متابولیسم لاکتات و چرخه کوری
متابولیسم لاکتات و چرخه کوری چگونگی مدیریت لاکتات توسط بدن را توصیف میکنند؛ لاکتات محصولی است که هنگام تجزیه گلوکز بدون اکسیژن کافی تولید میشود. لاکتات به جای اینکه یک محصول زائد باشد، بین بافتها جابجا میشود: ماهیچه آن را آزاد میکند، کبد از آن گلوکز میسازد و بسیاری از بافتها آن را مستقیماً برای انرژی میسوزانند.
Definition
چرخه کوری یک حلقه متابولیکی است که در آن لاکتات تولید شده توسط گلیکولیز در ماهیچه و سایر بافتها از طریق خون به کبد منتقل میشود، توسط گلوکونئوژنز دوباره به گلوکز تبدیل شده و به بافتها بازگردانده میشود؛ متابولیسم لاکتات به طور گستردهتر به تولید لاکتات، جابجایی بین اندامی و درون سلولی آن، و اکسیداسیون آن اشاره دارد.
Scope
این موضوع به تولید لاکتات در طول گلیکولیز، چرخه کوری که در آن کبد لاکتات مشتق شده از ماهیچه را دوباره به گلوکز تبدیل میکند، و مفهوم گستردهتر شاتل لاکتات که در آن لاکتات به عنوان سوخت و سیگنال بین و درون سلولها حرکت میکند، میپردازد. این یک مرجع در بیوشیمی و فیزیولوژی ورزشی است، نه راهنمای بالینی در مورد اندازهگیری لاکتات یا مدیریت اسیدوز.
Core questions
- چه زمانی و چرا بافتها لاکتات تولید میکنند؟
- چرخه کوری چیست و کدام اندامها در آن شرکت میکنند؟
- آیا لاکتات یک محصول زائد است یا یک سوخت قابل استفاده؟
- لاکتات چگونه بین و درون بافتها حرکت میکند؟
Key concepts
- گلیکولیز بیهوازی و تولید لاکتات
- لاکتات دهیدروژناز
- چرخه کوری (حلقه گلوکز-لاکتات ماهیچه-کبد)
- گلوکونئوژنز از لاکتات
- شاتل لاکتات سلول به سلول
- لاکتات به عنوان یک سوخت در گردش
- بازسازی NAD+
Key theories
- نظریه شاتل لاکتات
- لاکتات صرفاً یک محصول نهایی گلیکولیز محدود به اکسیژن نیست، بلکه یک سوخت متحرک و مولکول سیگنالدهنده است که به طور مداوم بین سلولها و بافتهای تولیدکننده و مصرفکننده، و حتی بین بخشهای درون یک سلول مبادله میشود.
Mechanisms
هنگامی که گلیکولیز از متابولیسم اکسیداتیو پیشی میگیرد، پیروات توسط لاکتات دهیدروژناز به لاکتات کاهش مییابد و NAD+ مورد نیاز گلیکولیز را بازسازی میکند و امکان ادامه تولید ATP را بدون اکسیژن فراهم میسازد. سپس لاکتات از سلول خارج شده و وارد خون میشود. در چرخه کوری، کبد این لاکتات را جذب کرده و از گلوکونئوژنز برای تبدیل مجدد آن به گلوکز استفاده میکند، که به بافتها بازمیگردد؛ این فرآیند بخشی از بار متابولیکی را به کبد منتقل میکند، البته با هزینه ATP. فراتر از این حلقه کلاسیک، مفهوم شاتل لاکتات بیان میکند که لاکتات به طور مداوم بین بافتها، مانند از فیبرهای عضلانی تند انقباض به کند انقباض یا به قلب و مغز، مبادله میشود، جایی که به عنوان یک سوخت ترجیحی اکسید میشود. کارهای اخیر ردیابی ایزوتوپی نشان میدهد که لاکتات تحت بسیاری از شرایط یک منبع انرژی اصلی در گردش است.
Clinical relevance
متابولیسم لاکتات برای درک فیزیولوژی ورزشی و تفسیر لاکتات خون در زمینههای بالینی مانند شوک و هیپوپرفیوژن بافتی حیاتی است. این مدخل بیوشیمی زیربنایی را به عنوان محتوای مرجع توضیح میدهد؛ دستورالعملهایی برای اندازهگیری لاکتات یا مدیریت اسیدوز در بیماران ارائه نمیدهد.
History
کارل و گرتی کوری در نیمه اول قرن بیستم، چرخه کربن بین لاکتات ماهیچه و گلوکز کبد را که اکنون نام آنها را یدک میکشد، توصیف کردند؛ کاری که با جایزه نوبل به رسمیت شناخته شد. دیدگاه دیرینه لاکتات به عنوان یک محصول زائد بیمصرف توسط جورج بروکس و دیگران مورد بازبینی قرار گرفت، که نظریه شاتل لاکتات آنها آن را به عنوان یک سوخت مرکزی و متحرک بازتعریف کرد؛ مطالعات مدرن ردیابی ایزوتوپی تأیید کردهاند که لاکتات یک منبع انرژی اصلی در گردش است.
Debates
- آیا لاکتات عمدتاً یک محصول زائد است یا یک سوخت مرکزی؟
- آموزش سنتی لاکتات را به عنوان محصول جانبی بدهی اکسیژن معرفی میکرد، اما نظریه شاتل و مطالعات ردیابی نشان میدهند که لاکتات یک سوخت ترجیحی است که به طور مداوم برای چندین بافت مبادله میشود؛ این بازتعریف نحوه آموزش و تفسیر لاکتات را تغییر داده است.
Key figures
- Carl Cori
- Gerty Cori
- George Brooks
- Joshua Rabinowitz
Related topics
Seminal works
- brooks-2018
- rabinowitz-2020
Frequently asked questions
- چرخه کوری چیست؟
- این حلقهای است که در آن لاکتات تولید شده توسط گلیکولیز در ماهیچه به کبد منتقل میشود، توسط گلوکونئوژنز دوباره به گلوکز تبدیل شده و به بافتها بازگردانده میشود، که به ماهیچه اجازه میدهد به تولید انرژی ادامه دهد در حالی که کبد هزینه بازسازی گلوکز را متحمل میشود.
- آیا لاکتات فقط یک محصول زائد است؟
- خیر. اگرچه زمانی تشکیل میشود که گلیکولیز از ظرفیت اکسیداتیو فراتر رود، لاکتات بین بافتها جابجا شده و به عنوان سوخت توسط قلب، مغز و سایر ماهیچهها اکسید میشود و اکنون به عنوان یک منبع انرژی اصلی در گردش، نه صرفاً یک ماده زائد، در نظر گرفته میشود.