Какие источники молочной кислоты образуются в мышцах

Молочная кислота в мышцах образуется в результате анаэробного метаболизма глюкозы, когда кислорода недостаточно для полноценного окисления глюкозы в энергию. Этот процесс активируется в условиях интенсивной физической нагрузки, когда мышцы требуют ускоренного поступления энергии.

Во время анаэробного распада глюкозы происходит образование пирувата, который при недостатке кислорода превращается в молочную кислоту. Скопление молочной кислоты может вызывать дискомфорт и усталость в мышцах, однако она также играет роль в регенерации и восстановлении после физических нагрузок.

Молочная кислота – что это? Действительно ли она вызывает болезненные ощущения в мышцах?

Существует множество заблуждений относительно молочной кислоты. Некоторые утверждают, что она накапливается в организме во время физических нагрузок, что приводит к ощущению болезненности в мышцах через несколько дней после интенсивного тренинга, в то время как другие могут давать рекомендации по уменьшению такой боли.

Мы решили развеять мифы о молочной кислоте, чтобы разобраться в том, что она действительно собой представляет. Поэтому мы провели беседы с специалистами и спросили их, как именно она воздействует на наши тела во время тренировок.

Вот что они рассказали.

Что такое молочная кислота?

Во-первых, пока организм формально производит молочную кислоту, она быстро распадается в лактаты (соли молочной кислоты) и ионы свободного водорода. Хотя молочная кислота и лактат часто используются взаимозаменяемо, это не одно и то же. Ради научной точности мы будем придерживаться термина лактат.

При выполнении интенсивных тренировок, например, HIIT (высокоинтенсивная интервальная тренировка) или силовых нагрузок, ваши мышцы требуют увеличенного количества полезного «топлива», называемого аденозинтрифосфатом (АТФ), и в больших объемах.

Ранее мы обсуждали, что предпочтительнее для снижения веса: кардио или силовые тренировки.

Мнение врачей:

Молочная кислота является естественным продуктом обмена веществ в организме, который образуется в мышцах в результате физической нагрузки. Научное сообщество неоднозначно относится к вопросу о том, вызывает ли молочная кислота болезненные ощущения в мышцах после тренировок. Некоторые исследования указывают на то, что накопление молочной кислоты может быть одним из факторов, способствующих ощущению усталости и боли в мышцах. Однако большинство врачей считают, что именно накопление других веществ, таких как воспаление и микротравмы в мышцах, играют более существенную роль в возникновении болевых ощущений. Поэтому, хотя молочная кислота может влиять на ощущения в мышцах, она не является единственной причиной боли после тренировок.

Что такое АТФ?

Аденозинтрифосфат, универсальный источник энергии, помогает организму превращать продукты питания в «топливо». Этот процесс может происходить с кислородом или без него. Но АТФ на самом деле вырабатывается немного быстрее при отсутствии кислорода. Потому что ваше тело нуждается в энергии как можно быстрее, когда происходит серьезная работа мышцы.

Таким образом, аэробный метаболизм (для которого необходим кислород) переключается на анаэробный метаболизм (где кислород не задействуется). И именно в этот момент на помощь приходит лактат.

Как лактат относится к АТФ?

По словам Джанет Гамильтон, квалифицированного медицинского физиолога и тренера по бегу в Атланте, лактат – это побочный продукт накопленных углеводов, который существует не просто так.

Гамильтон объясняет, что когда организм расщепляет углеводы для получения АТФ, наше тело в то же время создает вещество, называемое пируватом (соли пировиноградной кислоты). В большинстве случаев пируват переходит на следующую стадию метаболизма, известную как цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот) для того, чтобы создать больше АТФ.

В данном процессе необходим кислород. Обычно он протекает во время выполнения повседневных дел, например, когда вы идете в магазин. Однако при высокоинтенсивной физической нагрузке потребность в АТФ увеличивается, и ваш организм начинает вырабатывать АТФ анаэробным путем (т.е. без кислорода), что является более быстрым способом.

Тот неприятный жгучий дискомфорт, который вы ощущаете, возникает из-за накопления водорода в виде молочной кислоты.

