Pienskābe (C 3 H 6 O 3 ) ir viela, ko organismā rada normāla ķermeņa vielmaiņa. Šī sintēze kļūst īpaši intensīva skābekļa deficīta apstākļos, tas ir, ja šīs gāzes metaboliskais pieprasījums pārsniedz pieejamības pakāpi; tas ir saspringtas fiziskās slodzes, bet arī konkrētu patoloģisku stāvokļu, piemēram, elpceļu obstrukcijas, raksturojums.
Bioķīmiskās bāzes
Īsi atcerēsimies, ka pienskābe tiek ražota no piruvāta, kas ir glikolīzes galaprodukts (citoplazmas process, kas rada glikozes noārdīšanos divās piruvīnskābes vai piruvāta molekulās). Sešā no desmit glikolīzes posmiem 3-fosfoglicerīdais aldehīds oksidējas, pateicoties oksidētajam NAD (NAD +), kas darbojas kā H + hidrogenizācijas akceptors. Tad NAD tiek reducēts uz NADH (H +). Šajā brīdī, ja mēs vēlamies, lai enerģija turpinātu veidoties, izmantojot glikolīzi, mums ir jārūpējas, lai atjaunotu oksidēto NAD (NAD +), kas citādi būtu ātri izsmelts, līdz tas būs izsmelts. Kad skābekļa pieejamība ir pietiekama, samazināta NAD reoksidācija tiek uzticēta Krebsa ciklam (mitohondriju oksidatīvā fosforilācija) ar skābekļa patēriņu, ūdens veidošanos un ATP sintēzi. Kad skābeklis ir ierobežots, piruvāts, kas neietilpst krebs ciklā, tiek samazināts līdz pienskābei, lietojot fermentu laktāta dehidrogenāzi. No šīs reakcijas (skat. Attēlu) NAD +, kas nepieciešams 3-fosfoglicerīna aldehīda turpmākai reakcijai, tiek atjaunots; glikolīze var turpināt.
Kad pienskābe ir ražota fizioloģiskā pH līmenī, tai ir tendence gandrīz pilnībā atdalīties divos jonos: laktāta jonā un H + jonā (saskaņā ar attēlā parādīto reakciju).
Tā kā, kā norāda nosaukums, rodas skābe, pārmērīga laktāta un H + ražošana samazina pH līmeni šūnā, veicinot (kopā ar daudziem citiem faktoriem) noguruma rašanos.
Pirmais šūnu realizētais mehānisms, lai aizsargātu sevi no pārmērīgas pienskābes ražošanas, ir tā izplūde uz ekstracelulāro vidi un asinīm. Nav pārsteidzoši, ka normālos apstākļos laktāta koncentrācija asinīs ir vienāda ar 1-2 mmol / L, bet īpaši intensīvas fiziskās slodzes laikā tā palielinās līdz vairāk nekā 20 mmol / l.
Piena skābes iznīcināšana
Lai gan augstā koncentrācijā pienskābe ir īpaši toksisks produkts, kas kā tāds ir obligāti jāiznīcina, to nevar un nedrīkst uzskatīt par atkritumiem. Patiešām, ja pienskābe ir ražota, tā var:
- dažos audos tos jāapgūst un jāizmanto enerģētikas nolūkos, kā tas notiek, piemēram, sirdī (kas dod priekšroku drīzāk laktātam, nevis glikozei), bet arī to pašu muskuļu šūnu līmenī (baltās šķiedras to ražo labāk, un sarkanās šķiedras ir tās rīcībā) ;
- lieto jaunajai glikozes / glikogēna sintēzei (glikoneogenesis, kori cikls aknās).
Abos gadījumos laktāts vispirms jāpārvērš piruvātā, atkal ar laktāta dehidrogenāzes fermentu, samazinot NAD + uz NADH (H +). Šajā brīdī piruvātu var pilnībā oksidēt Krebsa ciklā vai izmantot glikoneogēnē.
Mēs jau esam redzējuši, kā pārmērīga pienskābes sintēze traucē šūnas metabolismu, kas nodrošina to atbrīvošanu no ārpuses caur īpašiem membrānu pārvadātājiem (MCT). Papildus dažādiem aizsardzības mehānismiem, ko mēs redzēsim tuvākajā laikā, pastāv a priori turpmāka kontrole, kas novērš laktāta pārmērīgu uzkrāšanos intracelulārajā vidē. PH kritums (skābā vidē), pateicoties H + hidrogenizāciju uzkrāšanai, kas izriet no pienskābes disociācijas, - faktiski inhibē fermentu fosfruttokināzi, kas iejaucas glikolīzes trešajā posmā, nosakot tā ātrumu. Līdz ar to pārmērīgs pH kritums izraisa glikolīzes palēnināšanos, samazinot pienskābes sintēzes ātrumu (negatīva atgriezeniskā saite).
Tomēr intracelulāro pH pārmērīgo samazinājumu cīnās arī ar bufera sistēmām, no kurām vissvarīgākais ir biarbonāts / ogļskābe, ko pastiprina elpošanas aktivitāte ar CO2 izvadīšanu:
Kā parādīts attēlā, intensīva elpceļu aktivitāte, kas notiek intensīvas izmantošanas laikā, samazina CO2 un ogļskābes koncentrāciju asinīs, bloķējot H + produkta izdalīšanos, atdalot pienskābi.
Iepriekš redzamais attēls parāda asins laktāta (lattatēmijas) laika gaitu reģenerācijas fāzē pēc intensīvas pienskābes piepūles. Kā skaidri parādīts grafikā, apmācīts subjekts spēj atbrīvoties no pienskābes īsākā laikā nekā mazkustīgs. Vēl viena svarīga lieta, kas jāievēro, ir tas, ka stundas laikā maksimālais lattēmijas līmenis atgriežas pie pamatnosacījumiem; tāpēc ir nepareizi piedēvēt pienskābes uzkrāšanos muskuļu sāpīgumam, kas pavada dienas pēc īpaši intensīvas apmācības.
Lai atvieglotu pienskābes iznīcināšanu pēc maksimāla piepūles, sportists rūpējas par to, lai sniegumu izpildītu lēnināšanās regenerācijas fāze, kas ilgst 15-20 minūtes.
