Laktatproduktion und -clearance

Laktat wird kontinuierlich aus Pyruvat während der Glykolyse gebildet und seine Produktion steigt mit zunehmender Trainingsintensität und glykolytischem Fluss. Einst nur als ermüdungsförderndes Abfallprodukt sauerstofflimitierter Muskeln angesehen, wird Laktat heute als austauschbarer Brennstoff verstanden, der zwischen und innerhalb von Zellen transportiert, von vielen Geweben oxidiert und von der Leber zur Glukosebildung genutzt wird.

Definition

Laktatproduktion und -clearance während des Trainings ist die kontinuierliche Bildung von Laktat aus Pyruvat in der Glykolyse und dessen Entfernung durch Oxidation in Muskeln und anderen Geweben sowie durch hepatische Glukoneogenese, wobei das Netto-Blutlaktat das Gleichgewicht zwischen beiden widerspiegelt.

Scope

Dieses Thema behandelt, wie Laktat aus Pyruvat produziert wird, wie es durch Oxidation und Glukoneogenese ausgetauscht und eliminiert wird, das Laktat-Shuttle-Konzept und den Anstieg des Blutlaktats mit der Intensität, der den Laktat- und anaeroben Schwellenwerten zugrunde liegt. Es handelt sich um eine Referenzbehandlung und bietet keine individualisierten Trainingszonen- oder Testvorschriften.

Core questions

• Warum wird Laktat während des Trainings produziert und was geschieht damit?
• Was ist das Laktat-Shuttle und wie definiert es die Rolle von Laktat neu?
• Was stellen die Laktat- und anaeroben Schwellenwerte dar?

Key concepts

• Pyruvat-zu-Laktat-Umwandlung in der Glykolyse
• Laktat-Clearance durch Oxidation und Glukoneogenese
• Zell-zu-Zell- und intrazelluläre Laktat-Shuttles
• Laktat als Brennstoff und Signalmolekül
• Laktatschwelle und Blutlaktatakkumulation
• Anaerobe (Gaswechsel-)Schwelle

Mechanisms

In der Glykolyse kann Pyruvat zu Laktat reduziert werden, eine Reaktion, die NAD+ regeneriert und die glykolytische ATP-Produktion fortsetzen lässt; Laktat wird auch bei ausreichender Sauerstoffversorgung gebildet, und seine Produktion steigt mit dem glykolytischen Fluss bei höheren Intensitäten (Gladden, 2004). Laktat ist keine Sackgasse: Es wird über Zellmembranen transportiert und zwischen Fasern, Geweben und Organellen ausgetauscht, wo es als Brennstoff von Muskeln, Herz und anderen Geweben oxidiert oder von der Leber zur Glukoneogenese genutzt wird (Brooks, 2018). Das Netto-Blutlaktat spiegelt das Gleichgewicht zwischen Produktion und Clearance wider; mit steigender Intensität übersteigt die Produktion schließlich die Clearance, und Blutlaktat akkumuliert, was die Laktatschwelle definiert. Eine verwandte Gaswechsel- (anaerobe) Schwelle kann nicht-invasiv aus dem unverhältnismäßigen Anstieg der Kohlendioxidabgabe detektiert werden (Beaver, 1986; McArdle, 2015).

Clinical relevance

Blutlaktat-Antworten und die Gaswechselschwelle werden verwendet, um metabolische Reaktionen und die funktionelle Kapazität bei Belastungstests zu beschreiben. Dieser Eintrag erklärt die zugrunde liegende Physiologie und ist edukativ; er ist keine Grundlage für individuelle Diagnosen, die Festlegung von Trainingszonen oder Behandlungsentscheidungen.

Evidence & guidelines

Die Beschreibungen basieren auf physiologischen Übersichten des Laktatstoffwechsels und primären Arbeiten zur Schwellenwertdetektion und nicht auf klinischen Leitlinien; Schwellenwertmethoden leiten sich aus kontrollierten Gaswechselmessungen ab (Beaver, 1986; Gladden, 2004).

History

Arbeiten des frühen zwanzigsten Jahrhunderts verbanden Laktat mit muskulärer Ermüdung und Sauerstoffschuld, aber Tracerstudien ab dem späten zwanzigsten Jahrhundert zeigten einen kontinuierlichen Laktatumsatz und -austausch, was George Brooks dazu veranlasste, das Laktat-Shuttle-Konzept zu formulieren und Laktat als zentrales metabolisches Intermediat und Brennstoff neu zu definieren (Gladden, 2004; Brooks, 2018).

Debates

Ist Laktat eine Ursache für Ermüdung oder ein nützlicher Brennstoff?

Die klassische Assoziation von Laktat (und Azidose) mit Ermüdung wurde durch den Nachweis in Frage gestellt, dass Laktat kontinuierlich als Brennstoff und Signalmolekül oxidiert und transportiert wird; die relative Betonung zwischen diesen Ansichten wird weiterhin diskutiert.

Markiert die Laktatschwelle einen echten Beginn der Anaerobiose?

Ob der Anstieg des Blutlaktats und die Gaswechselschwelle eine echte Gewebe-Sauerstofflimitierung widerspiegeln oder lediglich eine Verschiebung im Gleichgewicht von Laktatproduktion und -clearance, ist eine langjährige methodische Diskussion.

Key figures

• George A. Brooks
• L. Bruce Gladden
• Karlman Wasserman

Seminal works

• gladden-2004
• brooks-2018
• beaver-1986

Frequently asked questions

Ist Laktat ein Abfallprodukt, das Ermüdung verursacht?

Die aktuelle Physiologie betrachtet Laktat hauptsächlich als austauschbaren Brennstoff, der kontinuierlich produziert und verbraucht wird; es wird zwischen Geweben transportiert und oxidiert oder zur Glukosebildung verwendet, anstatt lediglich ein Abfallprodukt zu sein.

Was ist die Laktatschwelle?

Es ist die Trainingsintensität, bei der Blutlaktat zu akkumulieren beginnt, weil seine Produktion seine Clearance übersteigt; eine verwandte Schwelle kann nicht-invasiv aus dem Atemgaswechsel detektiert werden.