Гамильтон объясняет, что пируват становится лактатом, когда не хватает кислорода для создания большего количества АТФ. Но не стоит переживать: этот лактат может в конечном итоге перерабатываться для получения энергии. Что же это все означает? Несмотря на то, во что верит большинство людей, лактат на самом деле не плохая вещь.

«Когда в определенной области накапливается достаточное количество лактата, организм автоматически обнаруживает это и перенаправляет лактат в соседнюю клетку. Либо он доставляет его в сердце, где он может быть использован как источник энергии», – делится информацией Гамильтон.

Кроме того, объясняет она, пируват и лактат могут легко возвращаться в первоначальное положение и обратно. Это значит, что лактат после тренировки может превратиться в топливо, которое необходимо вашему организму.

Опыт других людей

Тем не менее, молочная кислота не является непосредственной причиной болевых ощущений в мышцах, а выступает лишь как один из факторов, способствующих их появлению. Для облегчения дискомфорта полезны легкие физические упражнения, массаж и растяжка. Необходимо учитывать, что умеренный уровень накопления молочной кислоты в мышечных тканях – это нормальный процесс, который способствует их развитию и адаптации.

Как лактат влияет на наше тело?

Если выработка лактата превышает норму его выведения, то в вашем организме вещество находится в избытке. Это может привести к накоплению. Конечно, это не конец света, но это может снизить уровень pH (водородный показатель) в организме. Гамильтон объясняет, что ион водорода, который сопровождает лактат, изменяет кислотность окружающей среды.

Это, в свою очередь, вызывает те ощущения жжения, которые вы испытываете при выполнении повторений на блочном тренажере для ног. Теперь вы понимаете, откуда взялось название «молочная кислота»? ” Это ужасное неприятное чувство… накопления водорода в виде молочной кислоты», — говорит Гамильтон. «Эта непосредственная болезненность, это ощущение жжения, как-то связаны с кислотностью окружающей среды». Хоть вы и можете чувствовать такую боль в середине тренировки, квалифицированный диетолог и сертифицированный фитнес-тренер Жюстин Чан говорит, что лактат не вызывает длительного дискомфорта. «Хотя [лактат] может вызвать усталость во время тренировок, он не вызывает боли в мышцах, потому что он не остается в крови надолго», – говорит она. “Вместо этого, он быстро перемещается из крови в печень для того, чтобы его преобразовали обратно в глюкозу”.

Каков итог? При активных тренировках, когда уровень лактата возрастает, могут появляться дискомфортные ощущения, но они не будут длительными. А болезненные ощущения, возникающие спустя несколько дней после занятий, не связаны с этим процессом.

Так что же вызывает боль в мышцах?

Теперь, когда мы знаем, что лактат вызывает только временные боли, вам, вероятно, интересно, что вызывает мышечную болезненность, которую вы можете почувствовать через два дня после десятикилометрового пробега или интенсивного занятия в тренажерном зале. «Болезненность, которую вы чувствуете после тренировки, не имеет ничего общего с лактатом», – повторяет Гамильтон. «Такие неприятные ощущения в мышцах на самом деле вызваны микротравмой в мышечных волокнах».

В итоге, стоит отметить, что лактат не является тем же самым, что и молочная кислота, и оба эти вещества не вызывают болезненных ощущений в мышцах после серьезных нагрузок. Теперь, когда вы хорошо понимаете, как ваш организм использует энергию для выполнения физических упражнений, не забывайте о важности правильного питания и отдыха.

Можно ли вывести молочную кислоту из мышц?

Лактат выводится из мускулатуры естественным путем в течение нескольких часов. Однако при желании этот процесс можно ускорить. «Молочная кислота самоустраняется. Чтобы ускорить вывод молочной кислоты, желательно пить больше воды, больше отдыхать, добавить сна», — комментирует Алексей Боляев.

Как избавиться от боли молочной кислоты?

Правильно пить. Вода помогает вывести из организма скопившуюся молочную кислоту. Делать заминку и разминку. Растяжка мышц разгоняет кровь в организме. Отдыхать. Провести ещё одну тренировку.

Обогащать организм.

