Молочная кислота образуется в мышцах в результате anaerobного гликолиза, когда организм производит энергию в условиях недостатка кислорода. Это, как правило, происходит при интенсивной физической нагрузке, когда кислорода недостаточно для полного окисления глюкозы. Несмотря на то, что молочная кислота раньше считалась запасом утомления, сейчас известно, что она играет важную роль в регуляции энергетического обмена и может использоваться мышцами в качестве источника энергии.
Кроме того, молочная кислота способствует снижению pH в мышцах, что может быть сигналом к снижению интенсивности тренировки. Однако после завершения физической активности уровень молочной кислоты быстро снижается, и она перерабатывается в печени, где снова превращается в глюкозу. Таким образом, молочная кислота является неотъемлемой частью метаболических процессов, поддерживающих физическую активность и восстановление мышц.
Молочная кислота
Лактат, также известный как молочная кислота, представляет собой соединение из группы карбоновых кислот. В контексте человеческого организма это соединение образуется в процессе расщепления глюкозы и в значительных количествах наблюдается в таких органах, как печень, мозговые клетки, сердце и мышечные ткани.
Общие характеристики
Впервые молочную кислоту обнаружил К. Шееле в 1780 году; она находилась в микроорганизмах и в семенах некоторых растений. Позже Й. Берцелиус смог выделить её соли.
Это соединение почти бесцветно и имеет легкий желтоватый оттенок, не обладая явно выраженным ароматом. При 20 градусах Цельсия оно легко растворяется в воде, спирте или глицерине. Благодаря своим высоким гигроскопическим свойствам, лактат способствует образованию насыщенного раствора молочной кислоты.
Какую роль играет молочная кислота для организма человека
Обогащение миокарда лактатом – жизненно важный процесс для человека. В естественной среде это происходит так – глюкоза, в процессе гликолиза мышечных тканей, превращается в молочную кислоту. Участвует лактат и в обратном процессе, когда происходит образование глюкозы. Такие трансформации происходят в печени.
Окисление молочной кислоты предоставляет энергию, необходимую для осуществления этого процесса. Молочная кислота в качестве добавки служит способом поддержания критически важных функций организма, способствует активизации обменных процессов и поддерживает работоспособность мышц, нервной системы и даже головного мозга.
Насколько молочная кислота сконцентрирована в организме
.jpg "Зачем мышцам нужна молочная кислота")
Степень концентрации молочной кислоты в организме позволяет оценить качество обмена углеводов и уровень кислородного насыщения тканей. У здорового человека нормальный уровень лактата колеблется в пределах 0,6 – 1,3 ммоль/литр. В случае, если человек испытывает частые судороги, это может указывать на превышение нормы содержания данного вещества, что также свидетельствует о нехватке кислорода. Такой дефицит может привести к сердечной недостаточности, анемии и проблемам с функцией лёгких.
Любители физических нагрузок также должны помнить о том, что чрезмерные нагрузки приводят к избыточному появлению молочной кислоты в организме, что обуславливается проявлениями болей в мышцах.
Норма молочной кислоты в сутки
Не существует четких рекомендаций относительно того, сколько молочной кислоты необходимо употреблять в день. Тем не менее, люди, не занимающиеся физической активностью, нуждаются в большей дозе лактата, чем спортсмены. Поэтому "неспортивным" гражданам целесообразно приобрести натуральную молочную кислоту оптом по доступной цене в Москве и, употребляя ее, восполнять запасы в организме.
Детям, находящимся в стадии активного роста, требуется значительное количество молочной кислоты, так же как и тем, кто занят интеллектуальным трудом. Если у человека наблюдается повышенное содержание аммиака, ему необходимо сократить потребление лактата. При наличии проблем с пищеварением или чувстве усталости стоит подумать о увеличении суточной нормы молочной кислоты.
Где еще применяют лактат?
В пищевой отрасли молочная кислота известна как консервант Е 270, который помогает улучшать вкусовые характеристики продуктов. Это безопасное для человека соединение находит обширное применение в производстве соусов для салатов, кондитерских изделий и продуктов для детей.
