Лактат крови (молочная кислота): роль, норма, причины повышения

Вред молочной кислоты

Практически любое вещество в избытке не может быть полезным для человеческого организма. Молочная кислота в патологически высокой концентрации в составе крови ведет к развитию лактацидоза. В результате этой болезни организм «закисляется», уровень рН резко снижается, что впоследствии ведет к дисфункции многих клеток тканей и органов.

Меж тем, следует знать, что на фоне усиленной физической работы или тренировок лактацидоз не возникает. Эта болезнь – побочное состояние при тяжелых заболеваниях, таких как лейкоз, диабет, острые потери крови, сепсис.

Говоря о вреде излишков молочной кислоты, нельзя не вспомнить о том, что повышение концентрации лактата вызывают и некоторые лекарственные препараты. В частности адреналин или натрия нитропруссид могут стать причиной возникновения молочного ацидоза.

Профилактика

Восстановить кислотно-щелочной баланс в организме можно несколькими способами. Медикаментозная терапия помогает это сделать в короткие сроки

Однако в долгосрочной перспективе важно постоянно придерживаться ряда правил:

Ежедневные занятия на свежем воздухе. Это поддерживает расщепление кислот в организме.
Употреблять адекватное количество воды, чтобы своевременно выводить продукты распада из организма. Здесь лучше всего подходят соответствующие минеральные воды.
Контролировать уровень стресса, принимать препараты для поддержания нервной системы по назначению врача.
Бросить курить и сократить потребление алкоголя.
Регулярные оздоровительные процедуры — массаж, баня, контрастный душ и другие — также активизирует выведение кислот. Оздоровительные процедуры также рекомендуется согласовывать с лечащим врачом.

Польза для организма

Многим интересно, какая же польза молочной кислоты для организма? Зачем она нужна?

В норме организм сам вырабатывает молочную кислоту. Происходит это при распаде глюкозы, но сказать, какое количество молочной кислоты является нормой, трудно: учёные пока не пришли к конкретному выводу, и точные данные не указываются.

Известно, что молочная кислота необходима для нормального обмена веществ, а недостаток физической активности ее выработку замедляет: человек может чувствовать слабость, мозг работает вяло, а пищеварение ухудшается. При нехватке молочной кислоты труднее становится работать сердцу и нервной системе, легче возникают воспаления и бактериальные инфекции: полезная микрофлора кишечника страдает, и иммунитет снижается.

Такие заболевания, как диабет и рак, тоже развиваются быстрее при недостатке молочной кислоты, но избыток ее тоже грозит серьёзными проблемами: например, появляются судороги или поражается печень. Обычно это случается, если человек уже имеет тяжёлые заболевания: количество молочной кислоты увеличивается в 2-3 раза, и в пожилом возрасте она тоже может накапливаться: например, в тканях мозга.

Здесь мы, однако, скажем о проблемах любителей спорта и физических нагрузок, связанных, казалось бы, с молочной кислотой.

Пересчитываем протоны

Первым и основным источником протонов в активно работающей мышечной клетке считается не синтез, а распад АТФ, энергия которого используется для сокращений и расслаблений: АТФ + вода -> АДФ + фосфат + протон. Сам по себе фосфат способен служить буферной системой, которая смягчает колебания кислотности среды (так он и работает в организме), но он активно вовлекается в новые реакции в клетке, и не слишком эффективно решает эту проблему.

Другой источник протонов – упомянутый выше кофермент NAD+, который в ходе реакций гликолиза теряет протон, превращаясь в NADH. К слову, значительная часть протонов (а также фосфата и пирувата), оказавшихся во внутриклеточной среде, транспортируется в митохондрии и используется для проходящих в ней процессов окислительного фосфорилирования. Таким образом, митохондрии также можно назвать фактором снижения кислотности. Но когда мышцы с огромной интенсивностью поглощают энергию, перерабатывая АТФ в АДФ, эта реакция оказывается сильнее всех, действующих против нее.

Рис. 3. Баланс между образованием и использованием протонов в работающей мышечной клетке. Появление протонов связано с гидролизом АТФ и реакциями гликолиза. Расходуются они в реакциях креатинфосфата и лактата. Кроме того, протоны связываются с неорганическим фосфатом и буферными соединениями цитоплазмы.