Чем вредна молочная кислота в организме?

Высокие концентрации вещества опасны для человека. Не исключено развитие лактоацидоза – при этом изменяется кислотно-щелочной баланс в сторону кислотности. Состояние сопровождается ощущением сонливости, усталости, болят мышцы, возникает крепатура, учащается дыхание.

Полезные советы

СОВЕТ №1

Пейте молочную кислоту в умеренных количествах, следуя рекомендациям специалистов. Избыток может привести к негативным последствиям.

СОВЕТ №2

Принимайте молочную кислоту после тренировок, чтобы быстрее восстановить мышцы. Тем не менее, избегайте чрезмерного употребления.

Что такое молочная кислота и лактат

Во время интенсивной тренировки или соревнования вы, возможно, ощутили что-то вроде жжения в мышцах. Многие люди уверены, что молочная кислота является виновником мышечной боли и усталости. Однако часто любители спорта не совсем понимают, что именно вызывает дискомфорт в их мышцах. Эта статья направлена на то, чтобы простым языком объяснить природу этого вещества и его воздействие на человеческий организм.

Существует разница между молочной кислотой и лактатом. Лактат – это составная часть молочной кислоты. Молочная кислота состоит из, собственно, кислоты и молекулы лактата. Она является результатом распада глюкозы, которая выступает главным источником углеводов в организме человека, а значит – энергии для мышц во время физической нагрузки.

Таким образом, можно заключить, что молочная кислота играет важную роль, ведь она является энергетическим источником для мышечных клеток. Более того, молочная кислота выступает в качестве природного защитного механизма, защищая спортсмена от чрезмерных нагрузок и возможного вреда.

О пользе молочной кислоты было написано в статье Университета Нью-Мексико «Биохимия метаболического ацидоза, вызванного физической нагрузкой». Профессор Роберт Робергс приводит убедительные аргументы, говоря, что если мышцы не будут продуцировать лактат, ацидоз и мышечная усталость наступят быстрее.

Почему и при каких тренировках образуется молочная кислота

Молочная кислота в мышцах человека вырабатывается постоянно, но организм в спокойном состоянии успевает её удалить. Характерная же боль в мышцах свидетельствует об избытке кислоты, который, в свою очередь, появляется при интенсивной нагрузке, когда продуктов распада поступает гораздо больше того, что организм способен удалить. Если точнее, она начнёт накапливаться в мышцах, когда спортсмен работает выше анаэробного порога (он обычно считается равным 80-90% от максимальной ЧСС).

Во время такой интенсивной нагрузки молочная кислота распадается на «хороший» лактат, который превращается в топливо для организма, и «плохие» ионы водорода. Ионы водорода вредны, потому что они понижают кислотность мышц, снижая мышечную эффективность и вызывая жжение.

Тем не менее, ощущение боли, вызванной молочной кислотой, в течение нескольких дней – это заблуждение. Она выводится из организма всего через несколько часов после выполнения физических упражнений.

Процесс выработки молочной кислоты со временем, при последовательных тренировках, остаётся тем же, что и без физнагрузок, просто мышцы спортсмена, становясь выносливее и сильнее, проходя адаптацию к нагрузкам, используют топливо гораздо эффективнее. Именно для этого нужны тренировки ниже лактатного порога.

Лактатный порог

Лактатный порог означает переход от аэробной нагрузки к анаэробной. Аэробные тренировки не улучшают способность эффективно удалять лактат, потому что в таком состоянии ваше тело получает достаточно кислорода для его переработки. Для улучшения спортивных результатов необходимо включение в программу анаэробных упражнений, а тренироваться нужно на уровне или чуть ниже лактатного порога.

У каждого человека своя индивидуальная граница максимального пульса. Если максимальный пульс составляет 205 ударов в минуту, то уровень лактата окажется примерно на отметке 185 ударов в минуту. Таким образом, аэробные тренировки будут проходить в зоне от 125 до 185 ударов в минуту. Все значения выше этого порога относятся к анаэробной зоне.

