Молочная кислота для чего нужна в организме
Лактат
Молочная кислота (лактат) — конечный продукт гликолиза (аэробного расщепления глюкозы). Реакция гликолиза разделяет молекулу глюкозы на молекулы пирувата. При достаточном поступлении кислорода пируват подвергается метаболизму в митохондриях до воды и углекислоты. В анаэробных условиях, при недостаточном поступлении кислорода, пируват преобразуется в лактат. В условиях покоя основной источник лактата в плазме — эритроциты. При физической нагрузке лактат выходит из мышц, превращается в пируват в печени или метаболизируется тканью мозга и сердцем. Небольшое количество лактата всегда присутствует в кровотоке. Повышается концентрация лактата в крови при тканевой гипоксии из-за снижения перфузии ткани или уменьшения содержания кислорода в крови. Накопление лактата может уменьшить рН крови и привести к метаболическому ацидозу (изменение кислотно-щелочного равновесия организма в результате недостаточного выведения и окисления органических кислот).
Увеличение концентрации лактата отражает степень ишемии тканей. Содержание лактата в крови при гипоксических состояниях возрастает соответственно тяжести гипоксии. Накопление лактата — одна из причин ком, в частности, гиперлактацидемической диабетической комы.
Лактат венозной крови является ценным диагностическим тестом для оценки тяжести шока и предшествующих состояний. Уровень лактата коррелирует с неблагоприятным прогнозом в периоперационном периоде, в палате интенсивной терапии и реанимации.
Одним из последних направлений в травматологии, критической и срочной медицине, анестезиологии является определение уровня лактата при травмах или тяжелых заболеваниях пациентов.
Концентрация лактата при физической нагрузке коррелирует с развитием утомления. Тест применяется в спортивной медицине для оценки уровня физической нагрузки.
В патологии лактоацидоз (закисление крови вследствие накопления лактата) чаще всего наблюдается при уменьшении доставки кислорода к тканям (тип А), вследствие снижения кровотока (шок, сепсис) или снижения парциального давления кислорода (тяжёлые заболевания лёгких, задержка дыхания). Реже причиной лактоацидоза являются метаболические сдвиги, приводящие к увеличению продукции лактата (тип В) – например, повышенная мышечная активность (чрезмерная физическая нагрузка, эпилептический статус), опухоли (особенно лейкемии и лимфомы) или изменения метаболизма печени (алкогольная интоксикация).
Лактат является метаболическим продуктом пропиленгликоля, входящего в состав растворителя для многих внутривенных препаратов. У пациентов со сниженной функцией почек при продолжительных инфузиях таких растворов может накапливаться повышенное количество лактата.
Показания к назначению исследования:
Повышение значений (лактацидоз):
Понижение значений:
Молочная кислота (лактат) и физические нагрузки
Дано определение молочной кислоты, описана история ее открытия и метаболизм ее превращения в организме при физических нагрузках (цикл Кори). Описывается концепция ацидоза, описывающая изменения в скелетных мышцах, которые приводят к их гипертрофии и увеличению силовых показателей.
Молочная кислота (лактат) и физические нагрузки
Определение
Молочная кислота (лактат) – конечный продукт анаэробного распада глюкозы и гликогена (гликолиза).
История открытия
1780 году шведский химик Карл Вильгельм Шилле выделил молочную кислоту из молока. А в 1808 году Йенс Якоб Берцелиус открыл, что молочная кислота образуется в скелетных мышцах при выполнении физических упражнений. В 1833 году была установлена формула молочной кислоты.
Формула молочной кислоты (С3H6O3).
Молочная кислота и лактат
Следует отметить, что молочная кислота и лактат — не одно и то же. Лактат — это соль молочной кислоты. Образовавшаяся в результате гликолиза в скелетных мышцах молочная кислота почти полностью диссоциирует на ионы водорода и соединение, которое соединяется с ионами натрия или калия и образует соль (лактат), рис. 1.
