Молочная кислота, лактат и гликолиз. Просто о сложном. Все о молочной кислоте в мышцах – симптомы и выведение В каких клетках образуется лактат

Листовка

L-молочная кислота образуется в результате метаболизма в организме человека и животных, а также в процессе жизнедеятельности бактерий. D-молочная кислота продуцируется только некоторыми видами микроорганизмов. Наличие L-молочной кислоты в продукте связывают с процессами брожения, D-молочной — с микробной контаминацией и порчей продукта при условии, что брожение при производстве не предусматривалось. По сравнению с L-формой D-лактат медленнее усваивается организмом.
Молочная кислота и ее соли используются в пищевой промышленности как регуляторы кислотности Е270 и Е326-E329. Согласно Техническому регламенту Таможенного союза 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств» содержание молочной кислоты в нектарах не должно превышать 5 г/л. Для производства заменителей женского молока, смесей для детского питания и продуктов прикорма может использоваться L-молочная кислота, полученная от нетоксигенных и непатогенных штаммов.
Ферментативный анализ позволяет провести стереоспецифичное определение изомеров молочной кислоты с целью выявления микробной контаминации пищевых продуктов

Определение D-молочной кислоты и L-молочной кислоты в пищевых продуктах

Набор представляет собой тест-систему для ферментативного определения D-молочной кислоты и L-молочной кислоты с помощью спектрофотометрии.

Спецификация: Yellow line Roche Diagnostics D-Молочная кислота /L-Молочная кислота
Количество определений: по 30 определений каждого аналита (проба, бланк или стандартный раствор)
Стандарт: растворы D-лактата и L-лактата (концентрация указана на этикетке флаконов)
Длина волны: 340 нм, 334 нм или 365 нм
Матрицы: сухое молоко, молоко, йогурт, соки, сок квашеной капусты, вино, пиво, жидкости, содержащие уксус, мясные продукты
Пробоподготовка: при необходимости: разбавление, фильтрование, обесцвечивание, нейтрализация, измельчение, гомогенизация, депротеинизация, обезжиривание
Длительность анализа: 65 минут
Специфичность: D-/L-молочная кислота (лактаты)
Предел обнаружения: 0,3 мг/л
Стандарты, методы: ГОСТ 31079-2002, ГОСТ Р 51196-2010 / ГОСТ 31716-2012 (ISO 8069:2005 (IDF 69:2005)), СТБ ISO 8069-2011, EN 12631:1999, DIN 10335 (2010), IFU 53, OIV, MEBAK, EBC, LFGB, SLMB

Аналогом тест-системы Roche Diagnostics является набор Enzytec™ Generic D-/L-Молочная кислота

Назначение:
регулятор кислотности, влагоудерживающий агент, синергист антиокислителей, эмульгирующая соль.

Лактат натрия Е325 (e325) технологические функции - регулятор кислотности, влагоудерживающий агент, синергист антиокислителей, эмульгирующая соль.

Синонимы лактат натрия Е325 (e325) молочнокислый натрий, натриевая соль молочной кислоты, 2-оксипропионат натрия; англ. sodium lactate, sodium 2-hydroxypro- panoate; нем. Milchsaure-Natrium, Natriumlactat, Natrium-2-hydrox- ypropionat; фр. lactate de sodium, 2-hydroxypropionate de sodium.

Е325 (e325) лактат натрия CAS. № - 72-17-3 (р-ры); 920-49-26 (D-лактат натрия); 867-56-1 (L-лактат натрия); 312-85-6 (DL-лактат натрия). Химическое название лактат натрия Е325 (e325) - 2-Гидроксипропионат натрия. Эмпирическая формула лактат натрия Е325 (e325) - C5H3O5Na.

Лактат натрия Е325 (e325) мол. м. - 112,06 (б/в). Структурная формула лактат натрия Е325 (e325) - CH3CH(OH)COONa. Оргаиолептические свойства Е325 (e325) - Плавящиеся гигроскопичные кристаллы или 35-60%-е р-ры - прозрачные вязкие сиропообразные жидкости с приятным солёным вкусом и слабым характерным содовым запахом от жёлтого до светло-коричневого цвета.