Какой же будет темп бега на уровне лактатного порога? Это можно узнать в условиях лаборатории, проведя тест на уровень лактата, во время которого вам будет предложено постепенно увеличивать скорость, а лаборант будет брать образцы крови на каждом этапе, чтобы определить уровень лактата под влиянием нагрузки.

Но если возможности точно узнать свой порог нет, то для «лактатных» тренировок считается наиболее подходящим ваш гоночный темп на 5 км + 8-15 секунд на километр или же соревновательный темп на 10 км + 5-10 секунд. Большинство ведущих тренеров считает, что нужно регулярно совершать от 20 до 40 минут бега в темпе лактатного порога. К слову, именно такие тренировки называют темповыми.

Тем не менее, следует осознавать, что ограничение только на темповые тренировки не приведет к успеху в повышении уровня лактата. Намного эффективнее будет разнообразить свои занятия скоростными тренировками. Например, в одни дни проводите темповые беговые сессии на протяжении 20-40 минут, а в другие — сосредоточьтесь на выполнении коротких быстротечных отрезков. Только сочетание этих тренировок позволит улучшить вашу способность справляться с лактатом.

Связаны ли молочная кислота и боль в мышцах после бега

Еще в 1980-х годах было проведено исследование, чтобы преднамеренно вызвать боль в мышцах испытуемых. Ученые пытались ответить на вопрос, связана ли молочная кислота с болезненностью мышц.

Концентрацию молочной кислоты в крови измеряли до тренировки и в течение 45 минут бега на беговой дорожке: один раз на ровной дорожке и один раз при наклоне -10%. Концентрация молочной кислоты в крови и субъективные ощущения мышечной болезненности оценивались с интервалами в течение 72 часов после занятия.

Откуда появлялась эта боль, возникающая через 24-48 часов после тренировки? Не от повреждений и микроразрывов мышц, а от восстановления. Да, мышцы повреждены, но боль возникает из-за того, что в организме идет удаление повреждённых мышц. Как это происходит?

Внешняя мембрана мышечной клетки может быть повреждена, что приводит к её разрыву и выделению жидкости, вызывающей отёк в мышце. На протяжении двух-трёх дней после физической активности нервные окончания становятся более реактивными, что является причиной возникновения значительного дискомфорта при движении пострадавших мышц.

Но такая боль – это нормально, она не является травмой. После того, как мышцы восстановятся, вы станете сильнее и улучшите свои спортивные результаты, только не забывайте о регулярности занятий.

Другими словами, после одной тренировки бега по холмам вы не станете сильнее, если следующая подобная работа случится через месяц и более. Впрочем, если боль всё такая же сильная даже спустя 48 часов, это сигнал о том, что с нагрузкой вы зашли слишком далеко.

Как вывести молочную кислоту из мышц

• Первое – это питание. Бег, велоспорт, триатлон – всё это виды спорта на выносливость, а потому спортсмены должны придерживаться диеты, богатой углеводами, ведь все эти виды активности истощают запасы гликогена в мышцах и печени.
• Пятиминутная растяжка после тренировки на мышцы, которые были задействованы в работе. Обязательно прокатите валиком по рабочей зоне. Такой массаж увеличивает местный кровоток и выводит молочную кислоту из мышц. Иглоукалывание также может способствовать быстрому восстановлению.
• Когда боль уже есть, её нельзя устранить мазями и гелями.
• Для профилактики, чтобы после каждой тренировки ваше тело не изнывало от боли, включайте в программу интервальные работы высокой интенсивности. Производство лактата во время интенсивных упражнений стимулирует увеличение концентрации митохондрий внутри мышечных клеток, а значит, способствует росту производительности и улучшению выносливости.

Мифы и заблуждения о молочной кислоте

Мышцы болят из-за молочной кислоты

О первом мифе мы уже упоминали ранее. Молочная кислота традиционно воспринималась как побочный результат метаболизма глюкозы, связанный с производством энергии, и как ненужный компонент, вызывающий дискомфорт в мышцах. Несмотря на распространенные мнения, молочная кислота не является причиной болезненных ощущений в мышцах на 2-3 день после тренировки. Но почему миф о том, что молочная кислота – главный виновник, так крепко укоренился и широко распространён?

