Milchsäure (C 3 H 6 O 3 ) ist eine körpereigene Substanz, die während des normalen Körperstoffwechsels gebildet wird. Diese Synthese wird besonders intensiv bei Sauerstoffmangelzuständen, dh wenn der Stoffwechselbedarf dieses Gases die Verfügbarkeit übersteigt; Es ist eine Verbindungsstelle, die für anstrengende körperliche Betätigung charakteristisch ist, aber auch für bestimmte pathologische Zustände, wie sie sich aus einer Atemwegsobstruktion ergeben.
Biochemische Basen
Lassen Sie uns kurz daran erinnern, dass Milchsäure aus Pyruvat hergestellt wird, das das Endprodukt der Glykolyse ist (ein zytoplasmatischer Prozess, der den Abbau von Glucose in zwei Molekülen Brenztraubensäure oder Pyruvat bewirkt). In der sechsten der zehn Stufen der Glykolyse wird der 3-Phosphoglyceraldehyd dank des oxidierten NAD (NAD +) oxidiert, das als H + -Hydrogenionakzeptor wirkt. Das NAD wird dann zu NADH (H +) reduziert. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Energie weiterhin durch Glykolyse erzeugt werden soll, müssen wir darauf achten, das oxidierte NAD (NAD +) zu regenerieren, das andernfalls schnell verbraucht wird, bis es verbraucht ist. Wenn die Verfügbarkeit von Sauerstoff ausreicht, wird die Reoxidation von reduziertem NAD dem Krebszyklus (mitochondriale oxidative Phosphorylierung) mit Sauerstoffverbrauch, Wasserbildung und ATP-Synthese übertragen. Wenn der Sauerstoff knapp ist, wird das Pyruvat, das nicht in den Krebszyklus eintritt, durch das Enzym Lactatdehydrogenase zu Milchsäure reduziert. Aus dieser Reaktion (siehe Abbildung) wird das für die weitere Reaktion des 3-Phosphoglycerinaldehyds notwendige NAD + wieder hergestellt; Die Glykolyse kann dann fortgesetzt werden.
Sobald Milchsäure hergestellt ist, dissoziiert sie bei physiologischem pH-Wert fast vollständig in zwei Ionen: dem Lactation und dem H + -Ion (gemäß der in der Abbildung gezeigten Reaktion).
Da, wie der Name schon sagt, eine Säure produziert wird, senkt die übermäßige Produktion von Laktat und H + tendenziell den pH-Wert in der Zelle und trägt (zusammen mit vielen anderen Faktoren) zum Einsetzen der Müdigkeit bei.
Der erste Mechanismus, der von den Zellen implementiert wird, um sich gegen die übermäßige Produktion von Milchsäure zu verteidigen, besteht in ihrem Ausfluss in Richtung der extrazellulären Umgebung und des Blutes. Es überrascht nicht, dass unter normalen Bedingungen die Blutlaktatkonzentration 1 bis 2 mmol / l beträgt, während sie bei besonders intensiver körperlicher Betätigung auf über 20 mmol / l ansteigt.
Entsorgung von Milchsäure
Obwohl Milchsäure in hohen Konzentrationen ein besonders giftiges Produkt ist, das als solches unbedingt entsorgt werden muss, kann und darf sie nicht als Abfall betrachtet werden. Einmal hergestellt, kann Milchsäure:
- werden von einigen Geweben für Energiezwecke aufgenommen und verwendet, wie zum Beispiel im Herzen (das lieber Laktat als Glukose verwendet), aber auch auf der Ebene der gleichen Muskelzellen (die weißen Fasern können es besser produzieren und die roten, die ihm zur Verfügung stehen) ;
- für die neue Synthese von Glukose / Glykogen (Glukoneogenese, Cori-Zyklus in der Leber) eingesetzt werden.
In beiden Fällen muss Lactat zunächst durch das Enzym Lactatdehydrogenase mit einer Reduktion von NAD + zu NADH (H +) wieder in Pyruvat umgewandelt werden. Zu diesem Zeitpunkt kann Pyruvat im Krebszyklus vollständig oxidiert oder für die Glukoneogenese verwendet werden.
Wir haben bereits gesehen, wie eine übermäßige Milchsäuresynthese den Stoffwechsel der Zelle stört und diese über spezifische Membrantransporter (MCT) nach außen abgibt. Zusätzlich zu verschiedenen Abwehrmechanismen, die wir in Kürze sehen werden, gibt es a priori eine weitere Kontrolle, die die übermäßige Anreicherung von Laktat in der intrazellulären Umgebung verhindert. Der Abfall des pH-Werts (saure Umgebung) aufgrund der Ansammlung von H + -Hydrierungen, die aus der Dissoziation von Milchsäure herrühren, hemmt tatsächlich das Enzym Phosphofruttokinase, das in die dritte Stufe der Glykolyse eingreift und deren Geschwindigkeit bestimmt. Infolgedessen führt ein übermäßiger Abfall des pH-Werts zu einer Verlangsamung der Glykolyse, wodurch die Geschwindigkeit der Milchsäuresynthese verringert wird (negative Rückkopplung).
Die übermäßige Abnahme des intrazellulären pH-Werts wird jedoch auch von den Puffersystemen bekämpft, von denen das wichtigste das Biarbonat / die Kohlensäure ist, das durch die Atmungsaktivität unter Eliminierung von CO2 verstärkt wird:
Wie in der Abbildung gezeigt, verringert die intensive Atmungsaktivität, die während intensiven Trainings auftritt, die Konzentration von CO2 und Kohlensäure im Blut und blockiert die Freisetzung des H + -Produkts durch Dissoziation der Milchsäure.
Das obige Bild zeigt den zeitlichen Verlauf von Blutlactat (Lattämie) während der Erholungsphase nach einer intensiven Milchsäurebelastung. Wie aus der Grafik deutlich hervorgeht, kann die trainierte Person Milchsäure in kürzerer Zeit als die sitzende Person entsorgen. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass die Lattämie innerhalb von höchstens einer Stunde wieder in den Grundzustand zurückkehrt. es ist daher falsch, der Ansammlung von Milchsäure den Muskelkater zuzuschreiben, der die Tage nach einem besonders intensiven Training begleitet.
Um die Entsorgung von Milchsäure nach maximaler Anstrengung zu erleichtern, achtet der Athlet darauf, dass die Leistung gefolgt von einer Regenerationsphase von 15 bis 20 Minuten verlangsamt wird.