Физико-химические свойства лактат натрия Е325 (e325) - рН 1%-го р-ра 6,8-7,6; плотность 50%-го р-ра 1,28. Хор. раств. в воде. Лактат натрия Е325 (e325) природный источник - см. молочная кислота.

Получение лактат натрия Е325 (e325) - из молочной кислоты и карбоната или гидроксида натрия. Примеси: натриевые соли полимолочной кислоты или 3-гидрокси- пропионовой кислоты. Е325 (e325) лактат натрия спецификации - см. таблицу:

Е325 (e325) Метаболизм и токсичность см. молочная кислота. Усваивается с выделением 2,4 ккал/г.

Гигиенические нормы лактат натрия Е325 (e325) - ДСП не определено. В специальных пищевых продуктах и продуктах для маленьких детей должен применяться только L(+) изомер. Опасности по ГН-98 отсутствуют. Codex: разрешён в 5 стандартах на пищевые продукты в качестве регулятора кислотности: фруктовые консервы, варенья, джемы для поддержания значения рН 2,8-3,5; майонезы, маргарины, бульоны и супы GMP.

В РФ Е325 (e325) лактат натрия разрешён в качестве соли и антиокислителя в пищевые продукты согласно ТИ в количестве согласно ТИ (п. п. 3.2.12, 3.4.12 СанПиН 2.3.2.1293-03); во фрукты и овощи консервированные, хлеб в количестве согласно ТИ (п. п. 3.1.18, 3.1.20 СанПиН 2.3.2.1293-03); в качестве улучшителя муки и хлеба в хлеб, хлебобулочные и мучные кондитерские изделия в количестве согласно ТИ (п. 3.7.6. СанПиН 2.3.2.1293-03).

Применение лактат натрия Е325 (e325) - регулятор кислотности, один или вместе со свободной молочной кислотой образует буфер. В производстве твёрдой карамели, зефира, желейного мармелада позволяет снизить вязкость массы при уваривании и изменить параметры желирования. Дозировка лактата натрия зависит от кислотности среды и меняется от 0,15 до 0,24%.

Совместно с другими лактатами, цитратами и фосфатами применяется в качестве соли-плавителя в плавленых сырах. Лактат натрия способствует повышению микробиологической стойкости мясопродуктов в процессе хранения путём ингибирования патогенных микроорганизмов (родов Clostridium, Listerium и др.), кроме того, он положительно влияет на цвет мясопродуктов.

Для восстановления солевого (ионного) равновесия, необходимого для термоустойчивости молока, подвергаемого сгущению, к нему добавляют соли-стабилизаторы, в качестве которых могут выступать лактаты в виде 10-25%-х водных р-ров, которые связывают ионы кальция. Доза соли-стабилизатора зависит от термоустойчивости конкретной партии молока и колеблется в пределах 0,05-0,4% от массы нормализуемой смеси.

Товарные формы лактат натрия Е325 (e325) - продаётся практически только в форме 40-80%-х растворов, чаще его получают из молочной кислоты непосредственно перед использованием на предприятии.

Брутто-формула

C 6 H 10 CaO 6

Фармакологическая группа вещества Кальция лактат

Нозологическая классификация (МКБ-10)

Код CAS

814-80-2

Характеристика вещества Кальция лактат

Белый мелкий порошок почти без запаха. На воздухе выветривается. Медленно растворим в холодной воде (1:20), легко — в горячей воде. Очень мало растворим в этаноле, эфире, хлороформе. Содержит 13% кальция.

Фармакология

Фармакологическое действие - восполняющее дефицит кальция, дезинтоксикационное .

Ионы кальция обеспечивают нормальную передачу нервных импульсов, сохранение тонуса скелетной и гладкой мускулатуры, деятельность миокарда, свертывание крови и др.

