Laktát jako palivo pro naše svaly, srdce a mozek

Za posledních přibližně 25 let zažívá věda v oblasti tvorby a využití energie nové paradigma, kdy vznikají stále nové koncepty a vysvětlení, jak tělo vlastně hospodaří a může hospodařit s dostupnými energetickými zdroji.

Jednou z neustále vyvíjejících se oblastí je sportovní fyziologie a tedy i tvorba a využití energie v průběhu fyzické zátěže.

Jak je mnoho let již dobře známo, během fyzické zátěže tělo využívá následující energetické substráty:

– ATP-CP systém
– glukóza
– mastné kyseliny (volné, vnitro-svalové)
– ketony a ketolátky (kyselina betahydroxy máselná, kyselina acetooctová)

a to v různém objemu a poměru, v závislosti na intenzitě a délce zatížení či dalších faktorech jako je fyzická a metabolická trénovanost daného jedince, enzymatická výbava, kapacita pufračních mechanizmů a jiné.

V souvislosti s intenzitou fyzické zátěže a následnou tvorbou a využitím energie jsou tak spjaty pojmy Aerobní (za přístupu kyslíku) a Anaerobní (za nepřítomnosti kyslíku) systém tvorby energie.
Právě druhý z uvedených má za následek zvýšenou tvorbu a koncentraci tzv. kyseliny mléčné, neboli laktátu, který je širokou (ale také odbornou) veřejností považován za jakýsi „toxický“ či „odpadní“ produkt zhoršující kvalitu intenzivního výkonu.

Kyselina mléčná a laktát jsou příbuzné látky. Kyselina mléčná (C3H6O3) se v lidském organizmu okamžitě disociuje na laktátový anion La-(C3H5O3) a vodíkový kation (H). Laktát je tedy solí kyseliny mléčné a v mnohých ohledech se chová jinak jako „kyselina“.
Při intenzivní (anaerobní) zátěži tak dochází k hromadění laktátu, který způsobuje svalovou bolest či dráždí dýchací centrum v prodloužené míše.
Zejména děti z mnohých důvodu zvýšené koncentrace laktátu v těle tolerují mnohém hůře, proto spíše inklinují k intermitentnímu (alaktátovému) intenzivnímu zatížení (1).

Z toho byli „logicky“ vyvozeny výhradně negativní účinky a důsledky působení laktátu v lidském těle a konečným cílem každého sportovce se tak stala snaha tyto krevní koncentrace laktátu během výkonu minimalizovat.

Nová teorie funkce laktátu  

Teprve v posledních desetiletích udělal výzkum ohromný pokrok ve výzkumu laktátu, který mění dosavadní pohled (nejen) v oblasti sportovní a zátěžové fyziologie.

Je zřejmé, že „osud“ laktátu je mnohem složitější a významnější, než se dosud myslelo.
Nové studie totiž ukazují, že jeho primární funkcí je sloužit jako „záložní“ energetický zdroj, kdy během intenzivní zátěže putuje transportní krví do jater, kde se v procesu glukoneogeneze resyntetizuje na glukózu a vrací se do svalů, kde je využita ke tvorbě energie.
Mimo to dokáže laktát produkovaný jednou svalovou buňkou sloužit jako adekvátní zdroj energie pro jiné svalové buňky (i v rámci toho samého svalu), které ho v dané chvílí dokáží oxidovat pro tvorbu ATP. (Brooks GA, 1988).

Laktát je tedy, dle této teorie, v proběhu fyzického výkonu vlastně dalším zdrojem energie pro svalovou práci.

Dalším důležitým poznatkem je, že celý zmiňovaný laktátový systém vlastně pracuje po celou dobu, nejen během samotné fyzické zátěže.
Dle mnohých studií se totiž vyprodukovaný laktát (kromě výše uvedeného) může metabolizovat zpátky na pyruvát a tak vstupovat do buněčných mitochondrií k tvorbě energie (ATP).
Vztah mezi pyruvátem a laktátem je tedy reverzibilní a dokáže flexibilně reagovat na současné požadavky metabolizmu k tvorbě energie.
Už po konzumaci většího jídla tak v těle přirozeně stoupá hladina laktátu.

Z výše uvedného plyne závěr, abychom laktát nevnímali jako výhradně negativní. Ba naopak, pacienti s McArdlovým syndromem, kteří nedokáží tvořit laktát a jeho koncentrace mají v těle téměř nulové, podávají paradoxně velmi slabé a podprůměrné výkony.