Поэтому в литературе часто вместо понятия «молочная кислота» используется термин «лактат». Содержание молочной кислоты и лактата имеет взаимосвязь с кислотностью внутри мышечных волокон (то есть с pH саркоплазмы). При pH в интервале от 6.5 (полное утомление) до 7,1 (норма) в мышечных волокнах накапливается, выводится и перерабатывается именно лактат.
Цикл Кори
Циклический путь метаболизма молочной кислоты в скелетных мышцах по одним источникам открыт американским биохимиком, Нобелевским лауреатом Герти Терезой Кори. По другим источникам открытие цикла Кори приписывается Нобелевским лауреатам, супругам Карлу и Герти Кори. Он описывает превращения молочной кислоты в организме человека.
Большая часть молочной кислоты, которая образуется в организме во время физических нагрузок включается в метаболические процессы непосредственно в мышцах и под влиянием фермента лактатдегидрогеназы (ЛДГ) превращается в пировиноградную кислоту, которая затем в митохондриях окисляется до углекислого газа и воды. Другая часть молочной кислоты через кровеносные капилляры проникает в кровь и доставляется в печень, где включается в метаболические реакции, приводящие к синтезу гликогена. Незначительное количество молочной кислоты может выводиться из организма с мочой и потом. Гликоген печени используется организмом для восстановления энергетических источников скелетных мышц.
Концепция ацидоза
Одной из концепций, объясняющей возникновение острых болезненных ощущений, возникающих как во время, так и после тренировки, является предположение, что накопление молочной кислоты в мышечных волокнах является главной причиной ацидоза («закисления») мышц. Однако исследования, проведенные в начале ХХI века свидетельствуют о том, что основным повреждающим агентом являются ионы водорода (Н + ). Доказано, что основным источником ионов водорода является не анаэробный гликолиз, а гидролиз АТФ. Именно гидролиз АТФ в первую очередь вызывает накопление ионов водорода и смещение pH саркоплазмы в кислую сторону (R. A. Robergs et al., 2004).
Изменение рН саркоплазмы мышечных волокон с 7,1 до 6,5 (то есть повышение кислотности) при сильном утомлении снижает активность ключевых ферментов гликолиза – фосфорилазы и фосфофруктокиназы. При значении рН саркоплазмы равном 6,4 расщепление гликогена прекращается. Это вызывает резкое снижение уровня АТФ и развитие утомления (Н.И. Волков с соавт., 2000).
Молочная кислота и физические нагрузки
Практически при любой физической нагрузке для получения АТФ используется гликоген скелетных мышц. Его концентрация в скелетных мышцах при интенсивных физических нагрузках быстро снижается. Одновременно в скелетных мышцах образуется молочная кислота, которая считается конечным продуктом анаэробного гликолиза.
В скелетных мышцах молочная кислота быстро распадается. В результате образуются ионы водорода и соль (лактат натрия или калия). Повышение концентрации ионов водорода в мышечных волокнах приводит к увеличению проницаемости их мембраны.
Накопление лактата в мышечных волокнах приводит к повышению осмотического давления, в результате чего в мышечные волокна поступает вода. Возникает отёк, мышечные волокна «разбухают» и сдавливают болевые рецепторы мышц. Это ощущается как боль в мышцах. Спортсмены называют это явление «мышцы забиты».
Удаление лактата из мышечных волокон после физической нагрузки
При восстановлении после физической нагрузки, в аэробных условиях лактат удаляется из мышечных волокон в течение от 0,5 до 1,5 часа (Н.И. Волков, 2000). По другим данным лактат удаляется из мышечных волокон в течение нескольких часов. Если после физической нагрузки выполнить 10-15 минутную аэробную работу (например, бег или педалирование на велосипеде), лактат из мышц выведется еще быстрее.
Молочная кислота, гипертрофия и сила скелетных мышц
Предполагается, что накопление лактата в мышечных волокнах лежит в основе развития механического напряжения в мышцах, что в последствии приводит к их гипертрофии по миофибриллярному типу и росту силы. Следовательно, удалять лактат из скелетных мышц после тренировки не следует, так как это основной фактор, повреждающий мышечные волокна.
