Maitohappo (C 3 H 6 O 3 ) on elimistö, jonka elimistö tuottaa normaalin kehon aineenvaihdunnan aikana. Tämä synteesi tulee erityisen voimakkaaksi hapenpuutteen olosuhteissa, jolloin kaasun metabolinen kysyntä ylittää saatavuuden; se on voimakkaan fyysisen liikunnan, mutta myös tiettyjen patologisten tilojen, kuten hengitysteiden tukkeutumisesta johtuvien, erityispiirteet.
Biokemialliset emäkset
Muistakaamme lyhyesti, että maitohappoa tuotetaan pyruvaatista, joka on glykolyysin lopputuote (sytoplasminen prosessi, joka tuottaa glukoosin hajoamisen kahdessa pyruvihapon tai pyruvaatin molekyylissä). Glykolyysin kymmenen vaiheen kuudennessa osassa 3-fosfoglyserinen aldehydi hapetetaan hapetetun NAD: n (NAD +) ansiosta, joka toimii H + -hydraulisen akseptorina. Sitten NAD pelkistetään NADH: ksi (H +). Tässä vaiheessa, jos haluamme, että energiaa syntyy edelleen glykolyysin kautta, meidän on huolehdittava hapettuneen NAD: n (NAD +) regeneroimisesta, joka muuten olisi nopeasti kulunut loppuun, kunnes se on tyhjentynyt. Kun hapen saatavuus on riittävä, pelkistyneen NAD: n reoksidointi annetaan Krebsin syklille (mitokondriaalinen hapettava fosforylaatio), hapen kulutus, veden muodostuminen ja ATP-synteesi. Kun happi on niukasti, pyruvaatti, joka ei pääse krebs-sykliin, pelkistyy maitohapoksi entsyymin laktaattidehydrogenaasin avulla. Tästä reaktiosta (katso kuva) NAD +, joka on välttämätön 3-fosfoglyserisen aldehydin edelleen reaktiolle, palautetaan; glykolyysi voi sitten jatkaa.
Kun maitohappo on valmistettu fysiologisessa pH: ssa, se pyrkii dissosioitumaan lähes kokonaan kahdessa ionissa: laktaatti-ionissa ja H + -ionissa (kuviossa esitetyn reaktion mukaan).
Koska, kuten nimestä käy ilmi, syntyy happoa, laktaatin ja H +: n liiallinen tuotanto pyrkii alentamaan pH: ta solun sisällä, mikä (yhdessä monien muiden tekijöiden kanssa) aiheuttaa väsymyksen alkamisen.
Ensimmäinen mekanismi, jonka solut toteuttavat puolustamaan itseään maitohapon liialliselta tuotannolta, koostuu sen ulosvirtauksesta solunulkoiseen ympäristöön ja vereen. Ei ole yllättävää, että normaaleissa olosuhteissa veren laktaattikonsentraatio on 1-2 mmol / l, kun se nousee yli 20 mmol / l: iin erityisen intensiivisen liikunnan aikana.
Maitohapon hävittäminen
Vaikka suurina pitoisuuksina maitohappo on erityisen myrkyllinen tuote, joka sinänsä on välttämättä hävitettävä, sitä ei voida eikä sitä voida pitää jätteenä. Kun maitohappo on valmistettu, se voi:
- joidenkin kudosten on hankittava ja käytettävä energiaa varten, kuten tapahtuu esimerkiksi sydämessä (joka mieluummin käyttää laktaattia kuin glukoosia), mutta myös samojen lihassolujen tasolla (valkoiset kuidut tuottavat sitä paremmin ja punaiset ovat sen käytettävissä) ;
- käytetään glukoosin / glykogeenin uuteen synteesiin (glukoneogeneesi, Cori-sykli maksassa).
Molemmissa tapauksissa laktaatti on ensin muutettava takaisin pyruvaatiksi, uudelleen laktaattidehydrogenaasientsyymillä, pelkistämällä NAD + NADH: ksi (H +). Tässä vaiheessa pyruvaatti voidaan täysin hapettaa Krebs-syklin aikana tai sitä voidaan käyttää glukoneogeneesiin.
Olemme jo nähneet, miten maitohapon liiallinen synteesi häiritsee solun aineenvaihduntaa, joka mahdollistaa sen vapautumisen ulkopuolelle tiettyjen kalvonsiirtimien (MCT) kautta. Eri puolustusmekanismien lisäksi, joita näemme pian, on a priori lisävalvonta, joka estää laktaatin liiallisen kertymisen solunsisäisessä ympäristössä. PH: n lasku (happoympäristö) - johtuu maitohapon dissosiaatiosta johtuvien H + -hydrogenien kertymisestä - itse asiassa inhiboi fosfofruttokinaasin entsyymiä, joka vaikuttaa glykolyysin kolmanteen vaiheeseen ja määrittää sen nopeuden. Näin ollen liiallinen pH-arvon lasku aiheuttaa glykolyysin hidastumisen, mikä vähentää maitohapposynteesin nopeutta (negatiivinen palaute).
Solunsisäisen pH: n liiallista vähenemistä taistelevat kuitenkin myös puskurijärjestelmät, joista tärkein on biarbonaatti / hiilihappo, jota kohottaa hengitystoiminta hiilidioksidipäästöjä poistamalla:
Kuten kuviossa on esitetty, voimakkaan harjoituksen aikana tapahtuva voimakas hengitystoiminta vähentää hiilidioksidin ja hiilihapon pitoisuutta veressä estäen H + -tuotteen vapautumisen maitohapon dissosioitumisella.
Yllä oleva kuva esittää veren laktaatin (lattatemian) ajan kulun talteenottovaiheen aikana intensiivisen maitohappoponnistuksen jälkeen. Kuten kuviosta käy selvästi ilmi, koulutettu kohde pystyy hävittämään maitohappoa lyhyemmässä ajassa kuin istuttava. Toinen tärkeä asia on huomata, että tunnin sisällä korkeintaan lattemiatasot palaavat perusolosuhteisiin; sen vuoksi on väärin katsoa, että maitohappojen kertyminen on erityisen intensiivisen koulutuksen jälkeisten päivien lihaskipu.
Maitohapon hävittämisen helpottamiseksi maksimaalisen ponnistuksen jälkeen urheilija huolehtii siitä, että suorituskyky seuraa 15-20 minuutin kestävää hidastavaa regenerointivaihetta.