Причины боли в мышцах после тренировки и роль молочной кислоты
Для многих занимающихся спортом и фитнесом боли в мышцах после тренировки – это нормальное явление. Мышцы становятся чувствительными к прикосновениям, движения становятся болезненными, даже обычные повседневные дела могут доставить дискомфорт. Чем же вызваны эти боли? Одним из ключевых факторов является наличие в мышцах молочной кислоты.
Молочная кислота – это остаточное вещество, которое образуется в мышцах во время физической нагрузки. Она возникает как результат анаэробного (без участия кислорода) разложения глюкозы в мышцах при недостаточной окислительной фосфорилировке. Во время интенсивного тренировочного процесса мышцы вырабатывают большое количество энергии, что приводит к образованию молочной кислоты. Ее уровень в мышцах повышается и достигает пика в течение первых 24-48 часов после тренировки.
Молочная кислота воздействует на нервные окончания, что вызывает боль и неприятные ощущения. Она также приводит к изменениям в клетках мышц, способствуя отекам и воспалительным процессам. Неудобные ощущения могут сохраняться от нескольких часов до нескольких дней, в зависимости от степени нагрузки и особенностей каждого организма.
Почему в мышцах ощущается боль после тренировки — роль молочной кислоты
Неприятные ощущения в мышцах после занятий спортом часто возникают из-за скопления молочной кислоты. Эта кислота появляется в результате гликолиза (расщепления глюкозы) в мышечных клетках. Во время физической активности мышцы функционируют на пределе и ощущают нехватку кислорода. В таких обстоятельствах гликолиз идет без участия кислорода, что и приводит к образованию молочной кислоты.
Молочная кислота является одним из главных факторов, вызывающих болевые ощущения в мышцах после тренировки. Она раздражает нервные окончания в мышцах и приводит к возникновению чувства дискомфорта и боли. Относительно большое скопление молочной кислоты в мышцах может оказывать сдерживающее влияние на мышечную работу и вызывать ощущение усталости.
Тем не менее, важно упомянуть, что молочная кислота не является единственным фактором, вызывающим болезненные ощущения в мышцах после занятий спортом. Физическая нагрузка и микроскопические травмы также играют роль в появлении дискомфорта и болевых симптомов. Во время физических упражнений мышцы могут испытывать разные виды нагрузки, включая растяжение, разрыв мелких волокон и легкие повреждения тканей.
В итоге, после тренировки в мышцах происходит воспалительная реакция, которая является частью процесса регенерации и укрепления мышц. Данная реакция может сопровождаться болевыми ощущениями, которые могут длиться несколько дней.
| Во время тренировки мышцы испытывают физическую нагрузку, что может приводить к микротравмам | Молочная кислота образуется в мышцах в результате гликолиза без участия кислорода | Микротравмы возникают в результате физической нагрузки на мышцы, включая растяжение и разрыв мышечных волокон |
| Сильная и интенсивная нагрузка может привести к скоплению молочной кислоты в мышцах | Молочная кислота раздражает нервные окончания в мышцах и вызывает болевые ощущения | Микротравмы способствуют воспалительной реакции, которая может сопровождаться болевыми ощущениями |
Причины боли в мышцах после тренировки: нагрузка и микротравмы
В процессе тренировки мышцы испытывают значительное усилие, превышающее обычную нагрузку. Это приводит к микротравмам в мышечных волокнах, которые возникают в результате растяжения и оттяжки. Важно отметить, что эти микротравмы являются необратимыми, и для их восстановления организму требуется определенное время.
При тренировке происходит разрушение экзистенциальных мышечных белков, и они вырабатываются в организме. Одним из побочных продуктов образования этих белков является молочная кислота. Этот вещество накапливается в мышцах и является одной из причин ощущения боли.
Молочная кислота возникает в ходе анаэробного гликолиза, который активируется, когда мышцы работают в условиях нехватки кислорода. В этом процессе глюкоза расщепляется, что приводит к образованию аденозинтрифосфата (АТФ) – ключевого источника энергии для мышечных волокон. Однако, при недостатке кислорода, АТФ распадается на лактат и ионы водорода. Протоны вызывают нарушение кислотно-щелочного баланса в мышцах, что приводит к чувству дискомфорта и боли.