Литература

Волков Н.И. Биохимия мышечной деятельности / Н.и.Волков, Э.Н. Несен, А.А. Осипенко, С.Н.Корзун. — Киев: Олимпийская литература, 2000.- 503 с.
Калинский, М.И. Биохимия мышечной деятельности / М.И. Калинский, В.А. Рогозкин. – Киев: Здоровья, 1989.– 144 с.
Михайлов С.С. Спортивная биохимия. – М.: Советский спорт, 2009.– 348 с.
Самсонова, А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека: Учеб. пособие. 5-е изд. /А.В. Самсонова. – СПб: Кинетика, 2018.– 159 с.
Самсонова, А. В. Гормоны и гипертрофия скелетных мышц человека: Учеб. пособие. – СПб: Кинетика, 2019.– 204 c.: ил.
Степанова, М. Анаэробика /М. Степанова, В. Степанов // Легкая атлетика, 2011 № 7-8. С. 24-27.

Что нужно знать для начала

Кислотами называются соединения, легко отдающие катион водорода H+ (протон). Поэтому кислотность среды определяют через водородный показатель (рН), который соответствует содержанию протонов в растворе. рН – обратный степенной показатель, поэтому чем он ниже, тем выше кислотность. Нейтральной считается среда с рН 7, а рН близкий к единице соответствует сильной кислоте.
Ключевым носителем энергии – «топливом» – почти всех процессов в живой клетке являются молекулы аденозитрифосфата (АТФ). Отдавая один фосфат и превращаясь в АДФ, они выделяют энергию. И наоборот, присоединение фосфата к АДФ требует энергии и позволяет ее запасать.
Не слишком эффективный, но простой и быстрый путь получения АТФ – это гликолиз, который может проходить и без участия кислорода. В этом случае глюкоза превращается в пируват и образуются две молекулы АТФ.
Главным источником АТФ в клетках нашего организма являются реакции окислительного фосфорилирования («дыхания»). Они происходят на мембранах клеточных органелл, митохондрий. Здесь с помощью кислорода пируват окисляется до углекислого газа и воды, и его энергия используется для синтеза АТФ. В сумме это позволяет получить до 38 молекул АТФ на каждую молекулу глюкозы.
В качестве промежуточных и побочных продуктов всех этих реакций образуются «промежуточные кислоты»1 и свободные протоны, способные менять рН внутриклеточной среды. Выходя в межклеточное пространство и кровоток, некоторые из них могут влиять и на их кислотность.

Термин «промежуточные кислоты» вводит в заблуждение. Несмотря на то, что эти молекулы по структуре карбоновые кислоты, детальное рассмотрение биохимических процессов показывает, что эти молекулы образуют кислые соли, и ни одна из них не существует в виде кислоты и не служит источником протонов.

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 О₂ при шоковых состояниях различного происхождения, различными обменными нарушениями (избыточное образование лактата при анаэробном гликолизе, снижение потребления молочной кислоты, молочнокислый ацидоз, диабетический кетоацидоз, недостаток витамина В₁);
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.

Общая характеристика

Молочная кислота, или Lactic acid (формула – CH3CH(OH)COOH) принадлежит к АНА-веществам (альфа-гидрокислотам). Впервые молочная кислота была обнаружена шведским исследователем Карлом Шееле в 1780 году в мышцах животных, в некоторых микроорганизмах, а также в семенах отдельных растений. Несколькими годами позже другому шведскому ученому Йенсу Якобу Берцелиусу удалось выделить лактаты (соли молочной кислоты).

Лактат – это нетоксичное почти прозрачное (с желтым оттенком) вещество, не имеющее запаха. Растворяется в воде (при температуре примерно 20 градусов по Цельсию), а также в спирте и глицерине. Высокие гигроскопические свойства позволяют создавать насыщенные растворы молочной кислоты.

Диета при обострениях

Диета может длиться достаточно долго

Бывают случаи, когда у пациента слишком поздно диагностирована патология, которая в результате приводит к гастриту или язвенным заболеваниям, которые имеют свойство обостряться и приводить к еще большему ухудшению состояния пациента. В таких случаях рекомендуется опять-таки обратиться к лечащему врачу, а также следовать довольно строгой диете, которая будет щадить ЖКТ, уменьшит воспаление слизистой и поспособствует заживлению язвочек. И в то же время эта диета будет обеспечивать пациентов полноценным питанием при его полупостельном, спокойном режиме.