Корни этого заблуждения уходят к эксперименту, проведенному в 1907 году на сердце лягушки, извлеченном из организма. Исследователи заметили, что сердце, лишенное кислорода, при воздействии электрического тока производило лактат. Когда кислород начинал поступать, уровень лактата уменьшался.

Был сделан вывод, что если мышца получает недостаточно кислорода, работая в условиях кислородного долга, в организме повышается кислотность из-за выделения лактата, что и вызывает мышечную усталость, но это оказалось ошибкой на основе связанных событий.

Однако тот факт, что молочная кислота служит источником энергии для мышечной активности, будет открыт лишь позже – в 1970 году. В то время исследователи из Калифорнийского университета смогли подтвердить, что у человека процесс производства молочной кислоты происходит непрерывно.

К примеру, вы же чувствуете боль не только после гонки, но и после длительных, малоинтенсивных упражнений, когда вырабатывается очень мало лактата. Мышечная болезненность на самом деле вызвана простым механическим повреждением мышечных волокон и воспалением.

Молочная кислота «закисляет» мышцы

Второй миф: молочную кислоту винят в «закислении» мышц, но вины её в этом нет. На работу мышц влияние оказывает повышенная кислотность тканей, однако это настолько сложное явление, в котором задействовано множество процессов, что мы не будем нагружать читателя такой информацией.

У элитных спортсменов меньше молочной кислоты

Третий миф: лучшие в своем классе спортсмены производят меньше молочной кислоты. Это могло бы быть правдой, если бы лактат являлся отходом, вызывающим усталость и никак не влияющим на физическую работоспособность.

С высокой степенью вероятности, объяснение того, почему во время тяжелых тренировок в организме элитных спортсменов наблюдается меньшая концентрация лактата, заключается не в сниженной продукции этого вещества их мышцами, а в более оптимальном его усвоении. В то время как у обычного спортсмена 75% лактата перерабатывается в митохондриях и используется как прямое топливо для сокращений мышц, а 25% попадает в кровоток, у атлетов мирового уровня 85% лактата сжигается, оставляя в крови лишь 15%.

Что же делать со всей этой отсроченной болью, если за неё ответственна не молочная кислота? Ответ прост: дайте своему организму время, и он сам залечит раны. А чтобы избежать такой боли, нужно лишь осторожно подходить к выполнению новых упражнений. Исследования, кстати, говорят, что растяжка ни до, ни после тренировки никак тут не поможет.

Лактат – это продукт клеточного метаболизма, производная молочной кислоты. Может находиться в клетках в виде самой молочной кислоты либо в виде ее солей.

Синонимы на русском

Лактат, соединения кислоты молочной.

Синонимы английские

Лактат, молочная кислота.

Метод исследования

Кинетический колориметрический метод.

Единицы измерения

Ммоль/л (миллимеквивалент на литр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Как правильно подготовиться к исследованию?

• Не принимать пищу в течение 12 часов до исследования.
• Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение в течение 30 минут до исследования.
• Не курить в течение 30 минут до исследования.

Основные сведения об исследовании

В процессе анализа производится измерение уровня лактатов в крови. Эти вещества представляют собой результаты клеточного обмена, и в зависимости от уровня рН (кислотности) могут находиться в клетках в виде молочной кислоты или при нейтральном рН в виде ее солей.

В норме концентрация лактатов в крови очень низкая. В мышцах, эритроцитах, клетках мозга и в других тканях она повышается при недостатке кислорода в клетке либо если первичный путь производства энергии в клетках нарушен.

Ключевые запасы клеточной энергии формируются в митохондриях, миниатюрных «энергетических аппаратах» в клетках живых организмов. Митохондрии применяют глюкозу и кислород для синтеза АТФ (аденозинтрифосфата), который является основным источником энергии в теле. Этот процесс известен как аэробное производство энергии.

Причины повышения уровня лактатов подразделяются на две группы в соответствии с механизмом, который вызывает лактацидоз.

