Lactaat of melkzuur bij spier problemen

Het ontstaan van melkzuur

Lactaat is te beschouwen als onvolledig afgebroken glycogeen. Het is een metabool afbreekbaar, organisch zuur. Melkzuur komt voort uit de anaërobe glycolyse. Melkzuur
wordt via de bloedbaan getransporteerd naar weefsels elders in het lichaam waar het verder wordt verwerkt. Wanneer deze weefsels de afbraak niet aankunnen wordt het
melkzuur via de nier met de urine afgegeven. Melkzuur producerende weefsels zijn de huid, hersenen, erytrocyten en de skeletspieren. Skeletspieren nemen een dubbele
positie in. Enerzijds zijn skeletspieren melkzuur producenten. Dit geldt met name voor de witte, snelle spiervezels en bij zuurstof tekort ook voor de rode, langzame
spiervezels. En anderzijds ook als melkzuur consumenten. Dit geldt met name voor de rode, langzame vezels. Dit wordt het lactaat shuttle genoemd.

Stijging lactaatconcentratie in het bloed tijdens lichamelijke inspanning

• Wanneer de koolhydraat verbranding toeneemt stijgt de productie pyrodruivenzuur

• Pyrodruivenzuur wordt omgezet in melkzuur bij afwezigheid van zuurstof, melkzuur komt daarom in evenwicht met pyrodruivenzuur.

• Naarmate de inspanning stijgt worden relatief meer snelle melkzuurproducerende spiervezels ingeschakeld.

• Naarmate de inspanning stijgt schiet in sommige langzame spiervezels de aërobe stofwisseling te kort. Deze vezels spreken dan de aërobe glycolyse aan om energie vrij te maken en gaan melkzuur produceren.

Lactaat en spiercontractie

Er kunnen twee redenen worden genoemd waarom melkzuur remmend kan werken of fysiologische processen die betrokken zijn bij de spiercontractie :

1. De excitatie-contractie koppeling wordt verhinderd. Door de verlaging van de intracellulaire PH-waarde neemt de hoeveelheid calciumionen uit het sacroplasmatisch reticulum af. De binding van deze ionen aan troponine vindt minder makkelijk plaats.

2. De stijging van de H+ ionen heeft een remmende werking op de activiteit van de fructokinase. Dit is een enzym dat een grote rol speelt bij de anaërobe glycolyse. Als gevolg daarvan wordt de glycolyse vertraagd waardoor minder ATP geproduceerd wordt.

3. Een mogelijke indirecte verklaring is dat er door melkzuur een te zuur milieu wordt veroorzaakt waardoor de informatie naar de gevoels zenuwen verstoord wordt. De hersenen zouden dan mogelijk een remmende werking hebben op de motorische zenuwvezels. Zo zou de verdere spierarbeid afnemen.

Lactaat en zuurgraad

De rol van lactaat als zuur is ook een controversieel onderwerp. Een acidose (zuurte graad daling) zou de ATP regeneratie remmen. het dalen van de PH heeft als ander gevolg dat er een vasodilatatie ontstaat in het vaatbed van de contraherende spier. Door een te zuur milieu verschuift de oxihemoglobine dissociatie curve naar rechts, waardoor er meer zuurstof beschikbaar is voor de weefsels bij een bepaalde zuurstofspanning. Deze twee situaties zorgen voor een grotere hoeveelheid zuurstof voor de weefsels. Het lichaam zorgt ervoor dat het milieu interieur niet te zuur of te base wordt. Het lichaam heeft hiervoor enkele mechanismen om het milieu interieur constant te houden. Dit zijn buffers, uitschoot CO₂ via de ademhaling en regulatie via de nier. Lactaat en de tijd die nodig is om te herstellen.Na een geleverde inspanning vult het lichaam zich aan met energierijke fosfaten en spierglycogeen. Na een zware belasting heeft men een zuurstofoverschot. Dit zuurstofoverschot bestaat uit een niet melkzuur houdend overschot en een melkzuurhoudend overschot. Het niet melkzuur houdend overschot is onafhankelijk van de afbraak van melkzuur. Het andere deel niet. In dit deel wordt de belasting extra zuurstof verbruikt. Dit om melkzuur te verbranden en de creatininefosfaat en ATP voorraad aan te vullen. Het duurt tussen de dertig en de zestig minuten om de PH waarden en lactaatwaarden te normaliseren. De halfwaarde van lactaat is 21.5 minuten + -2.8 minuten. 

Verwijdering van melkzuur uit het bloed en spier/lactaatafbraak

Het melkzuur kan langs vier verschillende wegen worden verwijderd:

1. Uitscheiding in urine en zweet. Melkzuur wordt uitgescheiden via de urine en zweet. De hoeveelheid melkzuur die op deze wijze tijdens het herstel van belasting uit het lichaam wordt verwijdert is echter verwaarloosbaar klein

2. Omzetting in glucose en/of glycogeen. Omdat melkzuur een afbraakproduct is van koolhydraten kan het met behulp van ATP ook weer teruggevormd worden tot deze verbindingen. In de lever tot zowel glucose als glycogeen, en in het spierweefsel alleen tot glycogeen. De resynthese van glycogeen in spier en in lever is veel trager dan het proces van melkzuurverwijdering. De omzetting van melkzuur in glucose en glycogeen draagt daarom slecht in geringe mate bij tot de totale hoeveelheid melkzuur die wordt verwijderd.

3. Omzetting in eiwit. Koolhydraten, inclusief melkzuur kunnen in het lichaam langs chemische weg worden omgezet in eiwit. Maar ook nu blijkt weer dat tijdens het herstel direct na de belasting slechts een klein deel van het melkzuur wordt omgezet in eiwit.

4. Oxydatie/omzetting in CO₂ en H₂O. Melkzuur kan dienen als metabole brandstof voor het melkzuursysteem, vooral in de skeletspier, maar ook het hart, de hersenen, de lever en de nieren zijn in staat om melkzuur te verbranden.

In aanwezigheid van zuurstof wordt melkzuur eerst omgezet in pyrodruivenzuur en vervolgens, via de respectievelijke Krebs-cyclus en elektronentransport, in CO₂ en H₂O. Gekoppeld aan dit proces treedt er natuurlijk ook resynthese van ATP op :

C₃H₆O₃ geeft C₃H₄O₃ +3O₂ geeft 3CO₂ + energie + 16 ADP + 16 P geeft 16 ATP

Het gebruik van melkzuur als metabole brandstof voor het aërobe systeem draagt in belangrijke mate bij tot het verwijderen van melkzuur tijdens het herstel van het lichaam na belasting.