การผลิตและการกำจัดแลคเตท

แลคเตทถูกสร้างขึ้นอย่างต่อเนื่องจากไพรูเวทในระหว่างกระบวนการไกลโคไลซิส และจะถูกผลิตเร็วขึ้นเมื่อความเข้มข้นของการออกกำลังกายเพิ่มขึ้นและการไหลเวียนของไกลโคไลติกเพิ่มขึ้น เคยถูกมองว่าเป็นเพียงของเสียที่ทำให้เกิดความเหนื่อยล้าของกล้ามเนื้อที่จำกัดออกซิเจน แต่ปัจจุบันแลคเตทถูกเข้าใจว่าเป็นเชื้อเพลิงที่สามารถแลกเปลี่ยนได้ ซึ่งถูกส่งผ่านไปมาระหว่างและภายในเซลล์ ถูกออกซิไดซ์โดยเนื้อเยื่อหลายชนิด และถูกใช้โดยตับเพื่อสร้างกลูโคส

Definition

การผลิตและการกำจัดแลคเตทในระหว่างการออกกำลังกายคือการสร้างแลคเตทอย่างต่อเนื่องจากไพรูเวทในกระบวนการไกลโคไลซิส และการกำจัดโดยการออกซิเดชันในกล้ามเนื้อและเนื้อเยื่ออื่นๆ และโดยกลูโคนีโอเจเนซิสในตับ โดยปริมาณแลคเตทสุทธิในเลือดสะท้อนถึงความสมดุลระหว่างสองกระบวนการนี้

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงวิธีการผลิตแลคเตทจากไพรูเวท วิธีการแลกเปลี่ยนและกำจัดโดยการออกซิเดชันและกลูโคนีโอเจเนซิส แนวคิดการขนส่งแลคเตท และการเพิ่มขึ้นของแลคเตทในเลือดตามความเข้มข้นซึ่งเป็นพื้นฐานของเกณฑ์แลคเตทและเกณฑ์แอนแอโรบิก นี่คือการอ้างอิงทางวิชาการและไม่ได้ให้คำแนะนำเฉพาะบุคคลเกี่ยวกับโซนการฝึกหรือการทดสอบ

Core questions

• ทำไมแลคเตทจึงถูกผลิตขึ้นระหว่างการออกกำลังกาย และเกิดอะไรขึ้นกับมัน?
• การขนส่งแลคเตทคืออะไร และมันปรับเปลี่ยนบทบาทของแลคเตทอย่างไร?
• เกณฑ์แลคเตทและเกณฑ์แอนแอโรบิกหมายถึงอะไร?

Key concepts

• การเปลี่ยนไพรูเวทเป็นแลคเตทในไกลโคไลซิส
• การกำจัดแลคเตทโดยการออกซิเดชันและกลูโคนีโอเจเนซิส
• การขนส่งแลคเตทระหว่างเซลล์และภายในเซลล์
• แลคเตทในฐานะเชื้อเพลิงและโมเลกุลส่งสัญญาณ
• เกณฑ์แลคเตทและการสะสมของแลคเตทในเลือด
• เกณฑ์แอนแอโรบิก (การแลกเปลี่ยนก๊าซ)

Mechanisms

ในกระบวนการไกลโคไลซิส ไพรูเวทสามารถถูกรีดิวซ์เป็นแลคเตท ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่สร้าง NAD+ ขึ้นใหม่และช่วยให้การผลิต ATP จากไกลโคไลซิสดำเนินต่อไปได้ แลคเตทถูกสร้างขึ้นแม้ในขณะที่มีออกซิเจนเพียงพอ และการผลิตจะเพิ่มขึ้นตามการไหลเวียนของไกลโคไลติกที่ความเข้มข้นสูงขึ้น (Gladden, 2004) แลคเตทไม่ใช่ทางตัน: มันถูกขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์และส่งผ่านไปมาระหว่างเส้นใย เนื้อเยื่อ และออร์แกเนลล์ ซึ่งมันถูกออกซิไดซ์เป็นเชื้อเพลิงโดยกล้ามเนื้อ หัวใจ และเนื้อเยื่ออื่นๆ หรือถูกใช้โดยตับเพื่อสร้างกลูโคส (Brooks, 2018) ปริมาณแลคเตทสุทธิในเลือดสะท้อนถึงความสมดุลระหว่างการผลิตและการกำจัด เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น การผลิตจะแซงหน้าการกำจัดในที่สุด และแลคเตทในเลือดจะสะสม ซึ่งเป็นตัวกำหนดเกณฑ์แลคเตท เกณฑ์การแลกเปลี่ยนก๊าซ (แอนแอโรบิก) ที่เกี่ยวข้องสามารถตรวจจับได้โดยไม่รุกรานจากการเพิ่มขึ้นที่ไม่สมส่วนของปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ (Beaver, 1986; McArdle, 2015)