Лактацидоз А-типа наиболее распространен и ассоциирован с факторами, вызывающими недостаточный захват кислорода легкими либо замедленное кровообращение, что приводит к уменьшению снабжения тканей кислородом. Примеры лактацидоза А-типа:

• шок в результате полученной травмы или сильной кровопотери,
• сепсис,
• инфаркт,
• застойная сердечная недостаточность,
• тяжелые легочные либо респираторные заболевания,
• отек легких,
• тяжелые формы анемии.

Лактацидоз Б-типа не связан с поступлением кислорода к тканям, он является причиной повышенной потребности в кислороде из-за проблем обмена веществ. Примеры лактацидоза Б-типа:

• болезни печени,
• почечные заболевания,
• сахарный диабет,
• лейкемия,
• СПИД,
• болезни, связанные с сохранением гликогена (например, глюкозо-6-фосфатазная недостаточность),
• лекарства и токсины, такие как салицилаты, цианиды, метанол, метформин,
• различные наследственные митохондриальные и метаболические заболевания, являющиеся формами мышечной дистрофии и затрагивающие синтез АТФ,
• состояние при интенсивных физических нагрузках.

Какова цель проведения исследования?

• Для выявления лактацидоза, то есть высокого содержания лактатов.
• Чтобы определить гипоксию и лактацидоз и оценить их тяжесть, если есть факторы, понижающие снабжение кислородом клеток и тканей (лактацидоз чаще всего возникает именно из-за этого), например шок или застойная сердечная недостаточность.
• Для оценки кислотно-щелочного баланса и оксигенации (вместе с анализом на газы в крови).
• При диагностике болезней, которые способны привести к повышенному содержанию лактатов, а также при симптомах ацидоза, поскольку лактацидоз может вызываться факторами, не связанными с уровнем кислорода в тканях.
• Чтобы выяснить, не являются ли сопутствующие заболевания, например болезни печени или почек, причиной лактацидоза (вместе с другими исследованиями, такими как клинический анализ крови или мочи, некоторые биохимические тесты).
• Для обследования больных с подозрением на сепсис. Если уровень лактатов у них падает ниже нормы, лечение им назначается незамедлительно. При своевременной диагностике и безотлагательном лечении сепсиса шансы на успешное выздоровление увеличиваются во много раз.
• Для наблюдения за течением гипоксии и контроля за эффективностью ее лечения в случае обострения таких болезней, как сепсис, инфаркт и застойная сердечная недостаточность.

Когда назначается исследование?

• При симптомах недостатка кислорода (одышка, учащенное дыхание, бледность, потливость, тошнота, слабость в мышцах).
• При подозрении на сепсис, шок, инфаркт, сердечную недостаточность, почечную недостаточность или сахарный диабет.
• При острых головных болях, лихорадке, расстройстве и потере сознания, а также признаках менингита.

Что означают результаты?

Нормальные показатели: от 0,5 до 2,2 ммоль/л.

Для клинической практики важно только увеличение уровня лактата в крови.

• Высокая концентрация лактата указывает на болезнь (либо иные факторы), которая является причиной накопления лактатов в тканях. В целом чем выше уровень лактатов, тем острее протекает заболевание. Если накопление лактатов связано с гипоксией, то их повышение означает, что организм не способен ее компенсировать. В то же время сама по себе избыточная концентрация лактатов не является прямым указанием на диагноз, она лишь помогает подтвердить либо исключить возможные причины наблюдаемых симптомов.
• Если есть подозрение на состояние, ведущее к кислородной недостаточности, например на шок, полученный в результате травмы или сильной кровопотери, сепсис, инфаркт, застойную сердечную недостаточность, острые респираторные или легочные заболевания, отек легких, острую анемию, то повышенный уровень лактатов может быть признаком гипоксии и/или дисфункции органов.
• Иногда лактацидоз является осложнением болезней печени, почек, диабета, лейкемии, СПИДа, болезней, связанных с сохранением гликогена (например, глюкозо-6-фосфатазной недостаточностью), различных наследственных митохондриальных и метаболических заболеваний (форм мышечной дистрофии и тех, которые затрагивают синтез АТФ).
• Увеличивать концентрацию лактатов способны лекарства и токсины (салицилаты, цианиды, метанол, метформин) и интенсивные физические нагрузки.
• При симптомах менингита значительно повышенный уровень лактатов в цереброспинальной жидкости указывает на вероятность бактериального менингита, в то время как слегка повышенный – на его вирусную разновидность.
• Нормальный уровень лактатов свидетельствует о том, что у пациента нет лактацидоза, а также о достаточном снабжении кислородом на клеточном уровне.
• При лечении лактацидоза или гипоксии уменьшение концентрации лактатов со временем отражает реакцию организма на процесс лечения.

