và máu. Không phải ngẫu nhiên mà trong điều kiện bình thường, nồng độ trong máu của sữa mẹ là 1-2 mmol / L, trong khi nó tăng lên hơn 20 mmol / L trong một bài tập đặc biệt căng thẳng.
Xử lý axit lactic
Mặc dù nồng độ cao, axit lactic là một sản phẩm đặc biệt độc hại, do đó nhất thiết phải được xử lý, không thể và không được coi là một chất thải. Thật vậy, một khi được sản xuất, axit lactic có thể:
- được bắt giữ và sử dụng bởi một số mô cho các mục đích năng lượng, ví dụ như trong tim (vốn thích sử dụng sữa mẹ hơn là glucose), nhưng cũng ở mức độ của các tế bào cơ giống nhau (các sợi trắng tốt hơn trong việc tạo ra nó và các tế bào màu đỏ để loại bỏ nó) ;
- được sử dụng để tổng hợp ex-novo của glucose / glycogen (gluconeogenesis, chu trình Cori ở gan).
Trong cả hai trường hợp, trước tiên, sữa mẹ phải được chuyển đổi thành pyruvate, một lần nữa bởi enzyme lactate dehydrogenase, với sự khử NAD + thành NADH (H +). Tại thời điểm này, pyruvate có thể bị oxy hóa hoàn toàn trong chu trình Krebs hoặc được sử dụng cho gluconeogenesis.
Chúng ta đã thấy sự tổng hợp quá mức của axit lactic làm xáo trộn quá trình trao đổi chất của tế bào, nó cung cấp để giải phóng nó ra bên ngoài thông qua các chất vận chuyển màng cụ thể (MCTs). Ngoài các cơ chế bảo vệ khác nhau mà chúng ta sẽ thấy trong thời gian ngắn, còn có một biện pháp kiểm soát khác để ngăn chặn sự tích tụ quá mức của sữa mẹ trong môi trường nội bào. Sự giảm pH (môi trường axit) - do sự tích tụ H + hydroates bắt nguồn từ sự phân ly của axit lactic - trên thực tế ức chế enzyme phosphoactokinase, can thiệp vào giai đoạn thứ ba của quá trình glycolysis xác định tốc độ của nó. Hậu quả là, độ pH giảm quá mức sẽ làm chậm quá trình glycolysis, làm giảm tốc độ tổng hợp axit lactic (phản hồi tiêu cực).
Tuy nhiên, việc giảm quá mức pH nội bào cũng được chống lại bởi các hệ thống đệm, trong đó quan trọng nhất là axit biarbonate / carbonic, được tăng cường nhờ hoạt động hô hấp với việc loại bỏ CO2:
Như trong hình, hoạt động hô hấp mạnh xảy ra trong quá trình tập luyện thể chất cường độ cao làm giảm nồng độ CO2 và axit carbonic trong máu, bằng cách đệm lượng sản phẩm H + bằng cách phân ly axit lactic.
Hình ảnh trên cho thấy sự tiến triển theo thời gian của lactate máu (lactathemia) trong giai đoạn phục hồi sau một nỗ lực axit lactic mạnh mẽ. Như được hiển thị rõ ràng trong biểu đồ, đối tượng được đào tạo có thể loại bỏ axit lactic trong thời gian ít hơn so với người ít vận động. Một điều quan trọng khác cần nhấn mạnh là trong vòng một giờ, nhiều nhất, mức độ Lattemia trở lại các điều kiện cơ bản; do đó, thật sai lầm khi quy kết sự tích tụ của axit lactic sự đau nhức cơ bắp đi kèm với những ngày sau khi tập luyện đặc biệt căng thẳng.
Để tạo điều kiện cho việc xử lý axit lactic sau một nỗ lực tối đa, vận động viên sẽ chăm sóc theo dõi màn trình diễn với giai đoạn thư giãn chậm kéo dài 15-20 phút.
