กรดแลคติค (C 3 H 6 O 3 ) เป็นสารที่ร่างกายผลิตขึ้นในระหว่างการเผาผลาญของร่างกายตามปกติ การสังเคราะห์นี้มีความเข้มข้นเป็นพิเศษในภาวะขาดออกซิเจนนั่นคือเมื่อความต้องการเมแทบอลิกของก๊าซนี้เกินความพร้อม มันเป็นคุณสมบัติที่โดดเด่นของการออกกำลังกายที่มีพลัง แต่ยังรวมถึงพยาธิสภาพโดยเฉพาะเช่นสิ่งที่เกิดจากการอุดตันทางเดินหายใจ
ฐานชีวเคมี
ขอให้เราระลึกสั้น ๆ ว่ากรดแลคติคผลิตจากไพรูเวตซึ่งเป็นผลสุดท้ายของ glycolysis (กระบวนการไซโตพลาสซึมที่ทำหน้าที่ย่อยสลายกลูโคสให้เป็นสองโมเลกุลของกรดไพรรูหรือไพรูเวต) ในหกของสิบขั้นตอนของ glycolysis อัลดีไฮด์ 3-phosphoglyceric จะถูกออกซิไดซ์เนื่องจาก oxidized NAD (NAD +) ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรับ H + hydrogenation NAD จะถูกลดขนาดเป็น NADH (H +) เมื่อมาถึงจุดนี้ถ้าเราต้องการให้พลังงานยังคงถูกสร้างขึ้นผ่าน glycolysis เราต้องกังวลเกี่ยวกับการสร้าง NAD (NAD +) ออกซิไดซ์ซึ่งจะหมดไปอย่างรวดเร็วจนกว่าจะหมด เมื่อความพร้อมของออกซิเจนเพียงพอการ reoxidation ของ NAD ที่ลดลงนั้นได้รับมอบหมายให้อยู่ในวัฏจักร Krebs (phosphorylation mitochondrial oxidative) ด้วยการใช้ออกซิเจนการก่อตัวของน้ำและการสังเคราะห์ ATP เมื่อออกซิเจนขาดแคลนไพรูเวตที่ไม่เข้าสู่วงจร krebs จะถูกลดลงเป็นกรดแลคติคโดยเอนไซม์ lactate dehydrogenase จากปฏิกิริยานี้ (ดูรูป), NAD + ที่จำเป็นสำหรับการทำปฏิกิริยาต่อไปของ 3-phosphoglyceric aldehyde ได้รับการฟื้นฟู; glycolysis สามารถดำเนินการต่อไป
เมื่อผลิตที่ pH ทางสรีรวิทยากรดแลคติคมีแนวโน้มที่จะแยกตัวออกเป็นเกือบทั้งหมดเป็นสองไอออน: ไอออนของแลคเตทและ H + ไอออน (ตามปฏิกิริยาที่แสดงในรูป)
ในฐานะที่เป็นชื่อตัวเองทำให้เรานึกถึงกรดการผลิตแลคเตทที่มากเกินไปและ H + มีแนวโน้มที่จะลดค่าความเป็นกรดด่างในเซลล์ทำให้มีส่วนร่วม (ร่วมกับปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมาย) เมื่อเริ่มอ่อนเพลีย
กลไกแรกที่เซลล์ดำเนินการเพื่อป้องกันตัวเองจากการผลิตกรดแลคติกที่มากเกินไปประกอบด้วยการไหลออกสู่สภาพแวดล้อมภายนอกเซลล์และเลือด มันไม่ได้เป็นไปได้โดยบังเอิญที่ภายใต้สภาวะปกติความเข้มข้นของแลคเตทในเลือดอยู่ที่ 1-2 มิลลิโมล / ลิตรในขณะที่มันเพิ่มขึ้นมากกว่า 20 มิลลิโมล / ลิตรในระหว่างการออกกำลังกายที่รุนแรงเป็นพิเศษ
การกำจัดกรดแลคติค
แม้จะมีความเข้มข้นสูงกรดแลคติคเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีพิษโดยเฉพาะซึ่งจำเป็นต้องกำจัดเช่นนี้ไม่สามารถและไม่ควรถือว่าเป็นของเสีย กรดแลคติคสามารถผลิตได้:
- ถูกจับและใช้โดยเนื้อเยื่อบางส่วนเพื่อจุดประสงค์ที่มีพลังเช่นเกิดขึ้นในหัวใจ (ซึ่งชอบที่จะใช้แลคเตทมากกว่ากลูโคส) แต่ยังอยู่ในระดับของเซลล์กล้ามเนื้อเดียวกัน (เส้นใยสีขาวดีกว่าในการสร้างมันและสีแดงเพื่อกำจัดมัน) ;
- จะใช้สำหรับการสังเคราะห์ ex-โนโวของกลูโคส / ไกลโคเจน (gluconeogenesis, Cori cycle ในตับ)
ในทั้งสองกรณี lactate จะต้องแปลงเป็นไพรูเวตก่อนโดยเอนไซม์ lactate dehydrogenase อีกครั้งโดยลด NAD + เป็น NADH (H +) เมื่อมาถึงจุดนี้ไพรูเวตสามารถออกซิไดซ์ได้อย่างสมบูรณ์ในวงจร Krebs หรือใช้สำหรับการสร้างกลูโคโนเจน
เราได้เห็นแล้วว่าการสังเคราะห์กรดแลคติกมากเกินไปรบกวนการเผาผลาญของเซลล์ซึ่งให้การปลดปล่อยไปสู่ภายนอกผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ขนย้าย (MCTs) ที่เฉพาะเจาะจง นอกจากกลไกการป้องกันต่าง ๆ ที่เราจะเห็นในไม่ช้ายังมีการควบคุมเบื้องต้นที่ป้องกันการสะสมของแลคเตทในสภาพแวดล้อมภายในเซลล์มากเกินไป การลดลงของค่า pH (สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด) - เนื่องจากการสะสมของ H + hydrogenates ที่เกิดจากการแยกตัวของกรดแลคติค - ในความเป็นจริงจะยับยั้งเอนไซม์ phosphoactokinase ซึ่งเข้าแทรกแซงในระยะที่สามของ glycolysis กำหนดความเร็ว เป็นผลให้การลดลงของค่า pH ที่มากเกินไปทำให้เกิดการชะลอตัวของไกลโคไลซิส, ลดความเร็วของการสังเคราะห์กรดแลคติก (ความคิดเห็นเชิงลบ)
อย่างไรก็ตามการลดลงของค่า pH ในเซลล์ก็มีการต่อสู้ด้วยระบบบัฟเฟอร์ซึ่งสิ่งที่สำคัญที่สุดคือกรดไบคาร์บอเนต / คาร์บอนิกซึ่งได้รับแรงหนุนจากกิจกรรมการหายใจด้วยการกำจัด CO2:
ดังที่แสดงในรูปกิจกรรมการหายใจที่รุนแรงที่เกิดขึ้นระหว่างการออกกำลังกายอย่างเข้มข้นช่วยลดความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์และกรดคาร์บอนิกในเลือดโดยการยับยั้งการดูดซึมของผลิตภัณฑ์ H + โดยการแยกตัวของกรดแลคติค
ภาพด้านบนแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าทางกาลเวลาของแลคเตทในเลือดในระหว่างระยะพักฟื้นหลังจากความพยายามในการใช้กรดแลคติกอย่างรุนแรง ตามที่แสดงไว้อย่างชัดเจนในกราฟผู้ที่ได้รับการฝึกอบรมสามารถกำจัดกรดแลคติกในเวลาน้อยกว่าการอยู่ประจำ อีกสิ่งที่สำคัญที่ขีดเส้นใต้คือภายในหนึ่งชั่วโมงอย่างมากระดับของโรคโลหิตจางกลับสู่สภาพพื้นฐาน ดังนั้นจึงเป็นสิ่งที่ผิดที่จะสะสมกรดแลคติกความรุนแรงของกล้ามเนื้อซึ่งมาพร้อมกับวันหลังจากการฝึกที่เข้มข้นเป็นพิเศษ
เพื่ออำนวยความสะดวกในการกำจัดกรดแลคติคหลังจากความพยายามอย่างเต็มที่นักกีฬาจะดูแลเพื่อติดตามการทำงานด้วยการผ่อนคลายช้าลงเป็นเวลา 15-20 นาที