Важные замечания

• Уровень лактатов может повышаться при дефиците витамина В1.

Кроме того, стоит рассмотреть

• Мочевина в сыворотке
• Креатинин в сыворотке

Кто назначает исследование?

Хирург, реаниматолог, инфекционист, терапевт.

Молочная кислота в организме человека и животных

Молочная кислота формируется при распаде глюкозы. Иногда называемая «кровяным сахаром» глюкоза является главным источником углеводов в нашем организме. Это основной источник энергии для мозга и нервной системы, так же как и для мышц во время физической нагрузки. Когда расщепляется глюкоза, клетки производят АТФ (аденозинтрифосфат), который обеспечивает энергией большинство химических реакций в организме. Уровень АТФ определяет, как быстро и как долго мышцы смогут сокращаться при физической нагрузке.

Синтез молочной кислоты проходит без участия кислорода, поэтому его называют «анаэробным метаболизмом» (см. Анаэробная тренировка). Ранее считалось, что при дефиците кислорода в крови мышцы вырабатывают молочную кислоту. Иными словами, организм находится в состоянии анаэробного метаболизма.

Однако современные исследования показывают, что молочная кислота образуется и в мышцах, получающих достаточно кислорода. Увеличение количества молочной кислоты в кровотоке свидетельствует лишь о том, что уровень её поступления превышает уровень удаления. Резкое увеличение (в 2—3 раза) уровня лактата в сыворотке крови наблюдается при тяжёлых расстройствах кровообращения, таких как геморрагический шок, острая левожелудочковая недостаточность и др., когда одновременно страдает и поступление кислорода в ткани, и печёночный кровоток.

Зависимое от лактата производство АТФ очень незначительно, но имеет большую скорость. Это обстоятельство делает идеальным его использование в качестве источника энергии, когда нагрузка превышает 50 % от максимальной. При отдыхе и умеренной нагрузке организм предпочитает расщеплять жиры для получения энергии. При нагрузках в 50 % от максимума (порог интенсивности для большинства тренировочных программ) организм перестраивается на преимущественное потребление углеводов. Чем больше углеводов человек использует в качестве топлива, тем больше производство молочной кислоты.

Согласно проведенным исследованиям, у пожилых людей в мозге наблюдается повышенное содержание солей кислоты (лактатов).

Регулятор обмена

Для того чтобы глюкоза могла перемещаться через клеточные мембраны, ей требуется инсулин. В отличие от глюкозы, молекула молочной кислоты имеет вдвое меньший размер и не нуждается в гормональной помощи — она свободно проникает через клеточные мембраны.

Анализ

Количественный анализ молочной кислоты обычно проводят титрованием гидроксидом натрия в присутствии фенолфталеина. Этот способ не подходит для концентрированных растворов, потому что в них молочная кислота частично находится в виде лактоилмолочной кислоты. Если такой раствор нужно оттитровать, используют приём обратного титрования: молочную кислоту обрабатывают избытком щёлочи (лактоилмолочная кислота при этом гидролизуется), а затем остаток щёлочи оттитровывают соляной кислотой.

В сфере промышленности и научных лабораториях для анализа молочной кислоты применяется метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Уровень энантиомерных форм в молочной кислоте можно установить с помощью ферментативного анализа или ВЭЖХ на колонках с хиральной фазой. Коммерчески доступны как такие колонки, так и образцы чистых энантиомеров молочной кислоты.

