حمض اللاكتيك (C3H6O3) هو مادة ينتجها الجسم أثناء التمثيل الغذائي الطبيعي للجسم. يصبح هذا التركيب مكثفًا بشكل خاص في ظروف نقص الأكسجين ، أي عندما يتجاوز الطلب الأيضي لهذا الغاز التوافر ؛ إنه منعطف مميز لـ "التمارين البدنية الشاقة ، ولكن أيضًا لحالات مرضية معينة ، مثل تلك الناتجة عن" انسداد مجرى الهواء.
أساس الكيمياء الحيوية
دعونا نتذكر بإيجاز أن "حمض اللاكتيك يتم إنتاجه بدءًا من البيروفات ، والذي يمثل المنتج النهائي لتحلل السكر (عملية السيتوبلازم التي تؤدي إلى تحلل الجلوكوز إلى جزيئين من حمض البيروفيك أو البيروفات). في المرحلة السادسة من المراحل العشر من التحلل السكري ، يتأكسد "3-phosphoglycerine aldehyde بفضل NAD المؤكسد (NAD +) الذي يعمل كمستقبل لأيونات الهيدروجين H +. ثم يتم تقليل NAD إلى NADH (H +). في هذه المرحلة ، إذا أردنا استمرار توليد الطاقة من خلال تحلل السكر ، فيجب علينا الاهتمام بتجديد NAD المؤكسد (NAD +) ، والذي بخلاف ذلك سيتم استنفاده بسرعة حتى يتم استنفاده. وعندما يكون توافر الأكسجين كافياً ، يعهد بإعادة أكسدة NAD المخفّض إلى دورة كريبس (الفسفرة المؤكسدة للميتوكوندريا) ، مع استهلاك الأكسجين ، وتكوين الماء وتوليف ATP. عندما يكون الأكسجين نادرًا ، يتم تقليل البيروفات التي لا تدخل دورة كريبس إلى حمض اللاكتيك بواسطة الإنزيم نازعة هيدروجين اللاكتات من هذا التفاعل (انظر الشكل) ، يتم استعادة NAD + الضروري للتفاعل الإضافي للألدهيد ثلاثي فوسفوجليسيرين ؛ ويمكن بعد ذلك المضي قدمًا في عملية التحلل السكري.
بمجرد إنتاج حمض اللاكتيك ، عند درجة الحموضة الفسيولوجية ، يميل إلى التفكك بالكامل تقريبًا إلى أيونيين: أيون اللاكتات وأيون H + (وفقًا للتفاعل الموضح في الشكل).
كونه ، كما يذكرنا الاسم نفسه ، حمض ، فإن الإنتاج المفرط للاكتات و H + يميل إلى خفض الرقم الهيدروجيني داخل الخلية ، مما يساهم (مع العديد من العوامل الأخرى) في ظهور التعب.
الآلية الأولى التي تنفذها الخلايا للدفاع عن نفسها من الإنتاج المفرط لحمض اللاكتيك تتمثل في تدفقها نحو البيئة خارج الخلية والدم. ليس من المستغرب ، في الظروف العادية ، يكون تركيز اللاكتات في الدم يساوي 1-2 مليمول / لتر ، بينما يرتفع إلى أكثر من 20 مليمول / لتر أثناء التمرينات البدنية الشديدة بشكل خاص.
التخلص من حمض اللاكتيك
على الرغم من أن حمض اللاكتيك بتركيزات عالية يعتبر منتجًا سامًا بشكل خاص ، والذي يجب بالضرورة التخلص منه ، إلا أنه لا يمكن ولا يجب اعتباره نفايات. في الواقع ، بمجرد إنتاج حمض اللاكتيك ، يمكن أن:
- يتم التقاطها واستخدامها من قبل بعض الأنسجة لأغراض الطاقة ، كما يحدث على سبيل المثال في القلب (الذي يفضل استخدام اللاكتات بدلاً من الجلوكوز) ، ولكن أيضًا على مستوى خلايا العضلات نفسها (الألياف البيضاء أفضل في إنتاجها و الأحمر عند التخلص منه) ؛
- تستخدم لتخليق الجلوكوز / الجليكوجين من نوفو (استحداث السكر ، دورة كوري في الكبد).
في كلتا الحالتين ، يجب أولاً إعادة تحويل اللاكتات إلى بيروفات ، مرة أخرى بواسطة إنزيم اللاكتات-ديهيدروجينيز ، مع تقليل NAD + إلى NADH (H +). في هذه المرحلة ، يمكن أن يتأكسد البيروفات تمامًا في دورة كريبس أو يمكن استخدامه في تكوين السكر.
لقد رأينا بالفعل كيف أن التخليق المفرط لحمض اللاكتيك يزعج عملية التمثيل الغذائي للخلية ، مما يؤدي إلى إطلاقه خارجيًا من خلال ناقلات غشاء محددة (MCT). بالإضافة إلى آليات الدفاع المختلفة التي سنراها قريبًا ، هناك عنصر تحكم إضافي مسبقًا يمنع التراكم المفرط للاكتات في البيئة داخل الخلايا.انخفاض درجة الحموضة (البيئة الحمضية) - بسبب تراكم أيونات الهيدروجين H + الناتجة عن تفكك حمض اللاكتيك - يثبط إنزيم فسفوفركتوكيناز ، الذي يتدخل في المرحلة الثالثة من تحلل السكر تحديد سرعته. وبالتالي ، يؤدي الانخفاض المفرط في الرقم الهيدروجيني إلى تباطؤ في تحلل السكر ، مما يقلل من معدل تخليق حمض اللاكتيك (التغذية المرتدة السلبية).
ومع ذلك ، فإن الانخفاض المفرط في درجة الحموضة داخل الخلايا يتم محاربته أيضًا من خلال أنظمة العازلة ، ومن أهمها البياربونات / حمض الكربونيك ، المعزز بالنشاط التنفسي مع التخلص من ثاني أكسيد الكربون:
كما هو مبين في الشكل ، فإن النشاط التنفسي المكثف الذي يحدث أثناء التمرين البدني المكثف يقلل من تركيز ثاني أكسيد الكربون وحمض الكربونيك في الدم ، مما يقلل من امتصاص H + الناتج عن تفكك حمض اللاكتيك.
توضح الصورة أعلاه المسار الزمني لاكتات الدم (لاكتات الدم) خلال مرحلة التعافي بعد جهد لاكتاتي مكثف. كما يتضح من الرسم البياني ، فإن الشخص الذي تم تدريبه قادر على التخلص من حمض اللاكتيك في وقت أقصر من الشخص الخامل. وهناك شيء مهم آخر يجب التأكيد عليه وهو أنه في غضون ساعة ، على الأكثر ، تعود مستويات درجة حرارة الحليب إلى الظروف الطبيعية. القاعدية. لذلك من الخطأ أن ننسب إلى تراكم حمض اللاكتيك وجع العضلات الذي يصاحب الأيام التي تلي تمرين مكثف بشكل خاص.
لتسهيل التخلص من حمض اللاكتيك بعد بذل أقصى جهد ، سيحرص الرياضي على متابعة الأداء بمرحلة تهدئة بوتيرة خفيفة تدوم من 15 إلى 20 دقيقة.