Таким образом, образование молочной кислоты в мышцах во время тренировки является одной из причин боли. Эта кислота является продуктом анаэробного гликолиза, который возникает при недостатке кислорода в мышцах. Ощущение боли после тренировки связано с объемом нагрузки на мышцы и количеством образующейся молочной кислоты.
Механизмы образования молочной кислоты в мышцах
Механизм образования молочной кислоты в мышцах основан на работе аэробной и анаэробной систем энергопостачивания организма. При низкой интенсивности физической нагрузки энергия вырабатывается за счет аэробного окисления пирувата в митохондриях.
Тем не менее, при высоких физических нагрузках, когда энергетические затраты становятся больше, чем могут обеспечить аэробные механизмы, начинается работа анаэробного гликолитического процесса. Пируват, который образуется в ходе гликолиза глюкозы, не успевает пройти полный цикл окисления и остается в виде лактата.
| Piруват + NAD + CоA → Acetyl-CoA + NADH + H + CO2 | Piруват + NADH + H → L(+)-Лактат + NAD |
Молочная кислота образуется в мышечных тканях, когда восстанавливается НАД, который необходим для продолжения процесса гликолиза. Восстановление происходит посредством окисления NADH + H в обратной реакции, в ходе которой пируват преобразуется в лактат.
Молочная кислота, образующаяся в мышцах, в дальнейшем может служить источником энергии для других органов организма, таких как сердце, мозг и печень. Она способствует стимуляции процесса регенерации и роста мышц, а также может иметь влияние на ощущение боли после тренировки.
Влияние молочной кислоты на ощущение боли в мышцах после тренировки
После физических нагрузок молочная кислота может привести к чувству усталости и болям в мышцах. Она воздействует на нервные окончания, вызывая у них ощущение боли. Эти болевые ощущения служат защитным механизмом организма, указывая на необходимость уменьшить уровень активности и позволить мышцам восстановиться.
Для снятия боли в мышцах после тренировки рекомендуется проводить регулярные растяжки, массаж и применять холодные и горячие компрессы. Такие меры помогают улучшить кровообращение и ускорить выведение молочной кислоты из мышц, снижая ощущение болевых симптомов.
Понимание механизмов образования и влияния молочной кислоты на ощущение боли в мышцах позволяет спортсменам и тренерам более эффективно планировать тренировки и контролировать уровень физической нагрузки. Надлежащий уход и рациональный подход после тренировки помогут снизить боль и ускорить восстановление мышц.
Как предотвратить боль в мышцах: советы и рекомендации
Боль в мышцах – частая проблема, с которой сталкиваются люди после физической активности. Однако существуют методы, позволяющие уменьшить вероятность ее появления. Несложные рекомендации и полезные привычки помогут вам сделать ваши тренировки более комфортными и эффективными.
Подготовка к тренировочному процессу
Начнем с разминки. Разогрев мышц перед тренингом способствует улучшению кровообращения и подготовке тела к нагрузкам. Подберите упражнения, которые задействуют все основные группы мышц, уделите этому процессу минимум 10-15 минут.
Постепенное увеличение нагрузки
Не следует сразу же перегружать себя тяжёлыми весами или интенсивными кардионагрузками. Постепенное увеличение нагрузки и объема тренировок помогает организму адаптироваться, что снижает риск возникновения мышечной боли.
Корректная техника выполнения упражнений
Обратите внимание на технику выполнения упражнений. Неправильные движения могут привести к травмам и болезненным ощущениям в мышцах. Лучше потратить время на изучение правильной техники или обратиться за помощью к тренеру, чем потом исправлять последствия.
Занятия растяжкой после тренировки
Растяжка после занятий также крайне важна. Она помогает снять напряжение с мышц, улучшает гибкость и способствует ускоренному восстановлению. Уделите этому процессу 10-15 минут, и ваши мышцы скажут вам спасибо.