Молочную кислоту можно обнаружить по следующим качественным реакциям:

• Взаимодействие с n-оксидифенилом и серной кислотой:

При осторожном нагревании молочной кислоты с концентрированной серной кислотой она вначале образует уксусный альдегид и муравьиную кислоту; последняя немедленно разлагается: CH3CH(OH)COOH → CH3CHO + HCOOH (→ H2O + CO) Уксусный альдегид взаимодействует с n-оксидифенилом, причём, по-видимому, происходит конденсация в o-положении к OH-группе с образованием 1,1-ди(оксидифенил)этана:

В растворе серной кислоты медленно окисляется в фиолетовый продукт неизвестного состава. Поэтому, как и при обнаружении гликолевой кислоты с помощью 2,7-диоксинафталина, в данном случае происходит взаимодействие альдегида с фенолом, при котором концентрированная серная кислота действует как конденсирующий агент и окислитель. Такую же цветную реакцию дают α-оксимасляная и пировиноградная кислоты.

Процесс проведения реакции: В сухой пробирке в течение 2 минут на водяной бане при температуре 85 °C нагревают каплю исследуемого раствора с 1 мл концентрированной серной кислоты. После этого охлаждают под струёй воды до 28 °C, добавляют небольшое количество твёрдого n-оксидифенила и, перемешав несколько раз, оставляют на 10-30 минут. Фиолетовое окрашивание проявляется постепенно и со временем становится более интенсивным. Минимальная концентрация, при которой следует проводить открытие: 1,5⋅10 −6 г молочной кислоты.

Выполнение реакции: В пробирку прилить 1 мл молочной кислоты, а затем немного подкисленного серной кислотой раствора перманганата калия. Нагревать в течение 2 минут на слабом огне. Ощущается запах уксусной кислоты. C3H6O3 + [O] = C3H4O3 + H2O↑ Продуктом данной реакции может быть пировиноградная кислота C3H4O3, которая тоже имеет запах уксусной кислоты. C 3H6O3 + [O] = C3H4O3 + H2O↑ Однако пировиноградная кислота при обычных условиях неустойчива и быстро окисляется до уксусной кислоты, поэтому реакция протекает согласно суммарному уравнению: C 3H6O3 + 2[O] = CH3COOH + CO2↑ + H2O

• Взаимодействие с фенолятом железа

Описание реакции: Эта реакция называется реакцией Уффельмана и используется, например, в клинической медицине для определения присутствия молочной кислоты в желудочном соке, открыта Юлиусом Уффельманом в 1880-х гг. Для проведения реакции нужно растворить одну каплю хлорида железа и 0,4 грамма фенола в 50 см 3 воды. Затем добавить тестируемую жидкость, если в ней есть молочная кислота, то синий цвет раствора сменится жёлтым, поскольку образуется лактат железа.

Применение

Молочная кислота находит применение в основном в трёх областях: в пищевой индустрии, при изготовлении полимеров и в других промышленных секторах.

В пищевой индустрии молочная кислота выполняет функции консерванта и регулятора кислотности. Её соли, обладая высокой растворимостью в воде, можно использовать в продуктах, в которых важно контролировать pH. Молочная кислота и её производные находят применение в напитках, сладостях, мясных изделиях и соусах. Лактат кальция добавляют в продукты как дополнительный источник кальция.

В полимерной промышленности из молочной кислоты получают полилактид. Производится он из лактида полимеризацией с раскрытием цикла. Сам же лактид получают конденсацией молочной кислоты.

Молочная кислота находит применение в обработке металлов, сфере косметологии, текстильной и кожевенной отраслях. Её эфиры используются в изготовлении красок и чернил, а В электронике и для очистки металлических поверхностей.

Безопасность

Молочная кислота — это органическая карбоновая кислота, которая присутствует во многих организмах и является безопасной для окружающей среды. Увеличение производства молочной кислоты и, соответственно, полилактида оказывает положительное влияние тем, что вытесняет использование полимеров, производимых из нефти, снижает выбросы углекислого газа и предоставляет более широкие возможности по утилизации отходов.

Молочная кислота также используется в пищевой промышленности и не является токсичной. Тем не менее при попадании в глаза или на повреждённую кожу она вызывает раздражение. Полулетальная доза для крыс при оральном приёме составляет 3,73 г/кг.