Pieno rūgštis (C3H6O3) yra medžiaga, kurią organizmas gamina normaliai organizmo medžiagų apykaitai. Ši sintezė tampa ypač intensyvi deguonies trūkumo sąlygomis, kai šių dujų metabolinis poreikis viršija jų prieinamumą; tai būdinga „įtempto fizinio krūvio, bet ir tam tikrų patologinių būsenų, pvz., kvėpavimo takų obstrukcija.
Biocheminis pagrindas
Trumpai prisiminkime, kad „pieno rūgštis gaminama pradedant piruvatu, kuris yra galutinis glikolizės produktas (citoplazminis procesas, dėl kurio gliukozė suskaido į dvi piruvinės rūgšties arba piruvato molekules). Šeštojoje iš dešimties glikolizės stadijų , "3-fosfoglicerino aldehidas yra oksiduojamas dėl oksiduoto NAD (NAD +), kuris veikia kaip H + vandenilio jonų akceptorius. Tada NAD sumažinamas iki NADH (H +). Šiuo metu, jei norime, kad energija ir toliau būtų gaminama glikolizės būdu, turime pasirūpinti, kad būtų atkurtas oksiduotas NAD (NAD +), kuris priešingu atveju būtų greitai išeikvotas, kol bus išsekęs. Kai deguonies pakanka, redukuotas redukuotas NAD yra patikėtas Krebso ciklui (mitochondrijų oksidacinis fosforilinimas), deguonies sunaudojimas, vandens susidarymas ir ATP sintezė. Kai trūksta deguonies, piruvatas, kuris nepatenka į krebso ciklą, fermentas sumažina iki pieno rūgšties laktato dehidrogenazė Iš šios reakcijos (žr. paveikslėlį) atkuriamas NAD +, būtinas tolesnei 3-fosfoglicerino aldehido reakcijai; tada galima tęsti glikolizę.
Kai pagaminama, esant fiziologiniam pH, pieno rūgštis yra linkusi beveik visiškai disocijuoti į du jonus: laktato joną ir H + joną (pagal paveikslėlyje parodytą reakciją).
Kadangi pats pavadinimas mums primena rūgštį, per didelė laktato ir H + gamyba linkusi sumažinti pH ląstelės viduje, prisidėdama (kartu su daugeliu kitų veiksnių) prie nuovargio.
Pirmasis ląstelių mechanizmas, skirtas apsisaugoti nuo per didelės pieno rūgšties gamybos, yra jo nutekėjimas į tarpląstelinę aplinką ir kraują. Nenuostabu, kad normaliomis sąlygomis laktato koncentracija kraujyje yra lygi 1–2 mmol / l, o ypač intensyvaus fizinio krūvio metu ji pakyla iki daugiau kaip 20 mmol / l.
Pieno rūgšties šalinimas
Nors esant didelėms koncentracijoms pieno rūgštis yra ypač toksiškas produktas, kuris būtinai turi būti pašalintas, ji negali ir negali būti laikoma atliekomis. Iš tiesų, pagaminta pieno rūgštis gali:
- kai kurie audiniai gali būti užfiksuoti ir panaudoti energijos reikmėms, pvz., širdyje (kuri mieliau naudoja laktatą, o ne gliukozę), bet ir pačių raumenų ląstelių lygyje (baltieji pluoštai geriau juos gamina ir raudonos spalvos jį šalinant);
- būti naudojamas ex-novo gliukozės / glikogeno sintezei (gliukoneogenezė, Cori ciklas kepenyse).
Abiem atvejais laktatas pirmiausia turi būti paverstas piruvatu, vėl veikiant fermentui laktatdehidrogenazei, sumažinant NAD + iki NADH (H +). Šiuo metu piruvatas gali būti visiškai oksiduotas Krebso ciklo metu arba gali būti naudojamas gliukoneogenezei.
Mes jau matėme, kaip per didelė pieno rūgšties sintezė sutrikdo ląstelės metabolizmą, kuris ją išskiria išoriškai per specifinius membranų transporterius (MCT). Be įvairių gynybos mechanizmų, kuriuos netrukus pamatysime, a priori yra tolesnė kontrolė, apsaugo nuo per didelio laktato kaupimosi ląstelėje. pH (rūgštinėje aplinkoje) sumažėjimas dėl H + vandenilio jonų susikaupimo, atsirandančio dėl pieno rūgšties disociacijos, slopina fermentą fosfofruktokinazę, kuri įsikiša į trečiąjį glikolizės etapą nustatant jo greitį. Dėl to per didelis pH sumažėjimas sulėtina glikolizę ir sumažina pieno rūgšties sintezės greitį (neigiamas grįžtamasis ryšys).
Tačiau dėl pernelyg didelio tarpląstelinio pH sumažėjimo kovoja ir buferinės sistemos, tarp kurių svarbiausia yra biarbonatas / anglies rūgštis, kurią sustiprina kvėpavimo veikla pašalinant CO2:
Kaip parodyta paveikslėlyje, intensyvus kvėpavimo aktyvumas, atsirandantis intensyvaus fizinio krūvio metu, sumažina CO2 ir anglies rūgšties koncentraciją kraujyje, apsaugo nuo pieno rūgšties išsiskyrimo susidariusio H + suvartojimo.
Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta laikina kraujo laktato eiga (laktatemija) atsigavimo fazėje po intensyvių laktatinės rūgšties pastangų. Kaip aiškiai parodyta grafike, apmokytas subjektas pieno rūgštį gali išmesti per trumpesnį laiką nei sėdimasis. bazinis; todėl neteisinga pieno rūgšties kaupimuisi priskirti raumenų skausmą, lydintį dienų po ypač intensyvios treniruotės.
Kad palengvintų pieno rūgšties pašalinimą po maksimalių pastangų, sportininkas stengsis sekti pasirodymą su atvėsimo faze lengvu 15-20 minučių tempu.
