Introducció
Després de veure la fosforilació oxidativa, i a falta d’entrar encara en el metabolisme dels greixos i de les proteïnes, avui farem uns passos enrere i tornarem al subproducte de la glucòlisi anaeròbica, el lactat o àcid làctic, per a aprendre una mica més sobre el tot el procés i també com repercuteix en l’activitat física.
Lectures prèvies recomanades
- Apunts de bioquímica
- Apunts de fisiologia de l’exercici – Introducció al metabolisme energètic
- Apunts de fisiologia de l’exercici – Glicogenòlisi i Glicòlisi Anaeròbica
Metabolisme de l’àcid làctic
La via dels hidrats de carboni presenta evidents avantatges per a tots aquells esforços en els que es requereix energia de manera ràpida. No obstant, aquesta disposició d’energia en absència d’oxigen suposa l’aparició d’àcid làctic, un subproducte l’acumulació del qual pot comportar problemes fisiològics quan el seu excés no es pot manegar de manera adequada.
La presència significativa d’aquest element produeix un descens del pH orgànic. Aquesta circumstància altera la sensibilitat dels enzims que participen en la via glicolítica com la PFK i modifica les propietats contràctils del múscul. Les fibres musculars glicolítiques, fibres ràpides o fast twitch en anglès (FT) són les més sensibles a aquest canvi, doncs amb un pH de 6.5 redueixen la seva capacitat de tensió el 50%.
Tradicionalment s’havia pensat que l’àcid làctic era el principal inductor energètic i màxim responsable de la fatiga. També se li havia atribuït la causació d’estranyes cristal·litzacions que suposaven dany muscular a nivell local. Moltes d’aquestes suposicions han estat investigades, qüestionades i paulativament ajustades a la realitat.
Per exemple, en front a la idea de que el lactat depenia exclusivament del nivell d’oxigenació de l’individu, es va descobrir que també influïa la concentració d’enzims importants per a la via glicolítica. Per aquest motiu, en certs exercicis s’acumula abans que comenci a haver un aport insuficient d’oxigen, i per això també després d’un període d’entrenament una persona produeix menys àcid làctic sota una mateixa càrrega de treball, mantenint estables les condicions d’anàlisi. De fet, la seva presència és evident fins i tot en condicions aeròbiques.
Durant molt de temps també la presència d’àcid làctic es va contemplar com a un factor destructiu. No obstant, la seva participació en moltes ocasions és totalment necessària. El lactat i el piruvat participen en l’equilibri del medi cel·lular, de manera que en ocasions l’àcid pirúvic no pot seguir la via oxidativa i cal que es transformi en lactat tot i existint certes condicions d’oxigenació, a través de l’enzim lactat deshidrogenasa (LDH).
D’altra banda, l’organisme és capaç d’aprofitar-se d’aquesta molècula de 3 carbonis en posteriors processos del metabolisme.
Gluconeogènesi del lactat
El fetge pot sintetitzar glucosa a partir del glicerol, aminoàcids i el lactat (el que ens ocupa en aquest cas). Aquest procés és important per a les cèl·lules del sistema nerviós i els hematies, incapaços de metabolitzar els greixos. El lactat produït al múscul pot arribar doncs al fetge i allà ser reconvertit en glucosa, la qual podria ser emprada novament pel múscul. Aquest procés de reconversió s’anomena cicle de Cori.
Imatge agafada de BioVita
La tassa de conversió en glucogen depèn de la quantitat de lactat present a l’interior de la cèl·lula muscular: quant més lactat més conversió a glucogen sent molt més eficaç en les fibres ràpides, ja que les lentes es decanten preferentment per la seva oxidació.
Oxidació del lactat
Les fibres musculars tipus I estan especialment preparades per a oxidar l’àcid làctic originat durant l’exercici. També les cèl·lules especialitzades del cor poden realitzar aquesta tasca, ja que són receptores del lactat sanguini i l’utilitzen com a combustible. Aquest procés, en l’argot de l’entrenament, s’anomena “aclariment del lactat“, i consisteix en transformar-lo en piruvat per a que continuï la seva oxidació al mitocondri, com ja hem vist.
El grau d’activitat condiciona la contundència del procés d’oxidació, de manera que durant el descans l’organisme aplica aquest mecanisme al 50% del lactat, durant l’exercici la tassa de lactat a aclarir pot arribar al 75-80% segons el grau d’adaptació del subjecte, i en la fase de recuperació de l’esforç la majoria del lactat és invertit en el procés d’oxidació.
En aquesta última situació, el mecanisme d’aclariment del lactat estarà especialment habilitat quan la regeneració es du a terme de forma activa, és a dir, mantenint durant cert temps una activitat moderada. Això permet que es sostingui el dinamisme en la conversió de lactat en piruvat i per tant aconseguir disposar d’ATP que invertir en la re-síntesi de creatina fosfat des de la via aeròbica.
