Лактат: от яда к лекарству
Более 40 лет Джордж Брукс пытается изменить представления о лактате, и, наконец, его слушают. Становится ясно, что лактат — не яд, а противоядие.
В статье в журнале Cell Metabolism Брукс, профессор интегративной биологии Калифорнийского университета в Беркли, рассматривает историю заблуждений о лактате. Его традиционно называют «отходом» метаболизма, который вырабатывается в мышцах при нехватке кислорода и вызывает усталость и боль.
С 1970-х годов Брукс и его команда первыми показали, что лактат — не отход, а топливо, постоянно производимое мышцами. Мозг и сердце работают эффективнее на лактате, чем на глюкозе.
«Это историческая ошибка. Лактат производят клетки в ответ на метаболический стресс, чтобы компенсировать его».
Сейчас специалисты начинают понимать, что высокий уровень лактата в крови после травмы (например, черепно-мозговой) — не проблема, а ключевая часть восстановления.
«После травмы выработка лактата активируется — это как заправить машину перед гонкой».
Исследования показывают, что добавки лактата могут ускорить выздоровление. Брукс выделяет три основные роли лактата:
- Основной источник энергии.
- Материал для поддержания уровня сахара в крови.
- Сигнальная молекула для адаптации к стрессу.
Лактат уже используют в клинических испытаниях для контроля сахара после травм, питания мозга, лечения воспалений, панкреатита, сепсиса и для реанимации.
Лактатный челнок
Брукс обнаружил, что мышечные клетки постоянно производят лактат, и ввёл термин «лактатный челнок» — система, по которой лактат переносится между клетками-производителями и клетками-потребителями.
Энергия запасается в виде гликогена (в мышцах) и жирных кислот (в жировой ткани). При необходимости они расщепляются до лактата, глюкозы и жирных кислот. Но именно лактат — главное топливо.
Раньше считалось, что лактат образуется только при нехватке кислорода. Используя изотопные трассеры, Брукс доказал, что мы производим и используем лактат постоянно.
Пример челнока в мышцах: «быстрые» мышечные волокна превращают гликоген в лактат, а «медленные» волокна сжигают его в митохондриальной сети (ретикулуме) для выработки энергии (АТФ). Брукс первым показал, что митохондрии образуют взаимосвязанную сеть.
Лактат из работающих мышц также питает сердце и улучшает исполнительные функции мозга.
Лактат — «VISA» организма
В обзоре Брукс подчеркивает три роли лактата:
- Источник энергии.
- Предшественник для синтеза глюкозы в печени.
- Сигнальная молекула, влияющая на экспрессию генов.
Например, лактат увеличивает выработку нейротрофического фактора мозга (BDNF), который поддерживает образование нейронов.
«Лактат — как VISA в мире энергетики: его принимают клетки-потребители везде».
Однако способность лактата быть универсальным топливом создаёт проблему при раке. Учёные ищут способы заблокировать лактатные челноки в раковых клетках, чтобы лишить их энергии.
Несмотря на новые данные, учебники (кроме собственного учебника Брукса) по-прежнему изображают лактат негативно.
«Лактат — ключ к пониманию метаболизма. Это революция».