تولید و پاکسازی لاکتات

لاکتات به طور مداوم از پیروات در طول گلیکولیز تشکیل می‌شود و با افزایش شدت ورزش و افزایش شار گلیکولیتیک، سریع‌تر تولید می‌گردد. لاکتات که زمانی تنها به عنوان یک محصول زائد عامل خستگی در عضلات با اکسیژن محدود تلقی می‌شد، اکنون به عنوان یک سوخت قابل تبادل شناخته می‌شود که بین و درون سلول‌ها جابجا شده، توسط بسیاری از بافت‌ها اکسید می‌شود و توسط کبد برای ساخت گلوکز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

Definition

تولید و پاکسازی لاکتات در طول ورزش، تشکیل مداوم لاکتات از پیروات در گلیکولیز و حذف آن از طریق اکسیداسیون در عضلات و سایر بافت‌ها و از طریق گلوکونئوژنز کبدی است، که لاکتات خالص خون منعکس‌کننده تعادل بین این دو فرآیند است.

Scope

این موضوع به چگونگی تولید لاکتات از پیروات، نحوه تبادل و پاکسازی آن از طریق اکسیداسیون و گلوکونئوژنز، مفهوم شاتل لاکتات، و افزایش لاکتات خون با شدت که زیربنای آستانه‌های لاکتات و بی‌هوازی است، می‌پردازد. این یک بررسی مرجع است و توصیه‌های فردی برای مناطق تمرینی یا آزمایش ارائه نمی‌دهد.

Core questions

• چرا لاکتات در طول ورزش تولید می‌شود و چه اتفاقی برای آن می‌افتد؟
• شاتل لاکتات چیست و چگونه نقش لاکتات را بازتعریف می‌کند؟
• آستانه‌های لاکتات و بی‌هوازی چه چیزی را نشان می‌دهند؟

Key concepts

• تبدیل پیروات به لاکتات در گلیکولیز
• پاکسازی لاکتات از طریق اکسیداسیون و گلوکونئوژنز
• شاتل‌های لاکتات بین سلولی و درون سلولی
• لاکتات به عنوان سوخت و مولکول سیگنال‌دهنده
• آستانه لاکتات و تجمع لاکتات خون
• آستانه بی‌هوازی (تبادل گازی)

Mechanisms

در گلیکولیز، پیروات می‌تواند به لاکتات کاهش یابد، واکنشی که NAD+ را بازسازی می‌کند و امکان ادامه تولید ATP گلیکولیتیک را فراهم می‌آورد؛ لاکتات حتی زمانی که اکسیژن کافی است نیز تشکیل می‌شود و تولید آن با شار گلیکولیتیک در شدت‌های بالاتر افزایش می‌یابد (Gladden, 2004). لاکتات یک بن‌بست نیست: از غشاهای سلولی عبور کرده و بین فیبرها، بافت‌ها و اندامک‌ها جابجا می‌شود، جایی که به عنوان سوخت توسط عضلات، قلب و سایر بافت‌ها اکسید می‌شود یا توسط کبد برای گلوکونئوژنز استفاده می‌گردد (Brooks, 2018). لاکتات خالص خون منعکس‌کننده تعادل بین تولید و پاکسازی است؛ با افزایش شدت، تولید در نهایت از پاکسازی پیشی می‌گیرد و لاکتات خون تجمع می‌یابد که آستانه لاکتات را تعریف می‌کند. یک آستانه تبادل گازی (بی‌هوازی) مرتبط را می‌توان به صورت غیرتهاجمی از افزایش نامتناسب در خروجی دی‌اکسید کربن تشخیص داد (Beaver, 1986; McArdle, 2015).

Clinical relevance

پاسخ‌های لاکتات خون و آستانه تبادل گازی برای توصیف پاسخ‌های متابولیکی و ظرفیت عملکردی در تست‌های ورزشی استفاده می‌شوند. این مدخل فیزیولوژی زیربنایی را توضیح می‌دهد و جنبه آموزشی دارد؛ مبنایی برای تشخیص فردی، تعیین منطقه تمرینی یا تصمیمات درمانی نیست.

Evidence & guidelines

توصیفات بر اساس بررسی‌های فیزیولوژیکی متابولیسم لاکتات و کارهای اولیه در زمینه تشخیص آستانه استوار است تا دستورالعمل‌های بالینی؛ روش‌های آستانه از اندازه‌گیری‌های کنترل شده تبادل گازی (Beaver, 1986; Gladden, 2004) نشأت می‌گیرند.

History

کارهای اوایل قرن بیستم لاکتات را به خستگی عضلانی و بدهی اکسیژن مرتبط می‌دانستند، اما مطالعات ردیاب از اواخر قرن بیستم به بعد گردش و تبادل مداوم لاکتات را نشان دادند، که منجر به فرموله شدن مفهوم شاتل لاکتات توسط جورج بروکس و بازتعریف لاکتات به عنوان یک واسطه متابولیکی مرکزی و سوخت شد (Gladden, 2004; Brooks, 2018).

Debates

آیا لاکتات عامل خستگی است یا یک سوخت مفید؟

ارتباط کلاسیک لاکتات (و اسیدوز) با خستگی توسط شواهدی که نشان می‌دهد لاکتات به طور مداوم به عنوان سوخت و مولکول سیگنال‌دهنده اکسید و جابجا می‌شود، به چالش کشیده شده است؛ تأکید نسبی بین این دیدگاه‌ها همچنان مورد بحث است.

آیا آستانه لاکتات نشان‌دهنده شروع واقعی بی‌هوازی است؟

اینکه آیا افزایش لاکتات خون و آستانه تبادل گازی منعکس‌کننده محدودیت واقعی اکسیژن بافت است یا صرفاً تغییر در تعادل تولید و پاکسازی لاکتات، یک بحث روش‌شناختی دیرینه است.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

آیا لاکتات یک محصول زائد است که باعث خستگی می‌شود؟

فیزیولوژی کنونی لاکتات را عمدتاً به عنوان یک سوخت قابل تبادل می‌بیند که به طور مداوم تولید و مصرف می‌شود؛ این ماده بین بافت‌ها جابجا شده و اکسید می‌شود یا برای ساخت گلوکز استفاده می‌گردد، نه اینکه صرفاً یک محصول زائد باشد.

آستانه لاکتات چیست؟

این شدت ورزشی است که در آن لاکتات خون شروع به تجمع می‌کند زیرا تولید آن از پاکسازی‌اش پیشی می‌گیرد؛ یک آستانه مرتبط را می‌توان به صورت غیرتهاجمی از طریق تبادل گاز تنفسی تشخیص داد.