ЛАКТАТ. ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

  • 05 Август 2015

ОБРАЗОВАНИЕ ЛАКТАТА.

Основной путь поступления энергии в клетки это деградация глюкозы. Молекула глюкозы подвергается серии из 10 последовательных реакций чтобы дать две пировиноградные кислоты в ходе процесса называемого «гликолиз». Далее одна часть пировиноградной кислоты частично окисляется и превращается в двуокись углерода и воду. Другая часть превращается в молочную кислоту под контролем фермента лактатдегидрогеназы (LDH). Эта реакция является обратимой.

УТИЛИЗАЦИЯ ЛАКТАТА.

Утилизация лактата в организме осуществляется через несколько механизов:

- преобразование лактата в глюкозу и гликоген (глюконеогинез). От 15 до 20% от общего количества лактата таким образом, превращается в гликоген, в основном в печени.;

- в ходе окисления пирувата- реакции обратной рождению лактата. Она выполняется в основном на уровне мышц и миокарда и является для этих двух структур важным источником энергии ;

- остальное выделяется, в основном через почки и пот.

Не смотря на отличие механизмов утилизации мы можем видеть, что часть лактата используется для синтеза энергии через образование новых молекул глюкозы и ее деградацию в присутствии кислорода. Общая масса лактата в крови отражает сочетание двух процессов: его появления (производство и трансфер мускулатурой) и его утилизацию (метаболизм и экскреция).

Ra (Rate of appearance) – скорость образования лактата;

Rd (Rate of disappearance) – скорость глобальной утилизации лактата;

В стабильном состоянии концентрация лактата в крови остается постоянной. Скорость появления и утилизации лактата в этом случае равны. Любое изменение в скорости появления и утилизации лактата результат нарушения баланса. Появление дисбаланса может быть истолковано:

- изменение (увеличение или уменьшение) скорости образования лактата;

- изменение скорости глобальной утилизации лактата;

- объединение этих двух процессов.

Увеличение скорости образования лактата как представляется, прежде всего, связано с процессами окисления. Действительно, лактат может быть использован в качестве источника энергии для мышц состоящих в основном из «медленных» волокон и «быстрых» волокон типа А, у которых преобладает аэробный метаболизм.

Исследования проведенные на крысах показывают, что тренировка на выносливость увеличивает метаболизм утилизации лактата в крови без изменения его появления. Однако, даже если в абсолютном выражении скорость образования лактата в течении года растет, постепенно эффективность этого механизма обеспечивающего утилизацию лактата снижается из-за роста скорости образования в следствии роста эффективности тренировок.

Рост уровня лактата в крови выражается формулой Ra-Rd с зависимостью от увеличения потребления кислорода. Снижение скорости глобальной утилизации лактата по отношению к росту скорости образования лактата объясняет стремительный рост лактата в крови. Иначе говоря, рост молочной кислоты в крови зависит от интенсивности физической нагрузки и способности организма его утилизировать.

ДВУХСЕКЦИОННАЯ ЛАКТАТНАЯ МОДЕЛЬ.

Группа ученых из Страсбурга попыталась математически смоделировать модель образования и утилизации лактата в организме. Это исследование вылилось в закон сохранения массы лактата в организме. Согласно этой модели, обмен лактата в организме можно представить как систему двух сообщающихся сосудов. Один сосуд это мышцы. Другой сосуд это кровеносная система. Они соединены между собой механизмом диффузии. В состоянии покоя, производство и утилизация лактата в организме уравновешены, а концентрация латата в мышцах и крови одинакова.

В начале выполнения упражнения уровень лактата в обоих сосудах поднимается, но больше всего он растет в мышцах. По окончании упражнения в фазе восстановления №1, помимо механизма утилизации лактата, в организме подключается механизм диффузии лактата из мышц в кровь, в следствии чего уровень лактата в крови повышается.


В ходе фазы восстановления №2 уровень лактата в крови понижается тоже. Математический анализ позволил представить этот процесс в форме двух экспонент с поправками особенностей организма метаболизировать лактат.

ЛАКТАТ МЕЖДУ КРОВЬЮ И МЫШЦАМИ.

Благодаря технологии биопсии мышц, были произведены сравнительные исследования кинетических изменений лактата в крови и мышцах. В течении занятия продуцированный лактат внутри мышечной клетки может:

- аккумулироваться и пройти процесс окисления (преобразования с присутствием кислорода);

- распространиться в межклеточное пространство, где он может быть подобран и использован другими мышечными волокнами с более выраженным кислородным метаболизмом;

- появиться в венозной крови и быть транспортирован в другие органы такие как: мышцы в состоянии покоя, миокард, печень….

Механизмы транспортировки лактата в крови и мышцах могут быть разные. Сравнения концентрации лактата в мышцах и крови показывают, что если усилие превышает 75-80% VO2max то концентрация лактата в мышцах (биопсия мышц передней поверхности бедра) выше чем в крови. В отличие от занятий умеренной интенсивности 30%,50%,70%VO2max где концентрация лактата в артериальной крови выше чем в мышцах. Биопсия мышцы и забор крови проводились с 4-ой по 12 минуту выполнения усилия.

Таким образом, лактат в крови не будет систематически точно отражать присутствие лактата в мышцах. И разница показателей будет увеличиваться по мере роста интенсивности упражнения.

Механизм вывода лактата из мышечных волокон не известен. С определенного уровня внутриклеточной концентрации лактата начинает работу механизм диффузии. Количество лактата в крови на единицу времени на начало работы начинает расти, а затем остается постоянным даже тогда когда количество лактата в мышцах продолжает расти. Внеклеточный Ph или уровень кислотности за пределами мышц, кажется играет главную роль в в механизме насыщения. Представляется, что появление лактата напрямую зависит от уровня Ph и в упражнениях большой мощности, появлений ацидоза (смещение кислотно-щелочного баланса организма в сторону увеличения кислотности или уменьшению рН) препятствует появлению лактата в крови. Однако здесь нужно быть осторожными в выводах, так как математическая модель образования лактата противоречит этой версии.

При переводе данной статьи были опущены все ссылки упоминаний на оригинальные исследования. Текст был максимально упрощен. В частности, из него были изъяты все химические формулы. Сделано это было с целью облегчить восприятие материала. Желающие могут найти все ссылки в оригинальном тексте.

Источник:  http://www.volodalen.com/