Молочная кислота, лактат и гликолиз. Просто о сложном

При рассмотрении подобных тем, требующих глубокого знания химии, биологии и физиологии, постоянно путают причинно-следственные связи. Но так же надо признать, что на сегодняшний день наши многие представления о работе организма , это, в основном, догадки. Они основаны на полученных данных, которые иногда могут кардинально меняться с течением времени.

Аэробный режим

Наш организм является аэробным. То есть, он не может существовать без воздуха. Для химико-биологических реакций, происходящих на молекулярном уровне, нужен кислород. Поэтому, если можно так выразиться, мы постоянно существуем в аэробном режиме, или, иными словами, в полной зависимости от кислорода.

Анаэробный режим

Но в последствии биохимики выяснили, что клетки могут продолжать работать и без достаточного количества кислорода (а то и вовсе без него) и по-прежнему расщеплять глюкозу (наш основной универсальный источник топлива). То есть, делать все то же самое, но уже в анаэробном режиме.

АТФ

И в том и в другом случае наши клетки производят из глюкозы молекулы АТФ (аденозинтрифосфат), которые и обеспечивают энергией все химические процессы.

Гликолиз

Процесс усвоения глюкозы называется гликолиз. Другие химические соединения, образующиеся в результате гликолиза , это пируват (пировиноградная кислота) и молочная кислота.

Считается, что пируват , это результат аэробной деятельности, а молочная кислота , анаэробной. Это не совсем так, но сути это не меняет.

Пируват

Это важнейший промежуточный продукт энергетического обмена. Одна из основных ролей пирувата в организме – участие в цикле Кребса. Это цикл взаимодействий химических элементов и ферментов, в результате которых образуются топливные элементы АТФ или ее непосредственные предшественники.

Молочная кислота

В популярных фитнес-журналах принято считать, что в тренировке существует переломный момент, когда из-за нехватки кислорода при превышении нагрузки в мышцах образуется молочная кислота. Это является причиной всех проблем , от быстрого утомления до боли, которая &#171,вымывается&#187, из организма через пару дней. Такое описание процессов крайне некорректно и вводит в заблуждение.

Лактат

Дело в том, что молочная кислота вырабатывается всегда (и не только молочная). И в состоянии покоя тоже. Но сама по себе она ни на что не влияет, поскольку моментально распадается на составляющие. Можно даже сказать, что она уже предстает перед нами в виде исходных элементов, покидая клетку.

Одной из составляющих этого распада (диссоциации) является лактат , соль молочной кислоты. Поэтому более уместно говорить об уровне лактата, а не молочной кислоты. Соответственно, вопрос &#171,как вывести молочную кислоту из мышц&#187, абсурден, поскольку ее там просто нет.

Еще более неправильно ставить знак равенства между молочной кислотой и лактатом, подразумевая, что это одно и то же. Действительно, иногда в биохимии эти два понятия приравнивают, но в совершенно других обстоятельствах, например, когда можно не учитывать общую кислотность. В нашем случае подобное сравнение привело к многолетнему искажению данных при изучении химических процессов.

Лактат, тем временем, тоже никакого зловредного воздействия на мышцы не оказывает, болей не вызывает и к утомлению не причастен. Более того, он сам по себе является не побочным продуктом, а экстремально быстрым топливом при пиковой нагрузке. Абсолютное его большинство ликвидируется печенью (и напрямую клетками) именно этим образом. Причем к нормальному уровню (в состояния покоя) он возвращается в течении часа.

Следует отметить, что многие химико-энергетические процессы в организме являются обратимыми. Это относится и к лактату, который запросто синтезируется из пирувата (и еще одного фермента NADN). Подобные превращения элементов позволяют оптимизировать циркуляцию и хранение веществ по организму и срочно транспортировать их в недоступные места в случае необходимости. Например, сквозь клеточные мембраны.

Кислотность внутриклеточной среды

Как мы выяснили ранее, про молочную кислоту, как таковую, можно забыть (но не про лактат). Однако не получится забыть про второй компонент, образовавшийся при ее распаде ,  свободные протоны или, если быть точным, катионы водорода H+. Они способны менять рН (кислотность) внутриклеточной среды, в том числе сильно ее повысить с ростом концентрации, вплоть до кислоты.

Образование катионов водорода , это неизбежное условие усвоения глюкозы. Особенно, в анаэробном режиме. Есть веский повод обвинить лактат в росте кислотности. Однако при детальном рассмотрении оказывается, что некоторые реакции, из которых состоит гликолиз, ведут не к росту, а к снижению кислотности среды. Например, при синтезе лактата из пирувата, при котором забирается протон, лактат выводится из клетки белком, который так же использует для этого еще один протон.

Сейчас известно, что основной источник протонов в активно работающей мышечной клетке , это распад АТФ. Поэтому метаболический ацидоз – закисление среды мышечных клеток во время интенсивной нагрузки связан именно с использованием энергии АТФ. И не связан с синтезом и накоплением лактата, что идет вразрез с устоявшимися неверными представлениями.

&#171,Это производство (а также выброс лактата в кровь) требует потребления протонов, снижая их концентрацию в клетке. Поэтому образование и накопление лактата может служить хорошим индикатором закисления клеточной среды, но они не связаны как причина и следствие.&#187, , журнал Physiology.

Уровень лактата

Рост уровня лактата не имеет прямой зависимости от дефицита кислорода, как считалось ранее, но может косвенно о нем свидетельствовать. Накопление его происходит из-за малой скорости переработки веществ и трансформации их в энергию в анаэробном режиме, которая, однако, подлежит тренировке.