Применение вещества Кальция лактат

Гипокальциемия, повышенная потребность в кальции (беременность, период лактации, период роста), недостаточное поступление кальция с пищей, нарушение обмена кальция, в т.ч. в постменопаузном периоде, повышенное выведение кальция (хроническая диарея, вторичная гипокальциемия, в т.ч. на фоне длительного приема некоторых диуретиков, противосудорожных ЛС или глюкокортикоидов), недостаточность паращитовидных желез, аллергические заболевания, кожные заболевания, кровотечения, отравление солями магния, щавелевой (оксалатами) и фтористой (фторидами) кислотами, повышенная проницаемость сосудов.

Лактат крови или молочная кислота образуется в результате углеводного обмена, а именно: метаболизма глюкозы, называемого гликолизом (итогом реакции является образование пировиноградной кислоты, которая, восстановившись, дает конечный продукт – лактат), и процесса расщепления гликогена до глюкозы – гликогенолиза (процесс происходит в печени и мышцах и служит источником поддержания постоянного содержания кровяного сахара). В первом случае (гликолиз) восстановление пировиноградной кислоты идет в присутствии энзима и кофермента НАДН 2 .

Полученная при расщеплении глюкозы, гликогена и отдельных аминокислот молочная кислота, преимущественно концентрируется в тканях скелетных мышц и выходит из них при некоторых патологических состояниях либо вследствие интенсивной физической нагрузки (например, у спортсменов), трансформируясь в пируват в печеночной паренхиме либо метаболизируясь в мозговой ткани и сердечной мышце. Таким образом, молочная кислота в крови представляет собой продукт утилизации глюкозы.

Молочная кислота – диагностический тест

Молочная кислота в крови или лактат крови нередко применяется в лабораторном деле в качестве диагностического биохимического теста, показывающего, достаточно ли мышечные и прочие ткани человеческого организма насыщены кислородом , то есть, степень их кислородного голодания (если таковое заподозрено). В целом, в норме содержание этого продукта метаболизма в крови, можно сказать, очень мало. Норма его концентрации составляет:

  • В крови, взятой из вены (что, конечно бывает чаще) – от 0,6 до 2,4 ммоль/л;
  • В артериальной крови – от 0,5 до 1,6 ммоль/л.

Впрочем, в других источниках читатель, наверняка, встретит несколько иные значения нормы (скорее всего, от 0,5 до 2,2 ммоль/л), что также будет верно, поскольку каждая лаборатория ориентируется на свои референтные значения, а эти являются наиболее распространенными.

В кровеносное русло молочная кислота приходит, высвобождаясь в наибольших концентрациях из клеток мышечной ткани, в меньших количествах лактат поступает из красных клеток крови (эритроцитов) и клеток мозга. Недостаток кислорода (О 2) в тканях приводит к увеличению концентрации молочной кислоты в крови. Между тем, поначалу внутренние органы все же как-то справляются с нештатной ситуацией и организм особо «не замечает» происходящих изменений.

Таким образом, если повышение уровня молочной кислоты в крови окажется чрезмерным для организма, нарушится кислотно-щелочное равновесие, повысится кислотность крови, то есть, будет иметь место такое патологическое состояние, как метаболический ацидоз или лактатацидоз .

Лактатацидоз – молочная кислота в крови повышена

Излишнее накопление молочной кислоты в крови (лактатацидоз) возникает по причине неадекватной деятельности специальных клеточных органоидов (митохондрий), служащих энергетической базой клеток, неправильного поступления кислорода в ткани и развития гипоксии в результате этого – что характерно для различного рода расстройств энергетического метаболизма. Лактатацидоз, исходя из причины его формирования, бывает 2 разновидностей (2 типов):

  • Тип А – происходит в случаях нарушений поступления и утилизации О 2 , что свойственно для расстройств дыхательной деятельности, шоковых состояний, тяжелых , дефектов ферментов митохондрий или воздействий на клеточные органоиды токсических веществ (окись углерода, цианиды);
  • Тип Б – данная форма возникает по причине нарушений, связанных с образованием молочной кислоты или неадекватной ее утилизации ( , судорожный синдром и эпилептиформные припадки, гликогенозы, интоксикация производными салициловой кислоты и спиртосодержащими продуктами, печеночная недостаточность).

