Domanda L'acido lattico

L'acido lattico o lattato è un sottoprodotto del metabolismo anaerobico lattacido. Si tratta di un composto tossico per le cellule, il cui accumulo nel torrente ematico si correla alla comparsa della cosiddetta fatica muscolare.
Il lattato viene prodotto già a partire da basse intensità di esercizio; i globuli rossi, per esempio, lo formano continuamente anche in condizioni di completo riposo.



Un uomo adulto normalmente attivo produce circa 120 grammi di acido lattico al giorno; di questi 40 g sono prodotti dai tessuti aventi un metabolismo esclusivamente anaerobio (retina e globuli rossi) i rimanenti da altri tessuti (soprattutto muscolare) in base all'effettiva disponibilità di ossigeno.

Il corpo umano possiede dei sistemi di difesa per proteggersi dall'acido lattico e può riconvertirlo in glucosio grazie all'attività del fegato. Il cuore è invece in grado di metabolizzare l'acido lattico a scopo energetico.

Da queste affermazioni si deduce come l'acido lattico, seppur tossico, non sia un vero e proprio prodotto di rifiuto. Grazie a tutta una serie di processi enzimatici tale sostanza può infatti essere utilizzata per la risintesi di glucosio intracellulare.

Gli ultimi studi sottolineano come l'acido lattico sia in realtà solo indirettamente coinvolto nell'aumento dell'acidità ematica. Il principale responsabile di questo fenomeno è lo ione idrogeno H+ che durante un esercizio fisico ad elevata intensità si libera in quantità elevate per l'aumento dell'idrolisi dell'ATP.



Il ciclo di Cori è il meccanismo responsabile della conversione dell'acido lattico in glucosio, avviene nel fegato e segue le tappe riportate in figura.

Nel muscolo sottosforzo la produzione di acido lattico è massiccia soprattutto nelle fibre veloci o pallide che hanno un potere glicolitico anaerobico superiore a quelle rosse o resistenti. Non a caso atleti particolarmente brillanti nelle prove anaerobiche lattacide come l'inseguimento su pista nel ciclismo ed i 400-1500 metri nell'atletica, producono oltre il 20% di acido lattico in più rispetto ad una persona normale.

Alla stessa intensità di esercizio, la quantità di acido lattico prodotta è inversamente proporzionale al grado di allenamento del soggetto. Ciò significa che se un atleta ed un sedentario corrono alla stessa velocità, quest'ultimo produce molto più acido lattico rispetto al primo e lo smaltisce con maggiori difficoltà.

Durante il lavoro muscolare strenuo quando il metabolismo aerobico non è più in grado di soddisfare le aumentare richieste energetiche, viene attivata una via accessoria per la produzione di ATP chiamata meccanismo anaerobico lattacido. Tale fenomeno pur sopperendo in parte la carenza di ossigeno aumenta la quota di acido lattico prodotta che a sua volta eccede le capacità di neutralizzazione da parte dell'organismo. Il risultato di questo processo è un brusco incremento della quota di lattato presente nel sangue che corrisponde grossomodo alla frequenza di Soglia anaerobica del soggetto.

La concentrazione ematica di lattato nel sangue è normalmente di 1-2 mmoli/L a riposo ma durante uno sforzo fisico intenso può raggiungere e superare le 20mmol/L. La Soglia anaerobica, misurata tramite la concentrazione ematica di acido lattico, viene fatta coincidere con il valore di frequenza cardiaca per cui nel corso di un esercizio incrementale si raggiunge la concentrazione di 4mmoli/L.

L'acido lattico inizia ad accumularsi nei muscoli e nel sangue quando la velocità di sintesi supera la velocità di smaltimento. Approssimativamente, tale condizione si innesca quando durante un esercizio fisico intenso la frequenza cardiaca supera l'80% (per i non allenati) ed il 90% (per i più allenati) della frequenza cardiaca massima.
Aumentare la tolleranza all'acido lattico

Gli atleti impegnati in discipline anaerobiche lattacide (durata dello sforzo tra i 30 ed i 200 secondi) sono costretti a gareggiare in condizioni di massima produzione ed accumulo di lattato. La loro prestazione è quindi correlata all'efficienza del metabolismo anaerobico lattacido e dei sistemi di smaltimento a livello ematico, muscolare ed epatico.