Оздоровительные процедуры
Немаловажную роль играют различные процедуры, такие как массаж, контрастный душ и посещение сауны. Они помогут улучшить кровообращение, расслабить мышцы и уменьшить вероятность появления болезненных ощущений.
Сон и рацион
Не забывайте о значении качественного сна и сбалансированного рациона. Вашему организму необходим отдых для восстановления мышц. Уделяйте сну не менее 7-8 часов в сутки и включайте в свое питание продукты, богатые белками и питательными веществами, необходимыми для регенерации тканей.
Следуя этим рекомендациям, вы сможете значительно уменьшить вероятность возникновения болезненных ощущений в мышцах после физических нагрузок и повысить эффективность своих тренировок.
Видео по теме:
Вопрос-ответ:
Почему возникает боль в мышцах после тренировки?
Мышечная боль после физических нагрузок, известная как отсроченная мышечная боль (DOMS), обычно появляется из-за маленьких разрывов в мышечных волокнах. Эти микроповреждения запускают воспалительные процессы, способствуя восстановлению и увеличению мышечной массы. Неприятные ощущения, как правило, наступают через 12-24 часа после тренировки и могут продолжаться до 72 часов или дольше. Правильное восстановление играет ключевую роль в снижении боли и улучшении состояния, включая отдых, сбалансированное питание и легкие растяжки.
Какую роль играет молочная кислота в возникновении мышечной боли?
Долгое время считалось, что именно молочная кислота вызывает болезненные ощущения в мышцах после тренировки. Однако новые исследования опровергли этот миф. Молочная кислота образуется в ходе анаэробного метаболизма и служит источником энергии для организма во время интенсивных физических нагрузок. Большая часть молочной кислоты выводится из мышц уже через 30-60 минут после тренировки, и ее наличие не приводит к длительной боли. На самом деле, дискомфорт в мышцах связан с микротравмами волокон и воспалительной реакцией, возникающей в ответ на эти повреждения.
Можно ли предотвратить мышечную боль после тренировки?
Полностью предотвратить мышечную боль после тренировки скорее всего не получится, особенно если вы занимаетесь новым видом физической активности или увеличили интенсивность тренировок. Однако, есть несколько способов снизить вероятность их возникновения и уменьшить дискомфорт. Рекомендуется проводить качественную разминку перед тренировкой, постепенно увеличивать нагрузку, а также делать растяжки после тренировки. Важно также поддерживать сбалансированное питание и соблюдать режим отдыха и сна, что способствует быстрому восстановлению организма.
Что можно сделать для облегчения мышечной боли после тренировки?
Чтобы снять мышечную боль после тренировки, можно использовать различные подходы. Прежде всего, необходимо учитывать важность отдыха. Организму требуется время для восстановления сил. Небольшие растяжки и умеренные физические нагрузки способствуют улучшению кровообращения и ускоряют процесс восстановления. Также стоит обратить внимание на питьевой режим; должное увлажнение организма помогает быстрее выводить продукты обмена веществ.
Иногда можно использовать методы криотерапии, такие как прикладывание льда к больным областям, либо принимать теплые ванны, что способствует расслаблению мышц. Специальные препараты, такие как нестероидные противовоспалительные средства (например, ибупрофен), могут помочь в случаях сильной боли, но не стоит злоупотреблять ими без консультации с врачом.
Влияет ли интенсивность тренировки на степень мышечной боли?
Да, интенсивность тренировки непосредственно влияет на степень мышечной боли. При выполнении особенно интенсивных или непривычных упражнений увеличивается вероятность возникновения микротравм в мышечных волокнах, что вызывает более значительную воспалительную реакцию. Это, в свою очередь, приводит к более сильной мышечной боли. Поэтому рекомендуется постепенно повышать интенсивность тренировок, чтобы дать мышцам время адаптироваться к новым нагрузкам и минимизировать неприятные ощущения.
IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2017
ЛАКТАТНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ В ДВАДЦАТЬ ПЕРВОМ ВЕКЕ, ГИПОТЕЗЫ И ИССЛЕДОВАНИЯ
Гришина М.А. 1
1 Оренбургский государственный медицинский университет Документ в формате PDF
133.9 KB
Версия работы представлена без графических материалов и математических выражений. Полную версию можно найти в разделе "Файлы работы" в формате PDF
Лактатный метаболизм в двадцать первом веке, гипотезы и исследования.
The lactate metabolism. The lactate metabolism in the twenty-first century, hypotheses and research.
Мария Александровна Гришина.
Оренбургский государственный медицинский университет, Министерство здравоохранения Российской Федерации.
Grishina Maria Aleksandrovna.
Оренбургский государственный медицинский университет, Управление здравоохранения Российской Федерации. Оренбург, Россия
До второй половины ХХ века, лактат в значительной степени рассматривали как конечный продукт гликолиза из-за гипоксии, основной причины недостатка кислорода после выполнения физических упражнений, основной причины утомления мышц и ключевого фактора в поврежденной ацидозом ткани. С 1970, произошла лактатная революция.
В настоящее время, мы живем в эру расцвета лактатного челнока. Современные открытия показали, что повышенная продукция и концентрация лактата как результат аноксии и дезоксии является чаще ожиданием, чем правилом. Лактатный ацидоз повторно вычисляется как фактор мышечной работы. Лактат также является важным интермедиантом в процессе заживления раны и регенерации.
Ученые нашли эксперименальное подтверждение для внутриклеточного челнока, лактатного пероксисомального и челнока от астроцита к нейрону, от лактата к аланину. Лактат является важным интермедиантом в многочисленных метаболических процессах, особенно мобильной заправке для аэробного метаболизма.
В XIX веке Луи Пастер установил, что аноксия и дезоксия способствуют образованию молочной кислоты в клетках. Уровень молочной кислоты возрастает во время физической активности из-за нехватки кислорода для энергетических нужд сокращающихся мышц. Безусловно, давление кислорода (Р О2) имеет значение на уровнях 0,5 Торр и ниже и является следствием ограниченного кислородного обращения цитохрома, что, в свою очередь, ведет к О2-ограниченному окислительному фосфорилированию, которое условно называется дизоксией. Тем не менее, это не единственная причина увеличения выработки молочной кислоты, так как ее концентрация в мышцах и крови возрастает во время интенсивных нагрузок. Важную роль в этом процессе также играют гормоны. Например, адреналин замедляет удаление образующегося лактата из мышц при
физической нагрузке. Это обусловлено высокой активностью ЛДГ, АТФазы, пируватдегидрогеназного комплекса, малат-аспартатного и глицерофосфатного челноков.
Лактатдегирогеназа, основной фермент, принимающий участие в реакциях гликолиза, диссоциирует при физиологических значениях рН, однако свободные протоны не снижают ее уровень при нагрузке. Поэтому можно предположить, что лактат не является единственным фактором усталости мышц.
Ральф Г. Брукс предложил концепцию внутриклеточного лактатного транспортировщика. Основной идеей данной теории является то, что Hla – это антиген тканевой совместимости, который образуется в процессе гликолиза, особенно при его быстром течении. Это связано с тем, что лактатдегидрогеназа проявляет большую скорость работы по сравнению с другими ферментами в гликолитическом пути окисления.
Исследователь обнаружил следующие подтверждения, свидетельствующие о наличии внутриклеточного лактатного транспортерного механизма в скелетной мышце: 1) непосредственное улавливание и метаболизм молочной кислоты изолированной митохондрией без предварительного переноса лактата к пирувату вне митохондрий, 2) наличие внутримитохондриального запаса ЛДГ, и 3) наличие переносчика молочной кислоты МСТ 1 в митохондриях, вероятно, в их внутренней мембране. В рамках данной гипотезы о транспорте молочной кислоты предполагается, что HLA будет постоянно синтезироваться в цитозоле, и скорость этого процесса будет возрастать с увеличением интенсивности гликолиза.
