लैक्टेट और पाइरूवेट चयापचय

पाइरूवेट ग्लाइकोलिसिस का अंतिम उत्पाद है, और लैक्टेट इससे तब बनता है जब कोशिका ग्लाइकोलिसिस जारी रखने के लिए आवश्यक कोफ़ैक्टर को पुनर्जीवित करती है। साथ में, वे इस बात के केंद्र में हैं कि ग्लूकोज कैसे टूटता है, और उनकी रक्त सांद्रता और अनुपात एरोबिक और अवायवीय चयापचय के बीच संतुलन की रिपोर्ट करते हैं।

Definition

लैक्टेट और पाइरूवेट ग्लाइकोलिसिस के तीन-कार्बन मेटाबोलाइट्स हैं, जो लैक्टेट डीहाइड्रोजनेज द्वारा NAD+/NADH युग्म के साथ अंतःरूपांतरित होते हैं; उनके रक्त स्तर और अनुपात ग्लाइकोलिसिस की दर और साइटोसोलिक रेडॉक्स स्थिति को अनुक्रमित करते हैं।

Scope

यह प्रविष्टि पाइरूवेट और लैक्टेट के जैव रासायनिक अंतःरूपांतरण को शामिल करती है, लैक्टेट-से-पाइरूवेट अनुपात कोशिकीय रेडॉक्स स्थिति के बारे में क्या दर्शाता है, लैक्टेट ऊतकों के बीच कैसे चलता है, और इसके माप के लिए आवश्यक पूर्व-विश्लेषणात्मक देखभाल। यह एक संदर्भ-जैव रसायन विषय है और किसी भी व्यक्ति के लिए नैदानिक ​​सीमाएं या उपचार मार्गदर्शन प्रदान नहीं करता है।

Core questions

• पाइरूवेट और लैक्टेट कैसे अंतःरूपांतरित होते हैं, और कौन सा कोफ़ैक्टर उन्हें जोड़ता है?
• लैक्टेट-से-पाइरूवेट अनुपात कोशिकीय रेडॉक्स स्थिति के बारे में क्या बताता है?
• लैक्टेट केवल एक अपशिष्ट उत्पाद क्यों नहीं है बल्कि एक परिवहन योग्य ईंधन है?

Key concepts

• ग्लाइकोलिसिस और इसका अंतिम उत्पाद पाइरूवेट
• लैक्टेट डीहाइड्रोजनेज प्रतिक्रिया
• NAD+/NADH रेडॉक्स युग्म
• लैक्टेट-से-पाइरूवेट अनुपात
• कोरी चक्र
• लैक्टेट शटल
• एरोबिक बनाम अवायवीय चयापचय

Mechanisms

ग्लाइकोलिसिस ग्लूकोज को पाइरूवेट में परिवर्तित करता है, जिससे NADH उत्पन्न होता है; ग्लाइकोलिसिस को चालू रखने के लिए, लैक्टेट डीहाइड्रोजनेज पाइरूवेट को लैक्टेट में कम करता है जबकि NADH को NAD+ में पुनः ऑक्सीकृत करता है। यह प्रतिक्रिया लगभग संतुलन में होती है, इसलिए लैक्टेट-से-पाइरूवेट अनुपात साइटोसोलिक NADH/NAD+ अनुपात को दर्शाता है और जब ऑक्सीजन वितरण या माइटोकॉन्ड्रियल ऑक्सीकरण सीमित होता है तो बढ़ जाता है। लैक्टेट एक मृत अंत नहीं है: कोरी चक्र के माध्यम से यकृत इसे ग्लूकोज में परिवर्तित करता है, और लैक्टेट शटल इसे ऑक्सीकरण योग्य ईंधन और सिग्नलिंग अणु के रूप में ऊतकों के बीच और भीतर ले जाता है, लैक्टेट को केवल अपशिष्ट के बजाय एक केंद्रीय चयापचय मध्यवर्ती के रूप में पुनः परिभाषित करता है (बर्ग एट अल., 2015; ब्रूक्स, 2018)।

Clinical relevance

रक्त लैक्टेट ग्लूकोज ऑक्सीकरण और अवायवीय ग्लाइकोलिसिस के बीच संतुलन का एक मार्कर है और चयापचय जैव रसायन में एक संदर्भ विश्लेषक है। यह प्रविष्टि बताती है कि लैक्टेट और पाइरूवेट जैव रासायनिक रूप से क्या दर्शाते हैं; यह नैदानिक ​​कट-पॉइंट या प्रबंधन मार्गदर्शन प्रदान नहीं करती है, जो नैदानिक ​​अभ्यास और वर्तमान दिशानिर्देशों से संबंधित हैं।

History

कोरीज़ ने उस चक्र का वर्णन किया जिसमें मांसपेशियों का लैक्टेट यकृत में वापस आ जाता है और ग्लूकोज में फिर से बन जाता है, जिससे लैक्टेट को पूरे शरीर के कार्बोहाइड्रेट चयापचय में एकीकृत किया जाता है। ऑक्सीजन ऋण के अपशिष्ट उत्पाद के रूप में लैक्टेट के लंबे समय से चले आ रहे विचार को लैक्टेट शटल सिद्धांत द्वारा संशोधित किया गया था, जिसने इसे एक साझा, परिवहन योग्य ईंधन और संकेत के रूप में पुनः परिभाषित किया (ब्रूक्स, 2018)।

Debates

क्या लैक्टेट एक अपशिष्ट उत्पाद है या एक प्राथमिक ईंधन और संकेत है?

शास्त्रीय दृष्टिकोण लैक्टेट को अवायवीय ग्लाइकोलिसिस के एक मृत-अंत उपोत्पाद के रूप में मानता था, लेकिन लैक्टेट शटल सिद्धांत का तर्क है कि यह ऊतकों में एक ऑक्सीडेटिव सब्सट्रेट और सिग्नलिंग अणु के रूप में लगातार उत्पादित और उपभोग किया जाता है; इस पुनर्व्याख्या ने व्यायाम और चयापचय शरीर विज्ञान को नया आकार दिया है।

Key figures

• Carl Cori
• Gerty Cori
• George A. Brooks
• Otto Meyerhof

Seminal works

• brooks-2018
• kraut-madias-2014

Frequently asked questions

शरीर पाइरूवेट को लैक्टेट में क्यों परिवर्तित करता है?

पाइरूवेट को लैक्टेट में कम करने से NAD+ का पुनरुत्पादन होता है जिसकी ग्लाइकोलिसिस को आवश्यकता होती है, जिससे ग्लूकोज का टूटना और ATP उत्पादन जारी रह पाता है जब माइटोकॉन्ड्रियल ऑक्सीकरण गति नहीं रख पाता है।

क्या लैक्टेट सिर्फ एक अपशिष्ट उत्पाद है?

नहीं। कोरी चक्र और लैक्टेट शटल के माध्यम से, लैक्टेट ऊतकों के बीच ले जाया जाता है और एक ईंधन और सिग्नलिंग अणु के रूप में उपयोग किया जाता है, इसलिए इसे एक केंद्रीय चयापचय मध्यवर्ती के रूप में देखना बेहतर है।