Образование и выведение лактата

Лактат непрерывно образуется из пирувата в процессе гликолиза, и его выработка ускоряется по мере увеличения интенсивности физической нагрузки и гликолитического потока. Если раньше лактат рассматривался исключительно как побочный продукт, вызывающий усталость в мышцах при дефиците кислорода, то теперь он понимается как обмениваемое топливо, которое перемещается между клетками и внутри них, окисляется многими тканями и используется печенью для синтеза глюкозы.

Definition

Образование и выведение лактата во время физической нагрузки — это непрерывное образование лактата из пирувата в процессе гликолиза и его удаление путем окисления в мышцах и других тканях, а также посредством печеночного глюконеогенеза, при этом чистый уровень лактата в крови отражает баланс между этими двумя процессами.

Scope

Эта тема охватывает процесс образования лактата из пирувата, его обмен и выведение посредством окисления и глюконеогенеза, концепцию лактатного челнока, а также повышение уровня лактата в крови с увеличением интенсивности нагрузки, что лежит в основе лактатного и анаэробного порогов. Это справочный материал, который не предоставляет индивидуальных рекомендаций по тренировочным зонам или тестированию.

Core questions

• Почему лактат образуется во время физической нагрузки и что с ним происходит?
• Что такое лактатный челнок и как он переосмысливает роль лактата?
• Что представляют собой лактатный и анаэробный пороги?

Key concepts

• Превращение пирувата в лактат в гликолизе
• Выведение лактата путем окисления и глюконеогенеза
• Межклеточные и внутриклеточные лактатные челноки
• Лактат как топливо и сигнальная молекула
• Лактатный порог и накопление лактата в крови
• Анаэробный (газообменный) порог

Mechanisms

В процессе гликолиза пируват может быть восстановлен до лактата, реакция, которая регенерирует НАД+ и позволяет продолжать выработку АТФ в гликолизе; лактат образуется даже при достаточном количестве кислорода, и его выработка возрастает с увеличением гликолитического потока при более высоких интенсивностях (Gladden, 2004). Лактат не является тупиковым продуктом: он транспортируется через клеточные мембраны и перемещается между волокнами, тканями и органеллами, где он окисляется как топливо мышцами, сердцем и другими тканями или используется печенью для глюконеогенеза (Brooks, 2018). Чистый уровень лактата в крови отражает баланс между его образованием и выведением; по мере увеличения интенсивности, образование в конечном итоге опережает выведение, и лактат накапливается в крови, определяя лактатный порог. Связанный газообменный (анаэробный) порог может быть неинвазивно обнаружен по непропорциональному увеличению выработки углекислого газа (Beaver, 1986; McArdle, 2015).

Clinical relevance

Реакции лактата в крови и газообменный порог используются для описания метаболических реакций и функциональной способности при тестировании физической нагрузки. Эта статья объясняет основную физиологию и носит образовательный характер; она не является основанием для индивидуальной диагностики, определения тренировочных зон или принятия решений о лечении.

Evidence & guidelines

Описания основаны на физиологических обзорах метаболизма лактата и первичных работах по обнаружению порогов, а не на клинических рекомендациях; методы определения порогов получены из контролируемых измерений газообмена (Beaver, 1986; Gladden, 2004).

History

Работы начала XX века связывали лактат с мышечной усталостью и кислородным долгом, однако исследования с использованием меченых атомов с конца XX века показали непрерывный оборот и обмен лактата, что привело Джорджа Брукса к формулированию концепции лактатного челнока и переосмыслению лактата как центрального метаболического промежуточного продукта и топлива (Gladden, 2004; Brooks, 2018).

Debates

Является ли лактат причиной усталости или полезным топливом?

Классическая связь лактата (и ацидоза) с усталостью была оспорена доказательствами того, что лактат непрерывно окисляется и перемещается как топливо и сигнальная молекула; относительный акцент между этими точками зрения остается предметом обсуждения.

Означает ли лактатный порог истинное начало анаэробиоза?

Отражает ли повышение уровня лактата в крови и газообменный порог истинное ограничение кислорода в тканях или просто сдвиг в балансе образования и выведения лактата, является давним методологическим вопросом.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Является ли лактат продуктом распада, вызывающим усталость?

Современная физиология рассматривает лактат в основном как обмениваемое топливо, которое непрерывно производится и потребляется; он перемещается между тканями и окисляется или используется для производства глюкозы, а не является просто продуктом распада.

Что такое лактатный порог?

Это интенсивность физической нагрузки, при которой лактат в крови начинает накапливаться, потому что его производство опережает его выведение; связанный порог может быть неинвазивно обнаружен по газообмену при дыхании.