حمض اللاكتيك (C 3 H 6 O 3 ) هو مادة ينتجها الجسم أثناء عملية التمثيل الغذائي الطبيعي للجسم. يصبح هذا التوليف شديدًا بشكل خاص في حالات نقص الأوكسجين ، أي عندما يتجاوز الطلب الأيضي لهذا الغاز التوفر ؛ وهي ميزة مميزة للتمارين الرياضية الشاقة ، ولكن أيضًا لحالات مرضية معينة ، مثل الحالات الناجمة عن انسداد مجرى الهواء.
قواعد الكيمياء الحيوية
دعونا نتذكر بإيجاز أن حمض اللاكتيك ينتج من البيروفيت ، وهو المنتج النهائي للتحلل الجلدي (وهي عملية سيتوبلازمية تؤدي إلى تدهور الجلوكوز إلى جزيئين من حمض البيروفيك أو البيروفيت). في السادس من المراحل العشر من تحلل السكر ، يتأكسد 3-phosphoglyceric aldehyde بفضل NAD (NAD +) المؤكسد الذي يعمل بمثابة مستقبل H + هدرجين. ثم يتم تقليل NAD إلى NADH (H +). عند هذه النقطة ، إذا أردنا استمرار توليد الطاقة من خلال التحلل السكري ، علينا أن نقلق بشأن تجديد NAD (NAD +) المؤكسد ، والذي كان من الممكن أن ينضب بسرعة إلى أن يتم استنفاده. عندما يكون توافر الأكسجين كافياً ، فإن إعادة تأكسد NAD المختزل يعهد إلى دورة كريبس (الفسفرة المؤكسدة بالميتوكوندريا) ، مع استهلاك الأكسجين ، وتشكيل المياه وتركيب ATP. عندما يكون الأكسجين نادرًا ، يتم تقليل البيروفيت الذي لا يدخل في دورة الكريب إلى حمض اللاكتيك عن طريق إنزيم نازِع الهيدروجين. من هذا التفاعل (انظر الشكل) ، يتم استعادة NAD + اللازمة لمزيد من التفاعل للألدهيدات 3-phosphoglyceric ؛ يمكن أن يتحرك الجلوكوليز.
وبمجرد إنتاجه ، في درجة الحموضة الفسيولوجية ، يميل حمض اللاكتيك إلى الانفصال بشكل شبه كلي إلى أيونين: أيون اللاكتات و أيون الهيدروجين (وفقا للتفاعل الظاهر في الشكل).
كونه ، كما يذكرنا الاسم نفسه ، من الحمض ، فإن الإنتاج الزائد من اللاكتات و H + يميل إلى خفض الرقم الهيدروجيني داخل الخلية ، مما يساهم (مع العديد من العوامل الأخرى) في بداية التعب.
الآلية الأولى التي تنفذها الخلايا للدفاع عن نفسها ضد الإفراط في إنتاج حمض اللاكتيك يتكون في تدفقه نحو البيئة خارج الخلية والدم. ليس من قبيل الصدفة أنه في الظروف العادية يكون تركيز دم اللاكتات هو 1-2 ملليمول / لتر ، بينما يرتفع إلى أكثر من 20 ملي مول / لتر خلال تمارين مكثفة بشكل خاص.
التخلص من حمض اللاكتيك
على الرغم من التركيزات العالية ، فإن حامض اللاكتيك منتج سام بشكل خاص ، والذي يجب بالضرورة التخلص منه ، لا يمكن ولا يجب اعتباره مضيعة. في الواقع ، بمجرد إنتاجه ، يمكن أن حامض اللبنيك:
- يتم التقاطها واستخدامها من قبل بعض الأنسجة لأغراض حيوية ، كما يحدث على سبيل المثال في القلب (الذي يفضل استخدام اللاكتات بدلاً من الجلوكوز) ، ولكن أيضًا على مستوى الخلايا العضلية نفسها (تكون الألياف البيضاء أفضل في إنتاجها وتلك الحمراء للتخلص منها) .
- أن تستخدم لتخليق نوفو السابق من الجلوكوز / الجليكوجين (جلوكونيسيس ، دورة كوري في الكبد).
في كلتا الحالتين ، يجب أولا تحويل اللاكتات إلى البيروفات ، مرة أخرى عن طريق إنزيمات اللاكتات إنزيم اللاكتات ، مع تخفيض NAD + إلى NADH (H +). عند هذه النقطة ، يمكن أن يتأكسد البيروفات بالكامل في دورة كريبس أو يستخدم في إنتاج الجلوكوز.
لقد رأينا بالفعل كيف أن التركيب الزائد للحمض اللبني يزعج عملية التمثيل الغذائي للخلية ، والتي توفر لإطلاقه إلى الخارج من خلال ناقلات غشاء محددة (MCTs). بالإضافة إلى آليات الدفاع المختلفة التي سنراها قريباً ، هناك المزيد من السيطرة المسبقة التي تمنع تراكم اللاكتات في البيئة داخل الخلايا. انخفاض في درجة الحموضة (بيئة حامضية) - بسبب تراكم الهيدروجين H + المستمدة من تفكك حمض اللاكتيك - في الواقع يمنع إنزيم phosphoactokinase ، الذي يتدخل في المرحلة الثالثة من تحلل السكر في تحديد سرعته. ونتيجة لذلك ، يؤدي الانخفاض المفرط في الأس الهيدروجيني إلى تباطؤ تحلل السكر ، مما يقلل من سرعة تصنيع حمض اللاكتيك (ردود فعل سلبية).
ومع ذلك ، فإن النقص المفرط في الأس الهيدروجيني داخل الخلايا يخاض أيضاً بواسطة أنظمة عازلة ، ومن أهمها حمض البيوربون / كربونيك ، يعززه النشاط التنفسي مع التخلص من ثاني أكسيد الكربون:
كما هو موضح في الشكل ، فإن النشاط التنفسي الشديد الذي يحدث أثناء التمارين البدنية المكثفة يقلل من تركيز ثاني أكسيد الكربون وحمض الكربونيك في الدم ، عن طريق تخزين كمية من منتج H + عن طريق تفكك حمض اللاكتيك.
توضح الصورة أعلاه التقدم الزمني لاكتات الدم (اكتاتيميا) خلال مرحلة التعافي بعد جهد حامض اللبنيك المكثف. كما هو واضح في الرسم البياني ، فإن الشخص المدرّب قادر على التخلص من حمض اللاكتيك في وقت أقل من المستقرة. شيء آخر مهم للتأكيد هو أنه خلال ساعة واحدة ، على الأكثر ، تعود مستويات Lattemia إلى شروط خط الأساس ؛ لذلك من الخطأ أن نعزو إلى تراكم حامض اللبنيك وجع العضلات الذي يصاحب الأيام التالية لتدريب مكثف بشكل خاص.
من أجل تسهيل التخلص من حامض اللاكتيك بعد جهد قصوى ، سيهتم الرياضي بمتابعة الأداء مع مرحلة بطيئة من الاسترخاء تستمر من 15 إلى 20 دقيقة.
