În tradiția maratonilor și a sportivilor extremi, acidul lactic este otravă, un produs rezidual care se acumulează în mușchi și duce la oboseală musculară, performanță redusă și durere.

sportivului

Cu toate acestea, aproximativ 30 de ani de cercetări la Universitatea din California, Berkeley, spun o altă poveste: acidul lactic poate fi prietenul tău.

Antrenorii și sportivii nu-și dau seama, spune fiziologul de exerciții George Brooks, profesor de biologie integrativă al UC Berkeley, dar antrenamentul de anduranță îl învață pe corp să folosească eficient acidul lactic ca sursă de combustibil, la fel ca carbohidrații depozitați în țesutul muscular și zahărul din sânge. Utilizarea eficientă a acidului lactic sau a lactatului, nu numai că previne acumularea lactatului, ci obține mai multă energie din combustibilul organismului.

Într-o lucrare în presă pentru American Journal of Physiology - Endocrinology and Metabolism, publicată online în ianuarie, Brooks și colegii Takeshi Hashimoto și Rajaa Hussien din Laboratorul de Fiziologie a Exercițiilor din UC Berkeley adaugă una dintre ultimele piese ale puzzle-ului la povestea cu lactat și, de asemenea, leagă pentru prima dată două cicluri metabolice - metabolismul aerob pe bază de oxigen și metabolismul anaerob fără oxigen - se credeau anterior distincte.

„Aceasta este o schimbare fundamentală în modul în care oamenii gândesc despre metabolism”, a spus Brooks. "Acest lucru ne arată cum lactatul este legătura dintre metabolismul oxidativ și glicolitic sau anaerob".

El și colegii săi UC Berkeley au descoperit că celulele musculare folosesc carbohidrați anaerob pentru energie, producând lactat ca produs secundar, dar apoi ard lactatul cu oxigen pentru a crea mult mai multă energie. Primul proces, numit calea glicolitică, domină în timpul efortului normal, iar lactatul se scurge din celulele musculare în sânge pentru a fi utilizat în altă parte. Cu toate acestea, în timpul exercițiilor intense, a doua rampă se ridică pentru a elimina oxidativ lactatul care se acumulează rapid și a crea mai multă energie.

Antrenamentul îi ajută pe oameni să scape de acidul lactic înainte ca acesta să se poată construi până la punctul în care provoacă oboseală musculară, iar la nivel celular, a spus Brooks, antrenamentul înseamnă creșterea mitocondriilor din celulele musculare. Mitocondriile - deseori numite centrala celulară - este locul în care lactatul este ars pentru energie.

"Cei mai buni sportivi din lume rămân competitivi prin antrenamentele la intervale", a spus Brooks, referindu-se la reprize scurte, dar intense, de exerciții. "Exercițiul intens generează cantități mari de lactat, iar corpul se adaptează construind mitocondriile pentru a elimina rapid acidul lactic. Dacă îl consumi, acesta nu se acumulează."

Pentru a se mișca, mușchii au nevoie de energie sub formă de ATP, adenozin trifosfat. Majoritatea oamenilor cred că glucoza, un zahăr, furnizează această energie, dar în timpul exercițiilor intense, este prea puțin și prea lent ca sursă de energie, forțând mușchii să se bazeze pe glicogen, un carbohidrat stocat în celulele musculare. Pentru ambii combustibili, reacțiile chimice de bază care produc ATP și generează lactat cuprind calea glicolitică, denumită adesea metabolism anaerob, deoarece nu este necesar oxigen. S-a considerat că această cale este separată de calea oxidativă pe bază de oxigen, uneori numită metabolism aerob, folosită pentru arderea lactatului și a altor combustibili din țesuturile corpului.

Experimentele cu broaște moarte din anii 1920 par să arate că acumularea de lactat determină în cele din urmă mușchii să nu mai funcționeze. Dar Brooks, în anii 1980 și 90, a arătat că la animalele vii, care respiră, lactatul se mută din celulele musculare în sânge și se deplasează către diferite organe, inclusiv ficatul, unde este ars cu oxigen pentru a produce ATP. Inima preferă chiar lactatul ca combustibil, a descoperit Brooks.

Cu toate acestea, Brooks a suspectat întotdeauna că celula musculară în sine ar putea reutiliza lactatul și, în experimentele din ultimii 10 ani, a găsit dovezi că lactatul a fost ars în interiorul mitocondriilor, o rețea interconectată de tuburi, ca un sistem de instalații sanitare, care ajunge în întreaga celulă. citoplasma.

În 1999, de exemplu, el a arătat că antrenamentul de rezistență reduce nivelul de lactat din sânge, chiar dacă celulele continuă să producă aceeași cantitate de lactat. Acest lucru a presupus că, cumva, celulele se adaptează în timpul antrenamentului pentru a scoate mai puține produse reziduale. El a postulat o „navetă lactată intracelulară” care transportă lactatul din citoplasmă, unde se produce lactat, prin membrana mitocondrială în interiorul mitocondriilor, unde este ars lactatul. În 2000, el a arătat că antrenamentul de rezistență a crescut numărul de molecule transportoare de lactat în mitocondrii, evident pentru a accelera absorbția lactatului din citoplasmă în mitocondriile pentru arsură.

Noua lucrare și a doua lucrare care vor apărea în curând oferă în cele din urmă dovezi directe pentru conexiunea ipotetică dintre moleculele transportoare - naveta de lactat - și enzimele care ard lactatul. De fapt, rețeaua celulară mitocondrială sau reticulul are un complex de proteine ​​care permit absorbția și oxidarea sau arderea acidului lactic.

„Acest experiment este elementul esențial, demonstrând că lactatul este legătura dintre metabolismul glicolitic, care descompune carbohidrații, și metabolismul oxidativ, care folosește oxigenul pentru a descompune diferiți combustibili”, a spus Brooks.

Cercetătorul post-doctoral Takeshi Hashimoto și asociatul de cercetare al personalului Rajaa Hussien au stabilit acest lucru prin etichetarea și arătarea colocalizării a trei piese critice ale căii lactatului: proteina transportoare a lactatului; enzima lactat dehidrogenază, care catalizează primul pas în conversia lactatului în energie; și citocrom oxidaza mitocondrială, complexul proteic în care este utilizat oxigenul. Privind la celulele musculare scheletice printr-un microscop confocal, cei doi oameni de știință au văzut aceste proteine ​​așezate împreună în interiorul mitocondriilor, atașate la membrana mitocondrială, demonstrând că „naveta de lactat intracelulară” este direct conectată la enzimele din mitocondriile care ard lactatul cu oxigen.

„Descoperirile noastre pot ajuta sportivii și antrenorii să proiecteze regimuri de antrenament și, de asemenea, să evite supraentrenarea, care poate distruge celulele musculare”, a spus Brooks. „Sportivii se pot antrena instinctiv într-un mod care creează mitocondriile, dar dacă nu știi niciodată mecanismul, nu știi niciodată dacă ceea ce faci este corect. Aceste descoperiri remodelează gândirea fundamentală privind organizarea, funcționarea și reglarea căilor majore ale metabolismului . "

Cercetarea lui Brooks este susținută de National Institutes of Health.