Молочная кислота, лактат и гликолиз. Просто о сложном

Молочная кислота (лактат) образуется в результате метаболизма глюкозы (гликолиз). Она высвобождается из эритроцитов (красных кровяных телец), клеток мозга и мышц скелета, после чего попадает в кровь. Накопление лактата в крови нарушает ее кислотность и может привести к метаболическому ацидозу (нарушению кислотно-щелочного баланса в организме).

Общие сведения

Лактат – это продукт клеточного метаболизма, который может присутствовать в организме в виде молочной кислоты или ее солей (в норме его содержание минимально). Утилизируют лактат печень, почки, сердце, головной мозг. При дефиците кислорода в клетках тканей концентрация молочной кислоты в крови повышается.

При достижении так называемого «лактатного порога», когда внутренние органы не успевают справляться с объемами молочной кислоты, лактат начинает накапливаться в организме (гиперлактатацидемия). Это состояние может перерасти в лактацидоз (закисление), который организм успешно нейтрализует. Но в самых тяжелых случаях происходит нарушение кислотно-щелочного баланса, что проявляется негативной симптоматикой (слабость, учащение дыхания, тошнота, рвота, потливость).

Лактацидоз подразделяется на 2 типа:

Тип А – развивается на фоне замедления кровообращения и недостаточного снабжения клеток тканей кислородом. Лактацидоз А-типа сопровождает следующие заболевания:

  • тяжелая анемия;
  • отек легких;
  • сердечно-сосудистая недостаточность;
  • инфаркт миокарда;
  • сепсис (общее заражение организма патогенными микроорганизмами);
  • шок в результате кровотечения или травмы;

Тип Б – возникает при нарушении метаболизма молочной кислоты. Примеры лактацидоза Б-типа:

  • сахарный диабет;
  • эпилепсия;
  • почечная недостаточность;
  • патологии печени;
  • онкологические процессы (лейкемия, лимфома);
  • СПИД;
  • тяжелое отравление алкоголем, салицилатами, цианидом, метанолом и пр.

Также выброс молочной кислоты может дать чрезмерная физическая нагрузка.

Под воздействием накопленного лактата рН крови изменяется в кислую сторону, что является опасным для здоровья и требует эффективного лечения.

Для подтверждения лактатного ацидоза проводят биохимический анализ крови и анализируют 2 компонента: концентрация молочности кислоты в сыворотке, соотношение лактата и пирувата.

Формула изобретения

1. Способ оценки метаболизма и системы транспорта кислорода к головному мозгу у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой, включающий мониторинг внутричерепного давления (ВЧД), церебрального перфузионного давления (ЦПД), определение насыщения крови кислородом, отличающийся тем, что определяют инвазивными методами насыщение артериальной крови кислородом (SaO2) и насыщение крови кислородом в луковице яремной вены (SjO2), уровень гемоглобина (Hb), лактата в луковице яремной вены и лучевой артерии, определяют венозно-артериальную разницу по лактату (лактат), сердечный выброс (СВ) и рассчитывают показатели транспортной функции кислорода крови для головного мозга по формулам

мVO2=0,15·СВ·(CaO2-CjO 2)·10;

где — доставка кислорода к головному мозгу, мл/мин;

мVO 2 — потребление кислорода головным мозгом, мл/мин;

СВ — сердечный выброс, л/мин;

0,15 — коэффициент, учитывающий транспорт крови для головного мозга;

10 — коэффициент преобразования объемных процентов, мл/с;

CaO2 — количество кислорода в артериальной крови в об.% определяют по формуле

CaO2=1,3·Hb·SaO2

где 1,3 — количество кислорода, связываемого 1 гр. гемоглобина при полном насыщении в мл;

Hb — количество гемоглобина в гр.%;

SaO2 — насыщение артериальной крови кислородом;

CjO2 — количество кислорода крови в яремной вене в об.% определяют по формуле

CjO2=1,3·Hb·SjO 2;

SjO2 — насыщение крови кислородом в яремной вене;

или неинвазивно определяют методом пульсоксиметрии периферическую сатурацию (SpO2), методом параинфракрасной спектроскопии — церебральную оксигенацию (rSO2) и сердечный выброс методом тетраполярной реовазографии (СВр), определяют и рассчитывают показатели системы транспорта кислорода к головному мозгу по формулам

Читайте также:  Черепно-мозговая травма

мVO2=0,15·СВр·(CaO2-CjO 2)·10;