Это предположение подтверждается опытом тренировок чемпионки мира в беге на 400 м с барьерами Марины Степановой и ее тренера Вячеслава Владимировича Степанова. Стремясь увеличить силовые показатели мышц ног, М. Степанова и В. Степанов в цикле своих статей «Анаэробика» указывают, что «есть смысл ненадолго (на несколько часов) «повариться» в молочнокислой среде, а «разогнать» ее позже (к примеру, вечерними упражнениями)».
Тренируйся правильно, или зачем нужно знать уровень лактата
Опубликовано 25 марта 2016 пользователем roman.l
Люди, которые активно занимаются спортом не раз сталкивались с ситуацией, когда после очередного упражнения, мышцы становились ватными, и тело буквально переставало их слушаться. Упадок сил при интенсивных физических нагрузках происходит из-за того, что в мышцах начинает накапливаться лактат (молочная кислота). Когда его уровень становится высоким, наступает очень быстрая усталость и боль. Тем не менее, благодаря своевременному мониторингу, спортсмены могут быстро возвращаться в строй, не доводя уровень молочной кислоты в их организме до критической отметки. Самым эффективным способом мониторинга на данный момент является анализ крови.
Измерение уровня лактата сегодня стало неотъемлемым элементом подготовки спортсменов. Опираясь на показания уровня лактата, можно точно определить методику для подготовки спортсмена, а также установить интенсивность каждого конкретного тренировочного занятия.
Это очень важная часть диагностики, которая помогает определить момент начала и степень закисления организма. Существует четкая взаимосвязь интенсивности тренировок с уровнем лактата: чем выше тренированность спортсмена, тем ниже его уровень в крови.
Итак, что такое «лактат»? При любой физической нагрузке наши мышцы активно поглощают кислород. Интенсивное сокращение мышц приводит к замедлению местного кровотока и блокировке поступления кислорода. Фактически это означает кислородное голодание.
В результате этого мышцы ищут новые источники энергии – в них начинает производиться АТФ (нуклеотид, универсальный источник энергии для всех биохимических процессов) без кислорода. Гликоген, содержащийся в мышцах, способствует производству энергии в анаэробном режиме.
Но в результате такой выработки энергии продуцируется лактат или молочная кислота, которая накапливается в мышцах. Кажется, это мелочи, однако не многие знают, что это ведет к интоксикации организма.
В связи с этим необходимо производить замеры уровня лактата крови. Он помогает определить:
• Эффективность выполнения тренировочных программ, пиковые нагрузки и время восстановления;
• Интенсивность нагрузок с преобладающим использованием («сжиганием») жиров;
• Ряд индивидуальных особенностей работы скелетных мышц;
• Снизить риск переутомления и увеличить предел работоспособности.
Регулярное определение уровня лактата в крови рекомендуется для тренеров, инструкторов фитнеса, бодибилдеров, футболистов, атлетов и других спортсменов.
Сеть независимых лабораторий «ОЛИМП» выполняет определение уровня лактата в крови на современных высокоточных анализаторах, которые сводят «на нет» вероятность ошибки и позволяют добиться высочайшей диагностической точности.
Лактат – это производная молочной кислоты, которая образуется в результате клеточного метаболизма. Тест на его количество используется в клинической практике, чтобы оценить степень насыщения организма кислородом. Результаты анализа позволяют определить состояние обмена углеводов, выявить отклонения в снабжении органов кислородом и кровью. Кроме того, количество лактата является важным показателем кислотно-основного состояния организма.
