fizjologia treningu

Usunąć kwas mlekowy

Kwas mlekowy (C 3 H 6 O 3 ) jest substancją wytwarzaną przez organizm podczas normalnego metabolizmu organizmu. Synteza ta staje się szczególnie intensywna w warunkach niedoboru tlenu, to znaczy gdy zapotrzebowanie metaboliczne tego gazu przekracza dostępność; jest to połączenie charakterystyczne dla forsownego wysiłku fizycznego, ale także szczególnych stanów patologicznych, takich jak te wynikające z niedrożności dróg oddechowych.

Podstawy biochemiczne

Przypomnijmy krótko, że kwas mlekowy jest wytwarzany z pirogronianu, który jest końcowym produktem glikolizy (proces cytoplazmatyczny, który powoduje degradację glukozy w dwóch cząsteczkach kwasu pirogronowego lub pirogronianu). W szóstym z dziesięciu etapów glikolizy 3-fosfoglicerydowy aldehyd jest utleniany dzięki utlenionemu NAD (NAD +), który działa jako akceptor H + uwodornienia. NAD jest następnie redukowany do NADH (H +). W tym momencie, jeśli chcemy, aby energia była nadal generowana przez glikolizę, musimy zadbać o regenerację utlenionego NAD (NAD +), który w przeciwnym razie zostałby szybko wyczerpany, aż do wyczerpania. Gdy dostępność tlenu jest wystarczająca, ponowne utlenienie zredukowanego NAD powierza się cyklowi Krebsa (mitochondrialnej fosforylacji oksydacyjnej), ze zużyciem tlenu, tworzeniem się wody i syntezą ATP. Gdy tlenu jest mało, pirogronian, który nie wchodzi w cykl Krebsa, jest redukowany do kwasu mlekowego przez enzym dehydrogenazę mleczanową. Z tej reakcji (patrz rysunek) przywracany jest NAD + niezbędny do dalszej reakcji 3-fosfoglicerydowego aldehydu; glikoliza może następnie postępować.

Po wytworzeniu, w fizjologicznym pH, kwas mlekowy ma tendencję do dysocjacji prawie całkowicie w dwóch jonach: jonie mleczanowym i jonie H + (zgodnie z reakcją pokazaną na rysunku).

Ponieważ, jak sugeruje nazwa, wytwarza się kwas, nadmierne wytwarzanie mleczanu i H + ma tendencję do obniżania pH wewnątrz komórki, przyczyniając się (wraz z wieloma innymi czynnikami) do początku zmęczenia.

Pierwszy mechanizm wdrożony przez komórki do obrony przed nadmiernym wytwarzaniem kwasu mlekowego polega na jego wypływie w kierunku środowiska zewnątrzkomórkowego i krwi. Nic dziwnego, że w normalnych warunkach stężenie mleczanu we krwi jest równe 1-2 mmol / L, podczas gdy podczas szczególnie intensywnego wysiłku fizycznego wzrasta do ponad 20 mmol / L.

Usuwanie kwasu mlekowego

Chociaż w wysokich stężeniach kwas mlekowy jest szczególnie toksycznym produktem, który jako taki musi być koniecznie usuwany, nie może i nie może być uważany za odpad. Rzeczywiście, po wytworzeniu kwas mlekowy może:

  • być zbierane i wykorzystywane przez niektóre tkanki do celów energetycznych, jak dzieje się to na przykład w sercu (które woli raczej stosować mleczan niż glukozę), ale także na poziomie tych samych komórek mięśniowych (białe włókna lepiej go produkują, a czerwone do dyspozycji) ;
  • być stosowany do nowej syntezy glukozy / glikogenu (glukoneogeneza, cykl Cori w wątrobie).

W obu przypadkach mleczan musi być najpierw przekształcony z powrotem w pirogronian, ponownie przez enzym dehydrogenazy mleczanowej, z redukcją NAD + do NADH (H +). W tym momencie pirogronian może być całkowicie utleniony w cyklu Krebsa lub może być użyty do glukoneogenezy.

Widzieliśmy już, jak nadmierna synteza kwasu mlekowego zakłóca metabolizm komórki, co zapewnia jej uwalnianie na zewnątrz przez specyficzne transportery błonowe (MCT). Oprócz różnych mechanizmów obronnych, które zobaczymy wkrótce, istnieje a priori dalsza kontrola, która zapobiega nadmiernemu gromadzeniu się mleczanu w środowisku wewnątrzkomórkowym. Spadek pH (środowisko kwaśne) - z powodu akumulacji uwodornień H + pochodzących z dysocjacji kwasu mlekowego - w rzeczywistości hamuje enzym fosfotrrutokinazę, która interweniuje w trzecim etapie glikolizy, określając jej prędkość. W konsekwencji nadmierny spadek pH powoduje spowolnienie glikolizy, zmniejszając szybkość syntezy kwasu mlekowego (ujemne sprzężenie zwrotne).

Nadmierne zmniejszenie wewnątrzkomórkowego pH jest jednak również zwalczane przez układy buforowe, z których najważniejszym jest wodorowęglan / kwas węglowy, wzmocniony przez aktywność oddechową z eliminacją CO2:

Jak pokazano na rysunku, intensywna aktywność oddechowa występująca podczas intensywnych ćwiczeń zmniejsza stężenie CO2 i kwasu węglowego we krwi, blokując uwalnianie produktu H + przez dysocjację kwasu mlekowego.

Zdjęcie powyżej pokazuje przebieg w czasie mleczanu we krwi (lattatemia) podczas fazy regeneracji po intensywnym wysiłku kwasu mlekowego. Jak wyraźnie pokazuje wykres, wyszkolony podmiot jest w stanie pozbyć się kwasu mlekowego w krótszym czasie niż siedzący. Inną ważną rzeczą do odnotowania jest to, że w ciągu godziny najwyżej poziomy lattemii powracają do podstawowych warunków; dlatego niewłaściwe jest przypisywanie akumulacji kwasu mlekowego bolesności mięśniowej towarzyszącej dniom po szczególnie intensywnym treningu.

Aby ułatwić pozbywanie się kwasu mlekowego po maksymalnym wysiłku, sportowiec zadba o to, aby po wykonaniu nastąpiła spowolniona faza regeneracji trwająca 15-20 minut.