Безусловно, интенсивная физическая нагрузка и кислородное голодание клеток тканей на этой почве вызовет значительное повышение содержания лактата в крови. В иных случаях уровень может быть просто пугающим, когда он повышен в 7-10 раз. Подобная картина нередко наблюдается у спортсменов, мышцы которых несут огромное напряжение. Но здесь увеличение концентрации лактата крови происходит отнюдь не потому, что мышцы недополучают кислород. Как правило, организм людей, профессионально занимающихся спортом, хорошо тренирован. Просто во время силовых упражнений молочная кислота начинает активно выходить из мышечных тканей в кровь – этим и объясняется подобное повышение. Между тем, организм людей, посвятивших свою жизнь большому спорту, тренируясь для грядущих побед, быстро адаптируется и такой показатель как лактат крови перестает быть для них проблемой.

Когда назначают анализ крови на лактат?

Учитывая широкий круг причин, которые повышают значения описываемого показателя (см. ниже), проявить интерес к биохимическому анализу крови, определяющему уровень молочной кислоты, могут различные специалисты: терапевт, эндокринолог, нефролог, онколог и другие.

Показания к назначению данного теста также многообразны, это:

  1. Любое нарушение кислотно-щелочного равновесия (снижение рН крови);
  2. Изменение активности ферментов в результате генетических или других патологических состояний (энзимопатии);
  3. Заболевания мышечного аппарата;
  4. Инсулиннезависимый сахарный диабет (ИНСД) и инсулинозависимый сахарный диабет (ИЗСД);
  5. Сердечная и легочная недостаточность;
  6. Хронический алкоголизм;
  7. Массивные кровотечения;
  8. Шоковые состояния;
  9. Болезни печени и почек;
  10. Тяжелая анемия;
  11. Гематологическая и другая патология;

Кроме этого, в контроле содержания лактата крови нуждается терапия отдельными фармацевтическими препаратами, например, метформином (бигуаниды), метилпреднизолоном (синтетический глюкокортикоид), изониазидом (противотуберкулезное средство).

Подготовка к данному биохимическому анализу крови не отличается от других тестов какими-то своими особенностями. В лабораторию пациент приходит после 12-часового (вечернего и ночного) голодания, хотя негазированную воду в течение этого времени он пить может. Правда, утром, непосредственно перед тем, как будут отобраны образцы для исследования, человек, желающий получить адекватные результаты теста, должен обеспечить максимальный покой своей мышечной системе, то есть, исключить физические нагрузки.

Обычно для подобного анализа берут венозную кровь (из локтевого сгиба), артериальная кровь используется, если врача интересует обмен лактата в печени и выведение ее посредством выделительной системы (почки).

Исследование плазмы предусматривает не только расчет концентрации молочной кислоты в крови, но и определение соотношения лактат/пируват, которое в норме составляет 10:1. Между тем, повышение уровня лактата, безусловно, повлечет снижение концентрации пировиноградной кислоты (пируват), что будет указывать на опасное уменьшение рН крови (ниже 7,35), то есть, данная пропорция отрицательно коррелирует с водородным показателем крови (рН). Увеличение уровня лактата крови в 3-4 раза грозит весьма и весьма неблагоприятным прогнозом, ведь рН тогда, наверняка, упадет ниже критической отметки.

Причины изменения значений лактата крови

пример графика физиологического изменения уровня лактата крови при физической нагрузке

Состояние, когда лактат крови несколько повышен, может носить временный характер и пройти никем незамеченным, если пациент на тот момент не обратится в лабораторию. Например, подобное наблюдается после приема больших доз алкоголя, ацетилсалициловой кислоты (аспирина), заменителей сахара (фруктозы). Разумеется, если это единичные эпизоды, не требующие серьезного лечения, организм сам все поставит на свои места и значения молочной кислоты в крови войдут в границы нормы.

Безусловно, будет повышен уровень молочной кислоты при интенсивной физической нагрузке, например, при занятиях отдельными видами спорта концентрация лактата может достигать 23 ммоль/л. Немного могут увеличиться значения данного показателя в третьем триместре беременности.

