Melkzuur (C3H6O3) is een stof die door het lichaam wordt aangemaakt tijdens een normale lichaamsstofwisseling. Deze synthese wordt bijzonder intens in omstandigheden van zuurstofgebrek, dat wil zeggen wanneer de metabolische vraag naar dit gas de beschikbaarheid overschrijdt; het is een kenmerkend moment van "zware lichamelijke inspanning, maar ook van bepaalde pathologische toestanden, zoals die als gevolg van een" luchtwegobstructie.
Biochemische basis
Laten we in het kort herinneren dat "melkzuur wordt geproduceerd uitgaande van pyruvaat, dat het eindproduct van glycolyse vertegenwoordigt (cytoplasmatisch proces dat resulteert in de afbraak van glucose in twee moleculen pyrodruivenzuur of pyruvaat). In de zesde van de tien stadia van glycolyse , wordt het" 3-fosfoglycerine-aldehyde geoxideerd dankzij geoxideerd NAD (NAD +) dat werkt als een acceptor van H + waterstofionen. De NAD wordt dan gereduceerd tot NADH (H+). Als we op dit punt willen dat de energie door middel van glycolyse wordt gegenereerd, moeten we ervoor zorgen dat het geoxideerde NAD (NAD +) wordt geregenereerd, dat anders snel zou worden uitgeput totdat het uitgeput is. de heroxidatie van het gereduceerde NAD wordt toevertrouwd aan de Krebs-cyclus (mitochondriale oxidatieve fosforylering), met zuurstofverbruik, watervorming en ATP-synthese. Wanneer zuurstof schaars is, wordt het pyruvaat dat niet in de krebs-cyclus komt door het enzym gereduceerd tot melkzuur lactaatdehydrogenase Uit deze reactie (zie figuur) wordt de NAD+ die nodig is voor de verdere reactie van het 3-fosfoglycerine-aldehyde hersteld, waarna de glycolyse kan plaatsvinden.
Eenmaal geproduceerd, bij fysiologische pH, heeft melkzuur de neiging om bijna volledig te dissociëren in twee ionen: het lactaation en het H+-ion (volgens de reactie in de figuur).
Omdat het, zoals de naam ons doet denken, van een zuur is, heeft de overmatige productie van lactaat en H+ de neiging om de pH in de cel te verlagen, wat (samen met vele andere factoren) bijdraagt aan het ontstaan van vermoeidheid.
Het eerste mechanisme dat door de cellen wordt geïmplementeerd om zichzelf te verdedigen tegen de overmatige productie van melkzuur, bestaat uit de uitstroom naar de extracellulaire omgeving en het bloed. Het is niet verrassend dat onder normale omstandigheden de lactaatconcentratie in het bloed gelijk is aan 1-2 mmol/L, terwijl deze stijgt tot boven de 20 mmol/L tijdens bijzonder intensieve lichamelijke inspanning.
Verwijdering van melkzuur
Hoewel melkzuur in hoge concentraties een bijzonder giftig product is, dat als zodanig moet worden verwijderd, kan en mag het niet als afval worden beschouwd. Inderdaad, als melkzuur eenmaal is geproduceerd, kan het:
- worden opgevangen en gebruikt door sommige weefsels voor energiedoeleinden, zoals bijvoorbeeld gebeurt in het hart (dat liever lactaat gebruikt dan glucose), maar ook op het niveau van de spiercellen zelf (de witte vezels zijn beter in het produceren ervan en de rode bij het weggooien ervan);
- worden gebruikt voor de ex-novo synthese van glucose/glycogeen (gluconeogenese, Cori-cyclus in de lever).
In beide gevallen moet het lactaat eerst weer worden omgezet in pyruvaat, wederom door het enzym lactaat-dehydrogenase, met een reductie van NAD+ tot NADH (H+). Op dit punt kan het pyruvaat volledig worden geoxideerd in de Krebs-cyclus of worden gebruikt voor gluconeogenese.
We hebben al gezien hoe een overmatige synthese van melkzuur het metabolisme van de cel verstoort, die het via specifieke membraantransporters (MCT) extern vrijgeeft.Naast verschillende verdedigingsmechanismen die we binnenkort zullen zien, is er a priori een verdere controle die voorkomt de overmatige ophoping van lactaat in de intracellulaire omgeving De daling van de pH (zure omgeving) - als gevolg van de ophoping van H + waterstofionen afkomstig van de dissociatie van melkzuur - remt het enzym fosfofructokinase, dat ingrijpt in de derde fase van glycolyse het bepalen van zijn snelheid. Bijgevolg veroorzaakt een overmatige pH-daling een vertraging van de glycolyse, waardoor de synthese van melkzuur wordt verminderd (negatieve feedback).
De excessieve daling van de intracellulaire pH wordt echter ook bestreden door de buffersystemen, waarvan de belangrijkste het bicarbonaat / koolzuur is, versterkt door de ademhalingsactiviteit met de eliminatie van CO2:
Zoals te zien is in de afbeelding, vermindert de intense ademhalingsactiviteit die optreedt tijdens intensieve lichamelijke inspanning de concentratie van CO2 en koolzuur in het bloed, waardoor de inname van de H + die wordt geproduceerd door dissociatie van melkzuur, wordt gebufferd.
De afbeelding hierboven toont het temporele verloop van bloedlactaat (lactatemie) tijdens de herstelfase na een intensieve lactaatinspanning. Zoals duidelijk blijkt uit de grafiek, kan de getrainde proefpersoon melkzuur in kortere tijd kwijt dan de zittende.Een ander belangrijk ding om te onderstrepen is dat binnen maximaal een uur de melktemperatuur weer normaal is. basaal; daarom is het verkeerd om aan de ophoping van melkzuur de spierpijn toe te schrijven die gepaard gaat met de dagen na een bijzonder intensieve training.
Om de eliminatie van melkzuur na een maximale inspanning te vergemakkelijken, zal de atleet ervoor zorgen om de prestatie te volgen met een afkoelfase in een rustig tempo van 15-20 minuten.