Данная диета, в отличии от обычного правильного питания при патологии, длиться не бесконечно, а всего лишь 10-16 дней, после чего пациент снова возвращается к привычному правильному питанию. За время этой диеты пациент должен питаться не реже 6 раз в день теплой пищей, приготовленной в виде пюре или жидких супов-бульонов. Соль лучше на время диеты вообще исключить или же потреблять в крайне небольших количествах. Обязательно перед сном нужно будет выпивать по стакану теплого молока. В эту диету в день рекомендуется есть 90 грамм сухарей из белого хлеба, размягченных перед едой в бульоне или супе.

Обязательно нужно есть супы из различных круп с яично-молочной смесью, рекомендуется есть и молочные сладенькие супы, но все крупы там должны быть перетерты, чтобы организм легко мог их перетравить. Молочные продукты можно любые, кроме сыра, кефира и сметаны. Яиц допускается съедать 3 штуки в день, но они обязательно должны быть сварены всмятку. Обязательно нужно есть овощи и каши, но только отварные, а затем перетертые, чтобы были, как мягкое пюре. При такой диете можно есть сахар, мед, сладкие фруктовые соки, разведенные водой 1:1, чай со сливками или молоком, желе и кисель из фруктов.

Из мяса и птицы больше всего подойдут индейка, курятина, свинина, говядина, кролик, но готовить их нужно без кожи, сухожилий и жира. Да и есть их можно лишь в виде паровых суфле, кнелей или котлет, которые для лучшего усвоения нужно положить в суп. Таким же образом готовиться и нежирная рыба без кожицы. Идеальное меню для диеты:

На завтрак съесть 2 сваренных всмятку яйца, сладкую манную кашу и сладкий некрепкий чай.
На второй завтрак выпить стакан молока.
На обед съесть молочный суп с перетертым рисом, суфле из курицы, приготовленное на пару, картофельное пюре и яблочное желе.
На полдник выпить персиковый сок, разведенный водой, и закусить его пшеничными сухариками.
На ужин покушать нежное творожное суфле, которое можно запить фруктовым киселем.
На ночь выпить стакан теплого молока.

При обострении гастрита, язвы или другого заболевания, нужно тут же перейти на 16-дневную строгую диету. Как видите, в повышенной кислотности желудка нет ничего страшного, и своевременное обнаружение данного заболевания говорит лишь о том, что пациенту нужно пересмотреть свое меню и начать следить за питанием. И если пациент будет следовать предписанным рекомендациям врача и не отклоняться от диеты, то эта досадная мелочь не причинит ему никаких проблем.

Молочная кислота — важный источник энергии

Молочная кислота зачастую используется организмом как важный источник энергии, а также в качестве сырья для синтеза глюкозы и гликогена. Многие ткани нашего организма, и в первую очередь скелетные мышцы, постоянно синтезируют и используют молочную кислоту. Во время интенсивных тренировок с большими нагрузками молочная кислота, накопившаяся в быстро сокращающихся мышечных волокнах, переходит в «медленные» волокна, сердце и дыхательные мышцы, где используется как энергетическое топливо.

Топливом служит около 75% молочной кислоты, образовавшейся во время тренировки. Остальные 25% направляются через кровь в печень и почки, где преобразуются в глюкозу

Таким образом, излишков молочной кислоты не образуется, зато в крови постоянно поддерживается достаточный уровень глюкозы, что представляет особую важность для успешного проведения длительных и интенсивных тренировок

Но и это ещё не все. Во время проработки, к примеру, мышц рук неработающие мышцы выделяют молочную кислоту из накопившихся в них запасов гликогена. Эта молочная кислота с кровотоком поступает в печень, где из нее образуется глюкоза, которая с кровью направляется к активно работающим мышцам и используется в качестве сырья для восстановления в них гликогена. Иначе говоря, благодаря молочной кислоте неработающие мышцы помогают восстановлению тех мышц, которые в данный момент испытывают нагрузку.