где СВр — сердечный выброс, определяемый методом тетраполярной реовазографии, л/мин;

CaO2 =1,3·Hb·SpO2;

SpO2 — насыщение гемоглобина артериальной крови кислородом;

количество кислорода в венозной крови, оттекающей от головного мозга, рассчитывают по формуле

CjO2=1,3·Hb·rSO2 ;

где rSO2 — насыщение венозной крови, оттекающей от головного мозга,

при значениях 86-186 мл/мин и более, мVO2 33-73 мл/мин, лактат менее 0,4 ммоль/л оценивают систему транспорта кислорода к головному мозгу нормальной и отсутствие нарушений метаболизма головного мозга;

при менее 86 мл/мин, мVO2 33-73 мл/мин, лактат менее 0,4 ммоль/л, оценивают состояние транспорта кислорода к головному мозгу компенсированным и отсутствие нарушений метаболизма;

при 86-186 мл/мин и более, мVO2 — более 73 мл/мин, лактат менее 0,4 ммоль/л, оценивают состояние транспорта кислорода к головному мозгу компенсированным и повышение метаболизма;

при менее 86 мл/мин, мVO2 менее 33 ммоль/л, лактат менее 0,4 ммоль/л, оценивают состояние транспорта кислорода к головному мозгу субкомпенсированным и снижение метаболизма;

при 86-186 мл/мин и более, мVO2 менее 33 мл/мин, лактат менее 0,4 ммоль/л, оценивают состояние транспорта кислорода к головному мозгу субкомпенсированным и снижение метаболизма;

при значениях лактат более 0,4 ммоль/л и любых значениях и мVO2, оценивают как состояние декомпенсации в системе транспорта кислорода к головному мозгу и его метаболизма.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценку системы транспорта кислорода к головному мозгу проводят через 8 ч при нестабильном состоянии больного, после стабилизации состояния 1 раз в сутки, при формировании персистирующего вегетативного состояния либо регрессе общемозговой симптоматики до 9-10 баллов по шкале комы Глазго мониторинг прекращают.

Лактат

Синонимы: Лактат, Молочная кислота, Lactate

Молочная кислота (лактат) образуется в результате метаболизма глюкозы (гликолиз). Она высвобождается из эритроцитов (красных кровяных телец), клеток мозга и мышц скелета, после чего попадает в кровь. Накопление лактата в крови нарушает ее кислотность и может привести к метаболическому ацидозу (нарушению кислотно-щелочного баланса в организме).

Биохимический анализ крови на уровень молочной кислоты позволяет оценить степень окисления тканей организма и выявить его первоначальные причины.

Норма молочной кислоты в крови

Референсные значения составляют

При этом оценивается соотношение концентрации лактата и пируата, которое в норме должно соответствовать 10:1.

Повышение значений (лактацидоз)

  • Патологии сердечно-сосудистой системы: сердечная недостаточность, кардиогенный шок (острая недостаточность левого желудочка), синдром Рейно (тяжелое сосудистое заболевание, спазм мелких кровеносных сосудов);
  • Нарушения кровотока и заболевания кровеносной системы;
  • Инсулинонезависимый сахарный диабет;
  • Повышенная физическая нагрузка (как правило, у профессиональных спортсменов);
  • Тетания (судороги на фоне нарушения кальциевого обмена);
  • Столбняк (бактериальное заболевание с поражением нервной системы);
  • Эпилепсия (патология нервной системы, проявляющаяся судорожными припадками с потерей сознания);
  • Гепатит (вирусное воспаление печени) в острой форме;
  • Цирроз печени (аномальное изменение структуры ткани органа);
  • Онкологические процессы: лимфома (рак лимфатической системы), лейкемия (рак крови) и т.д.;
  • Полиомиелит (высокозаразное заболевание нервной системы, спинномозговой паралич);
  • Тканевая гипоксия (кислородное голодание);
  • Гипотония (низкое артериальное давление);
  • Тяжелые кровотечения;
  • Легочная недостаточность, гипервентиляция (нарушение частоты или глубины дыхания).

Временное повышение концентрации молочной кислоты возможно в результате:

  • дефицита в организме витамина В1;
  • длительного регулярного употребления алкоголя;
  • отравления химическими элементами: этанолом, салицилатами, токсинами, метанолом и т.д.;
  • дегидратации (обезвоживание организма);
  • беременности (на 3 триместре уровень молочной кислоты может немного повыситься);
  • приема медикаментов: препарата натрия, нитропруссида, адреналина, метформина, фруктозы или глюкозы, пропиленгликоля, метилпреднизолона, фенформина и т.д.