Из-за его высокой концентрации, лактат будет основной монокарбоновой кислотой, транспортируемой к митохондрии, где МСТ1 перенесет ее через внутримитохондриальную мембрану. Оказавшись внутри митохондрии, в матриксе, митохондриальная ЛДГ будет катализировать превращение лактата обратно в пируват, который окислится через пируватдегидрогеназную реакцию в ацетилкофермент А. Ацетил- КоА будет участвовать в цикле Кребса. Обратите внимание, что внутриклеточный транспорт молочной кислоты будет не только главным субстратом в виде превращения лактата в пируват; он также будет восстановительным эквивалентом, таким образом, исполнять роль малат-аспартатного и глицерофосфатного челноков в разной степени в зависимости от скорости образования молочной кислоты и скорости ее транспорта в митохондрию. Однако модель внутриклеточного челнока не стала общепризнанной в научных кругах из-за ее несоответствия термодинамическим принципам.
Увеличенная стимуляция нервной системы требует более интенсивного обмена энергии в нейронных клетках. В связи с этим ученые предложили гипотезу о лактатном челноке «астроциты-нейроны».
В этой модели глутамат, который был реализован как нейротрансмиттер из нейронов, в первую очередь поступает в астроциты с помощью переносчика, который включает в себя один глутамат, три , и один , входящих в клетку, пока
выходит из неё. Потом эта транспортная активность астроцита приводит к активации
АТФ фазы (возможно с помощью повышения ), восстановлению ионного баланса, и синтезу глутамина из глутамата. Затрата энергии на работу АТФ — фазной помпы и на синтез глутамина приводит к [ATФ], [AДФ], [P] и [AМФ], которые во многом помогают гликолизу с получающейся в результате продукцией . Здесь гликолитические ферменты могут быть разобщены на пути синтеза глутамина или работу АТФазной помпы, разрешая преимущественную активацию гликолитической энергии системы.
Увеличение [ происходит снаружи вдоль градиента концентрации при помощи переносчиков МСТ 1, расположенных в плазматической мембране астроцитов. Затем [ во внеклеточной среде возрастает, распространяясь к соседним нейронам через переносчик МСТ 2, находящийся в мембране нейронов.
Внутри нейронов вместе с глюкозой работают как окислительное топливо для повышенного нейронного энергетического метаболизма, который вызван активацией АТФазы для восстановления ионного баланса и ресинтеза глутамата из глутамина, в основном полученного из астроцитов. Пока глюкоза может быть воспринята нейронами с помощью переносчика ГЛЮТ 3, большее количество глюкозы может быть использовано астроцитами и проникает внутрь них с помощью переносчика ГЛЮТ 1. Глутамат стимулирует транспорт глюкозы в культивируемых астроцитах гиппокампа человека более интенсивно, чем транспорт глюкозы у млекопитающих. В общем, в АНЛСН большая часть топлива для повышения энергии, потребляемой нейронами, поставляется от окружающих эритроцитов. В результате, метаболизм астроцитов в основном гликолитический, в то время как у нейронов он в основном окислительный. Обоснованность этой гипотезы подтверждает тот факт, что клетки тканей мозга, изолированных нервов и симпатических ганглиев используют лактат в качестве заменителя глюкозы.
В 2000 году американские ученые Звингманн и Вагенпетерсен выдвинули концепцию лактатно-аланильного челнока. Ключевыми участниками этого процесса являются ГАМК-эргические и глутаматэргические нейроны. Астроциты синтезируют глутамин из глутамата и аммония с помощью цитозольной глутаминовой синтетазы.
Данный глутамин поступает от астроцитов и воспринимается нервными клетками, где он вновь превращается в глутамат с образованием аммония с помощью митохондриальной глутаминазы. Эта цепочка реакций (глутамино-глутаматный цикл) иллюстрирует путь углеродного скелета для взаимодействия между нейронами и астроцитами, однако она не объясняет механизм обращения азота.
Поэтому необходим предложенный глутаматно-аланиновый челнок. В этом процессе аммоний, получаемый из глутамина, в нервных клетках реагирует с двумя молекулами оксоглутарата, превращаясь в глутамат с участием митохондриальной глутаматной дегидрогеназы. В конечном итоге глутамат используется для трансаминирования пирувата, что приводит к образованию 2-оксоглутарата и аланина.