Виды кисломолочной продукции

Существует несколько подходов к систематизации кисломолочных продуктов. Самой распространённой является классификация по типу брожения:

Продукты молочнокислого брожения. Бактерии расщепляют молочный сахар с образованием молочной кислоты, казеин выпадает в виде хлопьев. Усвоение подобных веществ, при сравнении с молоком, значительно выше. К данной группе относят: творог, сметану, йогурт, ряженку, простоквашу, катык, айран, снежок.
Продукты смешанного брожения. Наряду с молочной кислотой образуется углекислый газ, спирт и ряд летучих кислот, которые также обеспечивают хорошее усвоение всех питательных веществ. Продуктами данной категории являются: кефир, кумыс, шубат.

Таким образом, ассортимент кисломолочных продуктов достаточно широк. В зависимости от типа брожения они получают различные потребительские свойства.

Основные свойства молочной кислоты

Химические и физические свойства молочной кислоты

Химическая формула	CH3CH(OH)COOH
Рациональная формула	C3H6O3
Молярная масса	90,08 г/моль
Плотность	1,225 г/см³

Молочная кислота является карбоновой кислотой, обладает свойствами хиральных кислот, позволяющей молекуле молочной кислоты не совмещаться в пространстве с собственным зеркальным отражением. Химические соединения этой кислоты, представляющие зеркальные отражения друг друга существуют в плюсе и минусе. Трудности с определением температуры плавления молочной кислоты обусловлены высокой способностью поглощать водяные пары из воздуха, в связи с чем температуру плавления принято указывать в диапазоне 18 до 33°С.

Молочная кислота растворима в воде, спирте, эфире, органических растворителях. Не растворима в бензоле, хлороформе. При окислении превращается в другие виды кислот: муравьиную, уксусную, щавелевую, пировиноградную.

Получение молочной кислоты

Существует два основных способа получения молочной кислоты.

Ферментативный способ заключается в обработке углеродного сырья (глюкозы, кукурузного сиропа, мелассы, сока сахарной свёклы, крахмала) с необходимыми микроорганизмами и питательными веществами (пептидами и аминокислотами, фосфатами, солями аммония и витаминами), а также гидроксидом кальция, карбонатом кальция, аммиаком, гидроксидом натрия, — для поддержания необходимого pH.

Данный вид получения молочной кислоты гарантирует получение более чистого продукта. Именно таким способом получают молочную кислоту для фармацевтической отрасли. В процессе очистки такой молочной кислоты побочными продуктами становятся уксусная и муравьиная кислота.

Молочную кислоту как рецемат производят синтетическим способом. Так кислоту получают при помощи органических соединений класса альдегидов с синильной кислотой, а также через гидролиз с получением лактонитрила.

Применение и дозировка

Один из вариантов использования — в качестве пищевой добавки, путём размешивания с водой.

Вариантов использования кислоты довольно много:

в качестве пищевой добавки (с едой и питьём);
для обработки хозяйственного инвентаря, прижигания ран и наростов;
профилактическое опрыскивание крольчатника.

Внутреннее применение

Если кролики будут употреблять вещество внутрь, то необходимо сделать его 2% (по 4 – 7,5 мл на особь) или 3% (дозировка 3-5 мл) раствор. Внутренний приём обычно предписывается с наличием:

энтерита;
гастрита;
трихомоноза;
вздутия кишечника или желудка;
метеоризма.

Можно давать крольчатам кислоту для профилактики всех этих состояний спустя 45 дней после рождения (когда они уже отсажены от матери). С этой целью достаточно развести пару столовых ложек вещества на 10 литров воды и налить этот раствор в поилки.

Если метеоризм слишком сильный, нужно сделать 5% раствор и давать его животному по 4 мл за один приём. Кислота, помимо прочего, способствует расслаблению желудочных и кишечных сфинктеров, снижает объём и скорость образования продуктов распада.

Распыление

Опрыскивая корм, потребуется по полмиллилитра раствора на килограмм пищи. Его концентрация может составлять на выбор 1 – 4 %. Аналогичный препарат разрешено использовать для обработки помещений.

Распыление препарата применяется для дезинфекции крольчатников и профилактики болезней.

Наружное применение

Для наружного использования полезны следующие свойства вещества:

прижигающие (20-40% раствор);
дезинфицирующие (15-30%);
кератолитические (10 %).

Всё это необходимо, чтобы избавляться от язвенных болезней и ороговевших образований.

Особенности питания при заболеваниях

При разных болезнях делают акцент на определённых продуктах.

Воздействие щелочной пищи при онкологии

Щелочная пища стабилизирует pH, уничтожает злокачественные клетки, активизирует лимфоциты. Оздоровление тканей начинается, когда водородный показатель поднимается до 7,3 и более.