Между тем, причины повышения содержания лактата крови исходят из многих, порой, серьезных заболеваний, это:

  • Сахарный диабет II типа (в первую очередь – во время терапии гипогликемическими лекарственными средствами из группы бигуанидов: метформин, авандамет, глюкофаж, сиофор и др.);
  • Обусловленные тяжелой патологией (сердечно-сосудистая недостаточность, шок, выраженная анемия) нарушения кровообращения;
  • Инфаркт миокарда;
  • Тромбоэмболия легочной артерии (ТЭЛА);
  • Остановка сердечной деятельности;
  • Сепсис;
  • Гематологическая патология (лейкозы, лимфомы);
  • Почечная недостаточность;
  • Синдром Рейе (синдром Рея, «белая печеночная болезнь») – весьма опасное, острое заболевание, основными симптомами которого является жировая инфильтрация печени и энцефалопатия. Именно эта болезнь стала причиной прекращения использования аспирина у детей до 12 лет при лихорадке;
  • Гипервентиляция (у больных с поражением ЦНС, находящихся на аппарате искусственной вентиляции легких);
  • Тетания (непроизвольные мышечные судороги, обычно вызывающие сильную боль);
  • Столбняк;
  • Различные судорожные состояния (эпилепсия, эпилептиформные синдромы);
  • Дефекты ферментов и как следствие – нарушение обменных процессов;
  • Гепатиты вирусного происхождения и поражения печени, вызванные другими причинами;
  • Цирроз печени (терминальная стадия);
  • Опухолевые процессы (злокачественные);
  • Гипоксия, обусловленная легочной и сердечной недостаточностью;
  • Анемии;
  • Гипотония (снижение кровяного давления);
  • Массивные кровотечения и геморрагический шок;
  • Дефицит ферментов (болезнь Гирке – недостаточность глюкозо-6-фосфатазы, дефицит фруктозо-1,6-бифосфатазы);
  • Тканевая гипоксия, обусловленная недостаточностью сердечной деятельности, чрезмерным снижением артериального давления, недостаточным снабжением клеток тканей О 2 при шоковых состояниях различного происхождения, различными обменными нарушениями (избыточное образование лактата при анаэробном гликолизе, снижение потребления молочной кислоты, молочнокислый ацидоз, диабетический кетоацидоз, недостаток витамина В 1);
  • Полиомиелит;
  • Острые отравления алкоголем, метиловым спиртом, салицилатами;
  • Передозировка бигуанидов, ацетаминофена;
  • Введение адреналина, инсулина, глюкагона, инфузии гидрокарбонатных растворов.

В редких случаях можно наблюдать и обратную картину – в анализе крови регистрируются значения, не достигающие нижней границы нормы. Это бывает при гиподинамии, резком снижении веса вследствие голодания, а также при анемичных состояниях различного происхождения.

При рассмотрении подобных тем, требующих глубокого знания химии, биологии и физиологии, постоянно путают причинно-следственные связи. Но так же надо признать, что на сегодняшний день наши многие представления о работе организма — это, в основном, догадки. Они основаны на полученных данных, которые иногда могут кардинально меняться с течением времени.

Аэробный режим

Наш организм является аэробным . То есть, он не может существовать без воздуха. Для химико-биологических реакций, происходящих на молекулярном уровне, нужен кислород . Поэтому, если можно так выразиться, мы постоянно существуем в аэробном режиме ,или, иными словами, в полной зависимости от кислорода.

Анаэробный режим

Но в последствии биохимики выяснили, что клетки могут продолжать работать и без достаточного количества кислорода (а то и вовсе без него) и по-прежнему расщеплять глюкозу (наш основной универсальный источник топлива). То есть, делать все то же самое, но уже в анаэробном режиме .

АТФ

И в том и в другом случае наши клетки производят из глюкозы молекулы АТФ (аденозинтрифосфат), которые и обеспечивают энергией все химические процессы.

Гликолиз

Процесс усвоения глюкозы называется гликолиз . Другие химические соединения, образующиеся в результате гликолиза — это пируват (пировиноградная кислота) и молочная кислота .

Считается, что пируват — это результат аэробной деятельности, а молочная кислота — анаэробной. Это не совсем так, но сути это не меняет.