Lo scopo degli allenamenti mirati all'incremento di tali caratteristiche è quello di saturare i muscoli di acido lattico in modo tale che si abituino a lavorare in condizioni di forte acidità. Contemporaneamente tale approccio migliora l'efficacia dei sistemi tampone ematici (bicarbonato) nel neutralizzare l'acidosi del sangue.

L'atleta ha a disposizione due tecniche di allenamento per ottenere un miglioramento della prestazione anaerobica lattacida:

una basata su sforzo continuo (20-25 minuti) a valori di Frequenza cardiaca prossimi alla Soglia anaerobica (± 2%)

una basata sul metodo di lavoro ad intervalli: nell'atletica 2-6 ripetute per 1-4 serie da 150-400 metri a ritmo gara o superiore intervallati da recuperi parziali tra le ripetizioni (45-90 secondi) e completi tra le serie (5-10 minuti).

L'acido lattico viene smaltito nel giro di 2 o 3 ore, e la sua quantità si dimezza ogni 15-30 minuti a seconda dell'allenamento e della quantità di acido lattico prodotto.

Contrariamente a quanto spesso si afferma, l'acido lattico non è il responsabile del dolore muscolare avvertito il giorno seguente ad un allenamento molto intenso. Questo dolore è causato da microlacerazioni muscolari che originano processi infiammatori; inoltre vi è un incremento delle attività ematiche e linfatiche che aumentano la sensibilità nelle zone muscolari maggiormente sollecitate.

L'acido lattico rappresenta un forte stimolo per la secrezione di ormoni anabolici come il GH ed il testosterone. Per questo motivo esercizi con i pesi ad elevata intensità, intervallati da pause non troppo lunghe, massimizzano il guadagno di massa muscolare.

Oltre al ciclo di Cori esiste un ulteriore sistema per smaltire l'acido lattico evitando che questo si accumuli nel muscolo. Si tratta del tamponamento ematico mediato dal bicarbonato (vedi: Il bicarbonato).

Il 65% dell'acido lattico prodotto viene convertito in anidride carbonica a acqua, il 20 % viene convertito in glicogeno, il 10% in proteine ed il 5% in glucosio

Lo sapevi che... L'acido lattico viene impiegato nell'industria alimentare come regolatore di acidità.

Nella bocca, tra i vari batteri presenti, il lattobacillo acidofili ha il più alto potere cariogeno. Questo batterio si nutre del glucosio presente nei residui alimentari formando acido lattico come prodotto di rifiuto. Grazie alla sua acidità questa sostanza riesce a sciogliere un po' per volta lo smalto dentale intaccando la dentina.

Smaltire l'acido lattico

L'acido lattico (C3H6O3) è una sostanza prodotta dall'organismo durante il normale metabolismo corporeo. Questa sintesi diviene particolarmente intensa in condizioni di carenza d'ossigeno, cioè quando la richiesta metabolica di questo gas supera la disponibilità; si tratta di un frangente caratteristico dell'esercizio fisico strenuo, ma anche di particolari stati patologici, come quelli conseguenti ad un'ostruzione delle vie aeree.
Basi biochimiche

Ricordiamo brevemente che l'acido lattico viene prodotto a partire dal piruvato, che rappresenta il prodotto finale della glicolisi, cioè di quel processo citoplasmatico che realizza la degradazione del glucosio in due molecole di acido piruvico (o piruvato). Nella sesta delle dieci tappe della glicolisi l'aldeide 3-fosfoglicerica viene ossidata grazie al NAD ossidato (NAD+) che funge da accettore di idrogenioni H+. Il NAD viene quindi ridotto a NADH(H+). A questo punto, se vogliamo che l'energia continui ad essere generata attraverso la glicolisi dobbiamo preoccuparci di rigenerare il NAD ossidato (NAD+), che altrimenti verrebbe rapidamente depauperato fino ad esaurirsi. Quando la disponibilità di ossigeno è sufficiente la riossidazione del NAD ridotto è affidata al ciclo di Krebs (fosforilazione ossidativa mitocondriale), con consumo di ossigeno, formazione di acqua e sintesi di ATP. Quando invece l'ossigeno scarseggia, il piruvato che non entra nel ciclo di krebs viene ridotto ad acido lattico per opera dell'enzima lattato deidrogenasi. Da questa reazione (vedi figura), viene ripristinato il NAD+ necessario all'ulteriore reazione dell'aldeide 3-fosfoglicerica; la glicolisi può quindi procedere. Acidolattico

Una volta prodotto, a pH fisiologico, l'acido lattico tende a dissociarsi quasi interamente in due ioni: lo ione lattato e lo ione H+ (secondo la reazione riportata in figura).