Jak tvrdí jeden z průkopníků nové teorie laktátu, Dr. George Brooks: „Laktát je klíčová substance pro tvorbu energie. Vyrovnává hladinu krevního cukru, doplňuje ztracený jaterní glykogen a podporuje přežití v ohrožujících stresových situacích. Samotná oxidace laktátu je jedním z nejdůležitějších zdrojů energie v našem těle. Ve vysoce oxidativních svalových vláknech (I. B) je to dokonce preferovaný zdroj paliva“.

Výčet jeho využití v lidském těle je dle Brookse následující:

– přesun k méně zatíženým svalům během fyzické zátěže k oxidativní tvorbě energie
– přesun k srdečnímu svalu pro oxidativní tvorbu energie
– přesun do jater k regeneraci glykogenu a vyrovnání hladiny krevní glykemie
– přesun do mozku pro oxidativní tvorbu energie

Anaerobní metabolizmus teda dle nových teorií pracuje současně s tím aerobním a k žádnému „přechodu“ během fyzické zátěže nedochází. Jinými slovy, dle Brookse a dalších výzkumníků teorie laktátu žádný Aerobní či Anaerobní práh defacto neexistuje.

Tělo se na tento proces zvýšené akumulace laktátu přirozeně adaptuje tvorbou nových mitochondrií, které jsou schopny laktát rychleji metabolizovat k tvorbě energie a energetickému krytí výkonu. (George A. Brooks, UCB press release, 2006)

Děje se tak prostřednictvím speciálních transportních proteinů zvaných monokarboxylové transportéry (MCTs), které přenášejí laktát přímo do mitochondrií (Brooks GA, 2000).
Zatím bylo objeveno přinejmenším 14 těchto MCTs proteinů, které přenášejí laktát a pyruvát nejen do svalových, ale také srdečních či mozkových buněk.

Množství a aktivita těchto MCTs transportérů (mj.) jednoduše vysvětluje fenomén, proč jsou někteří sportovci schopni setrvávat ve vysokých intenzitách zátěže déle než jiní bez akutního hromadění laktátu ve svalech.

Laktát jako výhodné palivo pro mozek (?)

Jak bylo zmíněno výše, funkce laktátu se velice intenzivně zkoumá také v souvislosti s mozkem a jeho energetickými požadavky.

Dlouhá léta převládala teorie, že mozek dokáže ke své funkci produkovat energii výhradně z glukózy. Dnes již víme, že tomu tak nemusí být a během hladovění či přísné restrikce sacharidů ve stravě tělo produkuje tzv. ketolátky a ketony (vedlejší produkt betaoxidace tuků), které jsou schopny velice efektivně suplovat až 2/3 energetických požadavků mozku.
Zbylá 1/3 energie je dodávaná z glukózy nebo v procesu glukoneogeneze (tvorba glukózy z nesacharidových zdrojů) právě z laktátu, pyruvátu, resp. aminokyselin.

Může však být laktát pro mozkové buňky vhodnějším (preferovanějším) zdrojem energie než samotná glukóza?

Tato oblast si vyžaduje ještě bližší zkoumání. Některé výzkumy však již ukazují, že tvorba energie z laktátu byla u myší spojena s rychlejší regenerací synaptických funkcí jako izokalorická tvorba energie z glukózy.

Další studie poukazuje na významnou roli laktátu v procesu tvorby a suplování energie pro mozkové buňky při akutní hypoglykemii.

Další [2], [3], [4], [5] poukazují na jeho možnou prospěšnou roli po traumatickém či jiném poranění mozku
Při zvýšené akumulaci laktátu během intenzivní fyzické zátěže se totiž ekvivalentně zvyšuje jeho využití mozkovými buňkami v procesu tvorby energie. [6]
Příjem laktátu mozkovými buňkami se tak v procesu intenzivní fyzické zátěže může pohybovat řádové až 1 mmol/min, kdežto příjem glukózy v řádu pouze 0,5 mmol/min.
Toto zjištění koreluje s tvrzením, že laktát je (mj.) mozkovými buňkami vlastně dostupnějším a preferovanějším zdrojem pro tvorbu energie před samotnou glukózou.

Jestli tomu tak skutečně ale je, a jak k tomu přesně dochází si však vyžaduje další zkoumání.

Již teď ale, na základě dostupných poznatků, můžeme tvrdit, že tato substance má v těle velmi důležitou a nezastupitelnou roli v procesu tvorby energie a energetického krytí (nejen) fyzického výkonu.