Пируват

Это важнейший промежуточный продукт энергетического обмена. Одна из основных ролей пирувата в организме – участие в цикле Кребса. Это цикл взаимодействий химических элементов и ферментов, в результате которых образуются топливные элементы АТФ или ее непосредственные предшественники.

Молочная кислота

В популярных фитнес-журналах принято считать, что в тренировке существует переломный момент, когда из-за нехватки кислорода при превышении нагрузки в мышцах образуется молочная кислота. Это является причиной всех проблем — от быстрого утомления до боли, которая «вымывается» из организма через пару дней. Такое описание процессов крайне некорректно и вводит в заблуждение.

Лактат

Дело в том, что молочная кислота вырабатывается всегда (и не только молочная). И в состоянии покоя тоже. Но сама по себе она ни на что не влияет, поскольку моментально распадается на составляющие. Можно даже сказать, что она уже предстает перед нами в виде исходных элементов, покидая клетку.

Одной из составляющих этого распада (диссоциации) является лактат — соль молочной кислоты. Поэтому более уместно говорить об уровне лактата , а не молочной кислоты. Соответственно, вопрос «как вывести молочную кислоту из мышц» абсурден, поскольку ее там просто нет.

Еще более неправильно ставить знак равенства между молочной кислотой и лактатом, подразумевая, что это одно и то же. Действительно, иногда в биохимии эти два понятия приравнивают, но в совершенно других обстоятельствах, например, когда можно не учитывать общую кислотность. В нашем случае подобное сравнение привело к многолетнему искажению данных при изучении химических процессов.

Лактат, тем временем, тоже никакого зловредного воздействия на мышцы не оказывает, болей не вызывает и к утомлению не причастен. Более того, он сам по себе является не побочным продуктом, а экстремально быстрым топливом при пиковой нагрузке. Абсолютное его большинство ликвидируется печенью (и напрямую клетками) именно этим образом. Причем к нормальному уровню (в состояния покоя) он возвращается в течении часа.

Следует отметить, что многие химико-энергетические процессы в организме являются обратимыми. Это относится и к лактату, который запросто синтезируется из пирувата (и еще одного фермента NADN). Подобные превращения элементов позволяют оптимизировать циркуляцию и хранение веществ по организму и срочно транспортировать их в недоступные места в случае необходимости. Например, сквозь клеточные мембраны.

Кислотность внутриклеточной среды

Как мы выяснили ранее, про молочную кислоту, как таковую, можно забыть (но не про лактат). Однако не получится забыть про второй компонент, образовавшийся при ее распаде — свободные протоныили, если быть точным, катионы водорода H+ . Они способны менять рН (кислотность) внутриклеточной среды, в том числе сильно ее повысить с ростом концентрации, вплоть до кислоты.

Образование катионов водорода — это неизбежное условие усвоения глюкозы. Особенно, в анаэробном режиме. Есть веский повод обвинить лактат в росте кислотности . Однако при детальном рассмотрении оказывается, что некоторые реакции, из которых состоит гликолиз, ведут не к росту, а к снижению кислотности среды. Например, при синтезе лактата из пирувата, при котором забирается протон, лактат выводится из клетки белком, который так же использует для этого еще один протон.

Сейчас известно, что основной источник протонов в активно работающей мышечной клетке — это распад АТФ. Поэтому метаболический ацидоз – закисление среды мышечных клеток во время интенсивной нагрузки связан именно с использованием энергии АТФ. И не связан с синтезом и накоплением лактата, что идет вразрез с устоявшимися неверными представлениями.

«Это производство (а также выброс лактата в кровь) требует потребления протонов, снижая их концентрацию в клетке. Поэтому образование и накопление лактата может служить хорошим индикатором закисления клеточной среды, но они не связаны как причина и следствие.» — журнал Physiology .

Уровень лактата

Рост уровня лактата не имеет прямой зависимости от дефицита кислорода, как считалось ранее, но может косвенно о нем свидетельствовать. Накопление его происходит из-за малой скорости переработки веществ и трансформации их в энергию в анаэробном режиме, которая, однако, подлежит тренировке.



Понравилась статья? Поделитесь ей
Распечатать статью
Наверх