Понижение значений

  • Гиподинамия (ослабление мышечных волокон вследствие малоподвижного образа жизни);
  • Резкое снижение массы тела на фоне диет, соблюдения постов или наличия заболеваний (булимия, анорексия и т.д.);
  • Анемия различных видов.
Читайте также:  Желудочно-кишечное кровотечение: причины, симптомы и неотложная помощь

Также занизить результат может прием следующих препаратов: морфин, метиленовый синий (синтетический краситель, антисептик).

Подготовка к анализу

Биоматериал для исследования: венозная/артериальная кровь.

Время и условия забора крови: предпочтительно утреннее (с до 11. 00), строго натощак. В экстренных случаях возможно в течение дня после 4-х часового голодания.

Общие правила подготовки к исследованию:

  • в день процедуры можно пить обычную воду, нельзя другие напитки (чай и кофе, соки, травяные отвары, энергетики, газировку и т.д.);
  • за сутки до анализа необходимо исключить из рациона жирные и жареные блюда, пряности, копчености, маринады;
  • за день до сдачи крови нельзя принимать алкоголь;
  • накануне и в день анализа рекомендовано оградить себя от психоэмоционального и физического перенапряжения;
  • за 2-3 часа до манипуляции запрещено курить сигареты, кальян.

Обо всех текущих или недавно оконченных курсах медикаментозного лечения или самостоятельного приема лекарственных препаратов, БАДов, гомеопатии необходимо сообщить врачу заранее.

Забор крови не осуществляется в один день с другими процедурами (ректальное обследование, УЗИ, КТ, МРТ, флюорография, рентген, физиотерапия и т.д.).

На заметку: как правило, кровь берут из локтевой вены методом стандартной венепункции. При этом на руку жгут накладывать не рекомендуется. Если нет возможности избежать наложения жгута («плохие» вены), то выполнить забор крови нужно немедленно (держать жгут не дольше полминуты).

Другие исследования глюкозы и метаболитов углеводного обмена

Кислотность внутриклеточной среды

Как мы выяснили ранее, про молочную кислоту, как таковую, можно забыть (но не про лактат). Однако не получится забыть про второй компонент, образовавшийся при ее распаде —  свободные протоны или, если быть точным, катионы водорода H+. Они способны менять рН (кислотность) внутриклеточной среды, в том числе сильно ее повысить с ростом концентрации, вплоть до кислоты.

Образование катионов водорода — это неизбежное условие усвоения глюкозы. Особенно, в анаэробном режиме. Есть веский повод обвинить лактат в росте кислотности. Однако при детальном рассмотрении оказывается, что некоторые реакции, из которых состоит гликолиз, ведут не к росту, а к снижению кислотности среды. Например, при синтезе лактата из пирувата, при котором забирается протон, лактат выводится из клетки белком, который так же использует для этого еще один протон.

Сейчас известно, что основной источник протонов в активно работающей мышечной клетке — это распад АТФ. Поэтому метаболический ацидоз – закисление среды мышечных клеток во время интенсивной нагрузки связан именно с использованием энергии АТФ. И не связан с синтезом и накоплением лактата, что идет вразрез с устоявшимися неверными представлениями.

«Это производство (а также выброс лактата в кровь) требует потребления протонов, снижая их концентрацию в клетке. Поэтому образование и накопление лактата может служить хорошим индикатором закисления клеточной среды, но они не связаны как причина и следствие.» — журнал Physiology.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ

Нормальный компенсаторный ответ на снижение кровотока проявляется в виде увеличения поглощения кислорода, достаточного для поддержания VO2 на нормальном уровне.

VO2 = СВ х Hb х 13 ( SaO2 — SvO2).

Если СВ = 3 л/(), то VO2 = 3 х 14 х 13 х (0,97-0,73) = 110 мл/().

Когда СВ = 1 л/(мин-м2), VO2 = 1 х 14 х 13 х (0,97-0,37) = 109 мл/().

Падение сердечного выброса компенсируется увеличением разницы SaO2 — SvO2, и VO2 остаётся неизменным. Снижение SvO2 с 73 до 37% отражает увеличение экстракции кислорода. Связь между SaO2 и КУО2 является основанием для мониторирования SvO2 (см. ниже).