Аланин высвобождается из нейронов, воспринимается астроцитами, объединяется с 2-оксоглутаратом и преобразовывается в пируват и глутамат. Это преобразование глутамата возвращается в исходную точку, описанную выше для глутамин-глутаматного цикла. Астроцитарный пируват снова превращается в лактат, который может высвобождаться и поступать в нейроны, где он превращается обратно в пируват, таким образом завершая лактатно- аланильный челнок. Этот челнок обеспечит направление протекания для процесса переноса аммония из нейронов в астроциты, необходимого условия для глутаминоглутаматного цикла. Этот челнок дополняет всем известный глутамин-глутаматный цикл.
В 1976 году исследователи Лазаров и де Дюве установили факт бета-окисления жирных кислот в пероксисомах у млекопитающих. Данный процесс необходим для укорочения длинных цепочек жирных кислот (от и длиннее) перед их дальнейшим окислением в митохондриях.
Помимо этого ацетил-КоА из пероксисомального бета окисления поставляет субстрат для синтеза желчных кислот, фосфолипидов, холестерола и жирных кислот. Основным ферментом, участвующим в этом процессе, является ЛДГ, которая присутствует в пероксисомах. Она способствует превращению пирувата в лактат внутри пероксисом под влиянием перехода НАДН в . Далее лакатат поступает в цитозоль и вновь переходит в пируват. Так осуществляется повторное окисление НАДН в пероксисоме, которое необходимо процесса для продолжения пероксисомального бета окисления жирных кислот.
Лактат – это важное промежуточное соединение в процессах заживления раны и регенерации, роли, которая вообще не может быть знакома исследователям в области энергетического обмена. Ещё в 1964 Грин и Голдберг сообщали, что синтез коллагена повышается почти в два раза, когда концентрация лактата поднимается до 15 мл в культивируемых фибробластах.
В частности при заживлении раны производится и накапливается лактат в концентрациях, иногда превышающих диапазон 10-15 мл Примечательно, что лактат — это не просто результат гипоксии в ранах. Концентрация лактата повышается лишь незначительно под действием гипоксемии и гипероксии, оставляющих концентрацию лактата в ране практически без изменений.
Что же представляет собой источник лактата в тканях и жидкостях ран? В то время как одни клетки увеличивают выработку лактата в условиях нехватки кислорода, другие, наоборот, нуждаются в аэробном гликолизе независимо от кислородного уровня. Например, значительные количества лактата образуются в быстро делящихся клетках в процессе, который еще до конца не изучен, известном как эффект Варбурга.
Пожалуй, самое главное то, что «окислительный взрыв» лейкоцитов усиливается в основном аэробным гликолизом, потому что лейкоциты содержат несколько митохондрий. Этот «окислительный взрыв» производит супероксид и ключевой компонент раневого иммунитета. Производство окислителя лейкоцитами составляет около 98% кислорода, потреблённого активированными клетками и зависимого от парциального давления кислорода примерно 600 мм РТ. Ст. Соответственно производство лактата лейкоцитами растёт с повышением оксигенации, вероятно компенсирующей некоторое снижение лактатного производства фибробластами из-за сокращения гипоксии.
Какова предполагаемая роль лактата в заживлении раны? Лактат повышает десорбцию коллагена и ангиогенез (развитие сосудов). Команда Хунта из Сан-Франциско предлагали два самостоятельных механизма для объяснения стимуляции синтеза коллагена лактатом в фибробластах.
Прежде всего, лактат способствует увеличению активности коллагена, что, в свою очередь, ведет к росту продукции мРНК проколлагена и синтезу коллагена. Во-вторых, лактат активирует пролил гидроксилазу независимо от повышения транскрипции коллагена; этот фермент преобразует пролин в гидроксипролин в структуре белка коллагена. По-видимому, основной механизм для обоих процессов одинаков и регулируется АДФ-рибозилированием. Это распространенный вид посттрансляционной модификации белков; в данном процессе источником аденозин фосфорибозы (АДФР) является никотинамидадениндинуклеотид (НАД+). Часть АДФР может быть ферментативно перенесена на определённые белки-акцепторы, таким образом, изменяя их структуру и функциональные характеристики. В ядре множество фрагментов АДФР может быть добавлено к целевым аминокислотным остаткам белков, создавая полиАДФР (пАДФР).