Trattandosi, come il nome stesso ci ricorda, di un acido, l'eccessiva produzione di lattato ed H+ tende ad abbassare il pH all'interno della cellula, contribuendo (insieme a molti altri fattori) all'insorgenza della fatica.

Il primo meccanismo attuato dalle cellule per difendersi dall'eccessiva produzione di acido lattico consiste nel suo efflusso verso l'ambiente extracellulare ed il sangue. Non a caso, in condizioni normali la concentrazione ematica di lattato è pari a 1-2 mmol/L, mentre sale fino ad oltre 20 mmol/L durante un esercizio fisico particolarmente intenso.

Smaltimento dell'acido lattico

Nonostante ad elevate concentrazioni l'acido lattico sia un prodotto particolarmente tossico, che come tale dev'essere necessariamente smaltito, non può e non dev'essere considerato uno scarto. Anzi, una volta prodotto, l'acido lattico può:

essere captato ed utilizzato da alcuni tessuti a scopo energetico, come avviene ad esempio nel cuore (che preferisce utilizzare lattato piuttosto che glucosio), ma anche a livello delle stesse cellule muscolari (le fibre bianche sono più brave a produrlo e quelle rosse a smaltirlo);



essere utilizzato per la sintesi ex-novo di glucosio/glicogeno (gluconeogenesi, ciclo di Cori nel fegato).

In entrambi i casi, il lattato dev'essere prima di tutto riconvertito in piruvato, sempre ad opera dell'enzima lattato-deidrogenasi, con riduzione del NAD+ a NADH(H+). A questo punto, il piruvato può essere completamente ossidato nel ciclo di Krebs od essere utilizzato per la gluconeogenesi.

Abbiamo già visto come un eccessiva sintesi di acido lattico perturbi il metabolismo della cellula, che provvede a liberarlo all'esterno mediante specifici trasportatori (MCT) di membrana. Oltre a vari meccanismi di difesa che vedremo tra poco, esiste a priori un ulteriore controllo che impedisce l'eccessivo accumulo di lattato nell'ambiente intracellulare. Il calo del pH (ambiente acido) - dovuto all'accumulo degli idrogenioni H+ derivanti dalla dissociazione dell'acido lattico - inibisce infatti l'enzima fosfofruttochinasi, che interviene nella terza tappa della glicolisi determinandone la velocità. Di conseguenza, un eccessivo calo del pH determina un rallentamento della glicolisi, riducendo la velocità di sintesi dell'acido lattico (feedback negativo).

L'eccessivo calo del pH intracellulare viene comunque combattuto anche dai sistemi tampone, tra cui il più importante è quello biarbonato/acido carbonico, potenziato dall'attività respiratoria con eliminazione di CO2:




Come mostrato in figura, l'intensa attività respiratoria che si verifica durante un esercizio fisico intenso riduce la concentrazione di CO2 ed acido carbonico nel sangue, tamponando l'immissione dell'H+ prodotto per dissociazione dell'acido lattico.



L'immagine sovrastante mostra l'andamento temporale del lattato ematico (lattatemia) durante la fase di recupero successiva ad un intenso sforzo lattacido. Come mostrato chiaramente dal grafico, il soggetto allenato è in grado di smaltire l'acido lattico in un tempo inferiore rispetto al sedentario. Altra cosa importante da sottolineare è che nel giro di un'ora, al massimo, i livelli di lattemia ritornano nelle condizioni basali; pertanto è sbagliato attribuire all'accumulo di acido lattico l'indolenzimento muscolare che accompagna i giorni successivi ad un allenamento particolarmente intenso.

www.my-personaltrainer.it/acido_lattico.htm

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