Способность компенсировать снижение кровотока повышением поглощения кислорода является характерной особенностью микроциркуляторного русла практически всех органов и тканей, за исключением сердца и диафрагмы. В последних высокая экстракция кислорода (60-75%) из капиллярного ложа происходит уже в норме, поэтому уровень кислорода в тканях сердца и диафрагмы весьма чувствителен даже к малым изменениям кровотока. Для того чтобы коронарное кровообращение полностью удовлетворяло бы метаболические потребности миокарда, необходима высокая объёмная скорость кровотока, поэтому нужно особое внимание при поддержании сердечного выброса у больных с поражением коронарных сосудов.

Читайте также:  Местный наркоз в позвоночник последствия

КРИВАЯ DО2 — VO2

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ

Зависимость между доставкой и потреблением кислорода у здоровых людей представлена на рис. 2-2. Ровная часть кривой, параллельная оси абсцисс, — область, где экстракция кислорода меняется в ответ на изменение кровотока. VO2 на этом отрезке кривой не зависит от кровотока. Точка, где VO2 начинает снижаться, соответствует моменту, когда поглощение кислорода максимально и не может больше возрастать. Эта точка — критический уровень доставки кислорода [7], который представляет собой порог DO2, необходимый для адекватной оксигенации тканей.

Критический уровень DО2 наблюдается в различных клинических ситуациях- например, его значение 300 мл/() отмечено после операций в условиях искусственного кровообращения и у больных с острой дыхательной недостаточностью [7,8]. Однако в других исследованиях постоянного порогового уровня у больных, находящихся в критических состояниях, не выявлено [9,10]. Это указывает на необходимость индивидуального мониторинга DO2 и VO2 при тяжёлых состояниях.

ЗАВИСИМОСТЬ VO2 ОТ КРОВОТОКА

Линейная часть кривой на рис. 2-2 характеризует прямую связь между доставкой кислорода и его потреблением. В этом случае VO2 зависит от кровотока.

Потребление кислорода будет зависеть от потока крови в том случае, когда экстракция кислорода не изменяется в ответ на изменение кровотока. Эта закономерность является общей для различных тяжёлых состояний [5, 6, 9,10].

Линейная зависимость между DО2 и VO2 — показатель нарушения поглощения кислорода из системы микроциркуляции. У больных, находящихся в критических состояниях, экстракция кислорода может оставаться на одном уровне и VO2 cептическом шоке (см. рис. 15-2). В такой ситуации принципиально важным является поддержание сердечного выброса для сохранения доставки кислорода к тканям на должном уровне. Связь между доставкой кислорода и его потреблением представлена также в разделе IV.

Рис. 2-2. Зависимость потребления кислорода (VO2) от его доставки (DО2). Объяснение в тексте.

Подготовка к анализу

Биоматериал для исследования: венозная/артериальная кровь.

Время и условия забора крови: предпочтительно утреннее (с до 11. 00), строго натощак. В экстренных случаях возможно в течение дня после 4-х часового голодания.

Общие правила подготовки к исследованию:

  • в день процедуры можно пить обычную воду, нельзя другие напитки (чай и кофе, соки, травяные отвары, энергетики, газировку и т.д.);
  • за сутки до анализа необходимо исключить из рациона жирные и жареные блюда, пряности, копчености, маринады;
  • за день до сдачи крови нельзя принимать алкоголь;
  • накануне и в день анализа рекомендовано оградить себя от психоэмоционального и физического перенапряжения;
  • за 2-3 часа до манипуляции запрещено курить сигареты, кальян.

Обо всех текущих или недавно оконченных курсах медикаментозного лечения или самостоятельного приема лекарственных препаратов, БАДов, гомеопатии необходимо сообщить врачу заранее.

Забор крови не осуществляется в один день с другими процедурами (ректальное обследование, УЗИ, КТ, МРТ, флюорография, рентген, физиотерапия и т.д.).

На заметку: как правило, кровь берут из локтевой вены методом стандартной венепункции. При этом на руку жгут накладывать не рекомендуется. Если нет возможности избежать наложения жгута («плохие» вены), то выполнить забор крови нужно немедленно (держать жгут не дольше полминуты).

Другие исследования глюкозы и метаболитов углеводного обмена

ТМРЕСУРС - информационный портал традиционной медицины