Clinical relevance

การตอบสนองของแลคเตทในเลือดและเกณฑ์การแลกเปลี่ยนก๊าซถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายการตอบสนองทางเมตาบอลิซึมและความสามารถในการทำงานในการทดสอบการออกกำลังกาย ข้อมูลนี้อธิบายสรีรวิทยาพื้นฐานและมีวัตถุประสงค์เพื่อการศึกษาเท่านั้น ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยเฉพาะบุคคล การกำหนดโซนการฝึก หรือการตัดสินใจในการรักษา

Evidence & guidelines

คำอธิบายนี้อ้างอิงจากการทบทวนทางสรีรวิทยาของการเผาผลาญแลคเตทและงานวิจัยเบื้องต้นเกี่ยวกับการตรวจจับเกณฑ์ มากกว่าแนวทางปฏิบัติทางคลินิก วิธีการตรวจจับเกณฑ์มาจากผลการวัดการแลกเปลี่ยนก๊าซที่ควบคุมได้ (Beaver, 1986; Gladden, 2004)

History

งานวิจัยในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เชื่อมโยงแลคเตทกับความเหนื่อยล้าของกล้ามเนื้อและภาวะขาดออกซิเจน แต่การศึกษาโดยใช้สารติดตามตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 20 เป็นต้นมาแสดงให้เห็นถึงการหมุนเวียนและการแลกเปลี่ยนแลคเตทอย่างต่อเนื่อง ซึ่งนำไปสู่การที่ George Brooks กำหนดแนวคิดการขนส่งแลคเตทและปรับเปลี่ยนบทบาทของแลคเตทให้เป็นสารตัวกลางและเชื้อเพลิงหลักในการเผาผลาญ (Gladden, 2004; Brooks, 2018)

Debates

แลคเตทเป็นสาเหตุของความเหนื่อยล้าหรือเป็นเชื้อเพลิงที่มีประโยชน์?

ความสัมพันธ์แบบดั้งเดิมของแลคเตท (และภาวะกรด) กับความเหนื่อยล้าถูกท้าทายด้วยหลักฐานที่แสดงว่าแลคเตทถูกออกซิไดซ์และขนส่งอย่างต่อเนื่องในฐานะเชื้อเพลิงและโมเลกุลส่งสัญญาณ การเน้นความสำคัญสัมพัทธ์ระหว่างมุมมองเหล่านี้ยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน

เกณฑ์แลคเตทบ่งชี้ถึงการเริ่มต้นของภาวะแอนแอโรบิกจริงหรือไม่?

การเพิ่มขึ้นของแลคเตทในเลือดและเกณฑ์การแลกเปลี่ยนก๊าซสะท้อนถึงการจำกัดออกซิเจนในเนื้อเยื่อจริงหรือไม่ หรือเป็นเพียงการเปลี่ยนแปลงความสมดุลของการผลิตและการกำจัดแลคเตท เป็นการถกเถียงทางระเบียบวิธีที่ยาวนาน

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

แลคเตทเป็นของเสียที่ทำให้เกิดความเหนื่อยล้าหรือไม่?

สรีรวิทยาปัจจุบันมองว่าแลคเตทส่วนใหญ่เป็นเชื้อเพลิงที่สามารถแลกเปลี่ยนได้ ซึ่งถูกผลิตและบริโภคอย่างต่อเนื่อง มันถูกส่งผ่านไปมาระหว่างเนื้อเยื่อและถูกออกซิไดซ์หรือใช้เพื่อสร้างกลูโคส มากกว่าที่จะเป็นเพียงของเสีย

เกณฑ์แลคเตทคืออะไร?

คือความเข้มข้นของการออกกำลังกายที่แลคเตทในเลือดเริ่มสะสมเนื่องจากการผลิตแซงหน้าการกำจัด เกณฑ์ที่เกี่ยวข้องสามารถตรวจจับได้โดยไม่รุกรานจากการแลกเปลี่ยนก๊าซในการหายใจ