Общие сведения
В норме уровень лактата низкий. Он повышается при нехватке кислорода и нарушении механизма выработки энергии. Основное количество энергии вырабатывает в митохондриях. Для этого процесса используется кислород и глюкоза. Такое образование энергии называют аэробным. Если этот процесс нарушен (например, недостаточно кислорода), образование энергии происходит анаэробно вследствие расщепления глюкозы. При этом образуется лактат. Если выработка молочной кислоты превышает возможности печени по ее утилизации, это вещество накапливается. При этом возможно развитие лактацидоза. Во многих случаях компенсаторных возможностей организма достаточно, чтобы избежать тяжелых последствий. Иногда лактацидоз не компенсируется. При этом нарушается кислотно-щелочной баланс, появляется тошнота, слабость, потливость, учащенное дыхание, возможна кома.
Причины переизбытка лактата подразделяют на две группы. Чаще всего встречается лактацидоз А. Он наблюдается при замедленном кровообращении или недостаточном захвате кислорода легкими. Такое состояние может развиваться при инфаркте, шоке от сильной кровопотери, сепсисе, отеке легких и в ряде других случаев. При лактацидозе типа Б нарушен обмен веществ и повышена потребность в кислороде. Его причиной может быть заболевание почек или печени, лейкемия и другие заболевания.
Когда необходим тест на лактат
Результаты теста дают врачу возможность установить причины нарушения снабжения органов и систем организма кислородом. Анализ крови на лактат используют для выявления лактацидоза и гипоксии, оценки их тяжести. Уровень лактата дает возможность дифференцировать виды метаболического ацидоза. Новорожденным анализ назначается в случае асфиксии. В спортивной медицине исследование используется для контроля состояния спортсменов в период интенсивных тренировок.
Тест назначается в следующих случаях:
Подготовка к исследованию
В качестве биоматериала для исследования используется венозная кровь. Ее необходимо сдавать натощак после 12-14 часов голодания. Несоблюдение этого условия приводит к получению ложных результатов. За полчаса до исследования нельзя курить, желательно спокойно посидеть, чтобы избежать влияния на результат физических и эмоциональных нагрузок.
Интерпретация результатов: норма, причины повышения показателей
Референсные значения: 0,5-2,2 ммоль/литр. Снижение показателей не имеет критического значения. Высокий уровень этого вещества может указывать на различные заболевания, в том числе, и на опасные для жизни состояния. Например, повышение показателей наблюдается при острой сердечной недостаточности, лейкозе, нарушении кровообращения, диабете. Поставить точный диагноз и назначить лечение может только врач. Также повышение показателей может быть вызвано эмоциональным или физическими перенапряжением, алкогольной интоксикацией. Даже при отсутствии симптомов в случае выявления нарушений состояние пациента должно контролироваться врачом.
Почему возникает боль после тренировок
Логично предположить, что тяжесть, дискомфорт, судороги и боли в таких случаях – это результат усиленной/чрезмерной работы мышц.
Основные причины болевого синдрома
Выделение молочной кислоты
При повышенных нагрузках молочная кислота начинает активно вырабатываться и накапливаться в мышечных тканях. Это естественный процесс, связанный с физиологией, поскольку молочная кислота является специфическим ее побочным продуктом. Выведение из тканей побочных продуктов и есть причина появления различных негативных ощущений:
Повторение занятий приводит к еще большему образованию кислоты. Выведение продуктов распада занимает определенное время (примерно сутки). Накопление в мышцах молочной кислоты и ее выведение доставляет боли и дискомфорт, но при этом не является опасным для организма процессом.
Запаздывание боли
В некоторых случаях человек начинает испытывать боли не сразу. Проходит несколько дней после тренировки и вдруг появляется боль. Это происходит из-за многочисленных микротравм мышц. Травмированные мышечные волокна заставляют организм принимать экстренные меры. Происходит активизация защитных сил с повышением продуцирования определенных гормонов. Все это необходимо для быстрейшего избавления тканей от продуктов распада. Постепенно происходит восстановление поврежденных волокон. Примерно через четыре тренировки боль уходит. Специалисты рекомендуют смену нагрузок и вариабельность интенсивности тренировок.
Повышение реактивности
Тяжелые нагрузки дают боль и судороги из-за водно-солевого дисбаланса. Профилактическая мера – это растяжки после и до занятий, а также пополнение дефицита солей и воды во время и после тренировок.