Llançadora de lactat
Aquesta hipòtesi suggereix que el lactat no és un mer producte de rebuig de la glucòlisi com s’ha pensat tradicionalment sino una substància fonamental durant l’exercici. Segons aquesta teoria els músculs produeixen i utilitzen energia tant durant l’activitat física com en estat de repòs.
El lactat produït (a les fibres tipus II) és transportat cap a d’altres fibres (tipus I) que l’utilitzen com a substrat per a obtenir energia a través de la via oxidativa. Per això, la concentració de lactat en sang no seria més que el reflex de l’equilibri entre la tassa de producció i la tassa d’utilització. El punt llindar de lactat seria el moment en que la tassa de producció és major que la tassa d’utilització i conseqüentment augmenta la seva concentració.
D’altra banda, el lactat pot ser llançat pels músculs cap a d’altres parts corporals on també pot ser utilitzat, com al fetge com ja hem vist, altres músculs inactius o al cor, amb els respectius objectius:
- Fetge – Gluconeogènesi de glucosa
- Cor – Substrat energètic per al metabolisme oxidatiu de les cèl·lules cardíaques
- Músculs inactius – Emmagatzematge per a disminuir la concentració en sang i als músculs actius
Aprèn més
… amb aquest article ‘Conceptos actuales acerca del shuttle de lactato‘ (efdeportes.com)
Metabolisme dels carbohidrats durant l’exercici
Durant l’exercici lleuger, entenent per lleuger com un treball al voltant del 30 a 40% del VO2max, s’utilitza fonamentalment la glucosa del torrent sanguini (s’entén que de la glucosa que s’utilitza junt amb la beta-oxidació dels greixos, que encara hem de veure i en aquest cas seria dominant, donat la baixa intensitat) i es manté la compensació glicèmica a càrrec de l’alliberació de glicogen hepàtic. És difícil que en aquest tipus d’activitat s’arribi a l’esgotament, per la qual cosa les reserves de glucogen muscular es mantenen estables i els nivells d’àcid làctic en sang no augmenten significativament.
Quan l’exercici és moderat, situant-se al voltant del 60-70% del VO2max, l’organisme recorre a les reserves de glucogen de les fibres musculars lentes. Després de la primera mitja hora d’activitat física aproximadament la participació de glucogen comença a descendir i la de la glucosa es torna més significativa, com podem veure a la següent imatge.
Imatge agafada de tuentrenas.com
A mesura que s’aproxima el buit de glucogen a les fibres ràpides es van reclutant més fibres oxidatives, fins que ambdues perden el seu potencial energètic i llavors cal recórrer a les fonts extra-musculars d’energia. L’exercici pot mantenir-se entre 1 i 3 hores, de manera que l’esgotament sol coincidir amb el buidat de les reserves de glucogen en els músculs i el fetge.
El gran handicap en Marató és ‘topar amb el mur‘. Ja no et dic si a sobre tens aquest mur natural en contra 😉
Marató de la Gran Muralla
En un exercici intens, en el que la càrrega correspon al 90 a 100% de VO2max, amb una freqüència cardíaca també propera al màxim, una persona pot arribar a l’esgotament en 5 minuts d’exercici, tot i que també pot arribar a suportar-ho fins a una hora.
Tot depèn del grau d’entrenament i dels factors volitius, que permetin dosificar les reserves de glucogen i conviure amb els productes de fatiga propis de la via glicolítica. El buit de les reserves de glucogen sol ser ràpid, especialment en les fibres glicolítiques.
A més, la concentració d’àcid làctic als pocs minuts arriba a superar els 5 mmol/L, punt en el que l’esportista pateix dificultats per a mantenir l’activitat en aquesta situació d’estrès fisiològic, l’acidosi al múscul augmenta (disminució del pH) produint la sensació de cremor insuportable tant característica.
Vídeo suggerit:
Seguint amb la sèrie de vídeos de les entrades anteriors i com ja us havia introduït, la part 6 del documental del Canal Ciencia sobre la respiració cel·lular tanca el cercle que hem estat veient aquests dies.
A part d’explicar el metabolisme de l’àcid làctic, també comenta el rol de les proteïnes actina i miosina en la contracció muscular (per tant fa un vincle amb la UD1 que no hem vist) i ens explica el rol del greix a l’organisme, que veurem en la següent entrada 😉
Podeu veure el vídeo sencer de tot el procés fent clic aquí.
Altres vídeos interessants:
- Bozeman Science – Anaerobic respiration -> Molt recomanat
- Anaerobic System (Anaerobic Glycolysis) -> Resum del que hem vist fins ara enfocat a l’exercici
- Introduction to lactic acid (lactic acid series part 1) by KINprof – Sèrie de 5 vídeos sobre el metabolisme del lactat
- Energy expenditure and intensity (lactic acid series part 2) by KINprof
- Lactic acid production (lactic acid series part 3a) by KINprof
- Lactic acid production (lactic acid series part 3b) by KINprof
- Lactate threshold (lactic acid series part 4) by KINprof
