Metabolisme Laktat dan Piruvat

Piruvat adalah produk akhir glikolisis, dan laktat terbentuk darinya ketika sel meregenerasi kofaktor yang dibutuhkan agar glikolisis dapat terus berlanjut. Keduanya berada di persimpangan bagaimana glukosa dipecah, dan konsentrasi serta rasio dalam darahnya melaporkan keseimbangan antara metabolisme aerobik dan anaerobik.

Definition

Laktat dan piruvat adalah metabolit tiga-karbon glikolisis yang saling terkait, diinterkonversi oleh laktat dehidrogenase dengan pasangan NAD+/NADH; kadar dan rasio dalam darahnya mengindeks laju glikolisis dan keadaan redoks sitosolik.

Scope

Entri ini mencakup interkonversi biokimia piruvat dan laktat, apa yang dicerminkan oleh rasio laktat-terhadap-piruvat mengenai keadaan redoks seluler, bagaimana laktat bergerak antarjaringan, dan perawatan pra-analitik yang diperlukan untuk pengukurannya. Ini adalah topik biokimia referensi dan tidak memberikan ambang diagnostik atau panduan pengobatan untuk individu mana pun.

Core questions

• Bagaimana piruvat dan laktat saling diinterkonversi, dan kofaktor apa yang menghubungkannya?
• Apa yang diungkapkan oleh rasio laktat-terhadap-piruvat tentang keadaan redoks seluler?
• Mengapa laktat bukan hanya produk limbah tetapi juga bahan bakar yang dapat diangkut?

Key concepts

• Glikolisis dan produk akhirnya piruvat
• Reaksi laktat dehidrogenase
• Pasangan redoks NAD+/NADH
• Rasio laktat-terhadap-piruvat
• Siklus Cori
• Pengangkut laktat
• Metabolisme aerobik versus anaerobik

Mechanisms

Glikolisis mengubah glukosa menjadi piruvat, menghasilkan NADH; untuk menjaga glikolisis tetap berjalan, laktat dehidrogenase mereduksi piruvat menjadi laktat sambil mengoksidasi kembali NADH menjadi NAD+. Reaksi ini mendekati kesetimbangan, sehingga rasio laktat-terhadap-piruvat mencerminkan rasio NADH/NAD+ sitosolik dan meningkat ketika pengiriman oksigen atau oksidasi mitokondria terbatas. Laktat bukanlah jalan buntu: melalui siklus Cori, hati mengubahnya kembali menjadi glukosa, dan pengangkut laktat memindahkannya antar dan di dalam jaringan sebagai bahan bakar yang dapat dioksidasi dan molekul sinyal, membingkai ulang laktat sebagai perantara metabolisme sentral daripada sekadar limbah (Berg et al., 2015; Brooks, 2018).

Clinical relevance

Laktat darah adalah penanda keseimbangan antara oksidasi glukosa dan glikolisis anaerobik serta merupakan analit referensi dalam biokimia metabolik. Entri ini menjelaskan apa yang diwakili laktat dan piruvat secara biokimia; ini tidak memberikan titik potong diagnostik atau panduan manajemen, yang merupakan bagian dari praktik klinis dan pedoman saat ini.

History

Cori menjelaskan siklus di mana laktat otot dikembalikan ke hati dan dibuat kembali menjadi glukosa, mengintegrasikan laktat ke dalam metabolisme karbohidrat seluruh tubuh. Pandangan lama tentang laktat sebagai produk limbah dari utang oksigen direvisi oleh teori pengangkut laktat, yang mengklasifikasikannya kembali sebagai bahan bakar dan sinyal yang dapat diangkut bersama (Brooks, 2018).

Debates

Apakah laktat merupakan produk limbah atau bahan bakar dan sinyal utama?

Pandangan klasik memperlakukan laktat sebagai produk sampingan buntu dari glikolisis anaerobik, tetapi teori pengangkut laktat berpendapat bahwa laktat terus-menerus diproduksi dan dikonsumsi sebagai substrat oksidatif dan molekul sinyal di seluruh jaringan; reinterpretasi ini telah membentuk kembali fisiologi olahraga dan metabolisme.

Key figures

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

Seminal works

• brooks-2018
• kraut-madias-2014

Frequently asked questions

Mengapa tubuh mengubah piruvat menjadi laktat?

Mereduksi piruvat menjadi laktat meregenerasi NAD+ yang dibutuhkan glikolisis, memungkinkan pemecahan glukosa dan produksi ATP berlanjut ketika oksidasi mitokondria tidak dapat mengimbangi.

Apakah laktat hanya produk limbah?

Tidak. Melalui siklus Cori dan pengangkut laktat, laktat diangkut antarjaringan dan digunakan sebagai bahan bakar dan molekul sinyal, sehingga lebih tepat dipandang sebagai perantara metabolisme sentral.