В случае заживления раны это предполагает, что пАДФР снижает регуляцию коллагеновой генной транскрипции в фибробластах и что в похожем, но отличающемся процессе АДФР тормозит пролил гидроксилазу в цитоплазме. Эти ингибирующие эффекты АДФР отменены высокой концентрацией лактата следующим образом. Высокая [La] сдвигает равновесие ЛДГ реакции прочь от лактата + к пирувату +. В результате падения бюро замедляется работа ему подобных пАДФР и АДФР, это способствует синтезу коллагена и десорбции. НАДН не является субстратом для ферментов риболизирования.
При стимуляции ангиогенеза в ранах с помощью лактата основной механизм, по-видимому, заключается в увеличении выработки васкулярного эндотелиального ростового фактора (ВЭРФ) макрофагами. Подобно тому, как это происходит со синтезом коллагена, предполагается, что пАДФР тормозит как транскрипцию, так и синтез ВЭРФ, а его активность высвобождается из макрофагов, будучи ингибированной ковалентно связанной АДФР. Выдвигается гипотеза о том, что повышенный уровень лактата уменьшает влияние ингибиторов и ослабляет подавляющее действие пАДФР на синтез ВЭРФ, а также моно-АДФР на его активность. Что касается пути АДФ-риболизирования, лактат может способствовать заживлению ран, увеличивая поступление кислорода, поскольку он является сосудорасширяющим средством, не зависящим от уровня рН.
Лактатная парадигма сместилась. Доказательство от широкого спектра экспериментальных исследований по поводу большого разнообразия физиологических процессов оспаривает, что повышенное производство лактата и его концентрация как результаты аноксии и дезоксии были исключением, а не правилом. Накопление лактата во время тренировки наиболее часто является результатом множества взаимодействующих физиологических и биохимических процессов, а не просто лимитирующего окислительного фосфорилирования. Лактат и соответствующий ему ацидоз могут не быть основными виновниками мышечного утомления, как считали ранее. Удивительно, что лактат скорее всего является ключевым игроком в заживлении ран через свой эффект снижения процесса регулирования АДФ-риболизирования. В
некоторых причинах травм и сепсиса накопление лактата может быть связано не с сокращением , а со всплеском адреналина и с результирующей стимуляцией АТФазной помпы, работающей в основном на основе функционально с ней связанного аэробного гликолиза. Существует единогласная поддержка внутриклеточного лактатного челнока от клетки к клетке наряду с растущими доказательствами астроцито- нейронного, лактатноаланильного, пероксисомального,
челноков, которые строго разъясняют, что лактат — это важное промежуточное соединение в многочисленных метаболических процессах, преимущественно мобильное топливо для аэробного метаболизма и возможно медиатор редокс состояния между различными отделами как в клетке, так и между клетками. Лактат больше не может считаться обычным подозреваемым в метаболических преступлениях, но он играет роль центрального игрока в клеточном, местном метаболизме и метаболизме всего тела. В целом лактатный челнок от клетки к клетке расходуется далеко за пределами своего первоначального замысла, это приведено как объяснение для мышечного и тренировочного метаболизма, чтобы сейчас охватить все челноки как гранд описание ролей лактата в многочисленных метаболических процессах и путях. Как говорил Томас Кун, парадигма должна быть «достаточно беспрецедентной для привлечения устойчивой группы единомышленников из конкурирующих видов научной деятельности» и «достаточно открытых, для того чтобы оставить всякие проблемы ради заново определенной группы практиков» — точное описание современного состояния исследований лактатного метаболизма.
Научный руководитель: кандидат биологических наук, Людмила Владимировна Голинская, доцент кафедры биохимии в Оренбургском государственном медицинском университете, расположенном в Оренбурге.