В щелочной среде гибнут поражённые клетки, продукты распада нейтрализуются и выходят наружу. Разрушаются фиброзные оболочки – защитные слои, покрывающие злокачественные клетки.

Принципы ощелачивающей диетотерапии при раковых патологиях:

пьют свежеприготовленные овощные и травяные соки;
питаются продуктами, обогащенными клетчаткой (едят овощи и фрукты, не подвергая их тепловой обработке);
отказываются от черного перца, острых специй, соевого соуса, маслин, огуречного рассола;
в меню вводят петрушку, сельдерей, стручковую фасоль, брокколи, цветную капусту, спирулину, огурцы, проростки ячменя, чеснок, свёклу, морковь и кабачки.

Щелочная диета при псориазе

Бороться с псориазом поможет правильно организованное диетическое питание, нормализующее обмен веществ:

Основу меню составляют белковая пища (постные мясные блюда, орешки), растительная ощелачивающая еда (овощи, фрукты, ягоды, не прошедшие тепловую обработку), злаковые культуры и сухофрукты. Берут по 1/3 продуктов из каждой группы.
Не питаются едой, способной спровоцировать аллергию: цитрусовыми, мёдом, томатами, шоколадом, клубникой и красным перцем.
Употребляют растительные масла, пищу с высоким содержанием клетчатки и витаминов группы B, A, E, D.
Едят салаты из овощей, гречу, овсянку, говяжью печень. Эти продукты улучшают состояние кожи.
Периодически голодают. В течение 48 часов пьют воду. После голодания питаются овощными салатами.

Щелочная диетотерапия при псориазе за 14 дней восстанавливает работу пищеварительного тракта, укрепляет иммунитет, очищает и оздоровляет эпителиальные ткани.

Ощелачивание организма при подагре

Питание при подагре организуют следующим образом:

Из меню убирают пищу, увеличивающую содержание мочевой кислоты в клетках. Воздерживаются от потребления сдобы, консервов, копченостей, фасоли, спредов, грибов. Отказываются от алкогольной продукции, кофе, напитков, полученных из винограда. Они насыщены пуринами – веществами, участвующими в синтезе мочевой кислоты.
Ограничивают использование свёклы, цветной капусты, спаржи, лука, ревеня, шпината, сельдерея, слив, томатов, мёда.
Едят пищу, в которой содержится щелочь: злаковые каши, цитрусовые, сухофрукты, овощные салаты.
Для питья используют фито-чаи, воду, сок из огурцов.

При подагре регулярно употребляют рыбий жир.

Причем тут лактат

Молочная кислота была открыта еще в конце XVIII в. Как легко догадаться, ее выделили из молока, хотя вскоре нашли в самых разных тканях живых организмов. В начале ХХ в

на нее обратили внимание физиологи Отто Мейергоф и Арчибальд Хилл, которые в 1922 получили Нобелевскую премию за изучение базовых механизмов мышечной деятельности.

Хилл заметил, что мышцы способны сокращаться и в отсутствие кислорода, а Мейергоф описал механизмы, которые обеспечивают эту работу. Он установил все ключевые реакции гликолиза и продемонстрировал, что молочная кислота является одним из его побочных продуктов – в условиях недостатка кислорода она образуется из пирувата.

Логика ученых казалась железной: «перенапрягаясь», мышечные клетки расходуют энергию АТФ быстрее, чем кислородное дыхание митохондрий восполняет ее запасы. В этих условиях они обращаются к менее эффективным, но быстрым путям синтеза АТФ, в частности, к гликолизу, который ведет к накоплению молочной кислоты и снижению рН.

Однако дальнейшие исследования показали, что не все в этих рассуждениях так гладко. Главное, что нужно знать – в организме образуется лактат, а не молочная кислота. Кажущаяся небольшая разница (ведь в растворе лактат и протоны) привела к десятилетиям неправильного объяснения сути процессов и значения лактата. Чтобы понять, в чем тут ошибка, нам придется получше разобраться в энергетическом метаболизме мышечной клетки и появлении лактата.

Рис. 1. Между рН среды в мышечной клетке, с одной стороны, и количеством пирувата и лактата, с другой, обнаруживается яркая линейная корреляция. Однако она еще не говорит о причинно-следственной связи.