Какие химические превращения происходят и как называется процесс, когда мышцы используют лактат в качестве источника энергии?

Вижу у вас уже есть ответ в комментариях, так что это скорее сборник (с более правильной формулировкой) комментариев. Как известно, лактат вырабатывается мышцами (как правило) во время тренировки из-за отсутствия кислорода. Однако полученный лактат можно снова использовать двумя способами:

• Превращение лактата в глюкозу в печени посредством процесса, известного как цикл Кори. В основном лактат, вырабатываемый мышцами, высвобождается в кровоток, через который попадает в печень. Там она снова превращается в глюкозу и снова выбрасывается в кровь, благодаря чему мышцы снова могут использовать ее в качестве топлива. Базовый цикл выглядит так:

  

• Превращение лактата в пируват — это то, о чем вы беспокоитесь. Однако особого названия этот процесс не имеет, так как эта реакция может катализироваться как в прямом, так и в обратном направлении. В отсутствие кислорода фермент лактатдегидрогеназа превращает пируват в лактат, потребляя при этом 2 Н ^{+ .} Однако, когда среда богата кислородом или концентрация лактата высока, тот же фермент превращает лактат в пируват, образуя при этом 2 H ^{+ .} Реакция может быть представлена ​​как:

  $$\ce{CH_3COCOO^- + NADH + H^+ \leftrightharpoons CH_3CH(OH)COO^- + NAD^+}$$

  Таким образом, когда концентрация лактата увеличивается, фермент лактатдегидрогеназа катализирует (вышеупомянутую) реакцию в обратном направлении. После этого полученный пируват можно использовать в цикле трикарбоновых кислот.

PS: были исследования, которые теперь предполагают, что именно лактат, а не глюкоза, является основным источником энергии нейронов. Согласно гипотезе лактатного челнока, соседние с нейронами глиальные клетки превращают глюкозу в лактат, который затем используется нейронами. Это согласуется с наблюдением, что внеклеточная жидкость, непосредственно окружающая нейроны, богаче лактатом по сравнению с кровью и спинномозговой жидкостью, как показано в исследованиях микродиализа. Эти исследования показывают, что глюкоза не является фактическим основным источником энергии нейронов.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Как видите, первая реакция в обоих случаях$\ce{lactate \rightarrow pyruvate}$. Однако основное отличие возникает после этой реакции. В мышечных клетках этот пируват используется в цикле Кребса, для которого первым ферментом является пируватдегидрогеназа, превращающая пируват в ацетил-КоА. Однако в глюконеогенезе, т.е. образовании новой молекулы глюкозы (часть цикла Кори), первым этапом является превращение пирувата в оксалоацетат, катализируемое ферментом пируваткарбоксилазой. Таким образом, хотя первый шаг в обоих процессах одинаков, конечный продукт совершенно разный.

Использованная литература:

• Молочная кислота — Википедия

• Лактатдегидрогеназа - Википедия

• Цикл Кори — Википедия

Спасибо, Дэвид и Homosapien.

HomoSapien опубликовал ответ, который я принял.

Я включил сюда полезную диаграмму, показывающую превращение лактата в пируват в ацетил-КоА, и описание того, как это связано с вопросом.

Как уже упоминалось, не следует путать два разных процесса. Есть цикл Кори, также известный как цикл молочной кислоты, в котором задействованы печень, кровь и мышцы. Печень превращает лактат-> пируват-> глюкозу (этот процесс в печени называется глюконеогенезом). Глюкоза поступает в мышцы. Мышцы выполняют Глюкоза->Пируват->Лактат, лактат поступает в печень и в этом цикле. таким образом, лактат очень косвенно подпитывает анаэробный метаболизм в мышцах. Также обратите внимание (я понял из разговора с биохимиком), что когда пируват превращается в глюкозу, технически это не является обратным гликолизу, поскольку используются другие ферменты и это другой путь. Я вижу, что превращение пирувата в лактат является обратным молочнокислому брожению, поскольку используется тот же фермент, ЛДГ.

Другой процесс, который довольно интересен и о котором меньше говорят в популярных статьях, происходит полностью внутри мышцы. Дэвид объяснил, что это лактат -> пируват -> ацетил-КоА. Там нет преобразования в глюкозу. И, как указал мне Брайан, метаболизм лактата, о котором они говорят в этой статье, на самом деле не является чем-то особенным - все реакции, кроме лактата-> пирувата, являются точно такими же реакциями стандартного аэробного метаболизма глюкозы. Это - Лактат-> Пируват-> Ацетил-Коа - это то, о чем говорится в статье. Главное, на что следует обратить внимание, это то, что превращение лактата в пируват осуществляется ферментом ЛДГ, который может работать в обоих направлениях, и при превращении лактата в пируват происходит обратное «молочнокислое брожение». Другая часть, пируват->

Я нашел в этой статье действительно хорошую картинку, которая помогает объяснить вещи, связанные с ответом на мой вопрос, в отношении процесса, при котором мышцы превращают лактат в пируват в качестве топлива для аэробного дыхания... аэробный)

Итак, на картинке показана клетка и митохондрии внутри нее.

Сама статья называется «Лактат как топливо для митохондриального дыхания».

На этой картинке мы видим, что гликоген, который будет преобразован в глюкозу, преобразуется в пируват (гликолиз), а некоторое количество пирувата превращается в лактат с помощью ЛДГ (молочнокислого брожения). Но некоторое количество пирувата может попасть в митохондрии, что будет способствовать митохондриальному дыханию. То, как лактат будет подпитывать митохондриальное дыхание, будет превращать лактат в пируват с помощью ЛДГ, и этот пируват затем попадет в митохондрии для подпитки аэробного дыхания.

Поэтому, когда эта страница, например, (цитируя то, что я знаю, является точной частью этой статьи), говорит, что «лактат, вырабатываемый во время упражнений, может быть «переработан» в глюкозу и использоваться в качестве топлива мышцами». Это относится к циклу кори. , поскольку в нем упоминается превращение лактата в глюкозу. В то время как, напротив, в этой статье говорится о процессах исключительно внутри мышц. Также в цикле Кори речь идет об использовании пирувата для анаэробного метаболизма (анаэробный метаболизм происходит в цитоплазме), а в документе упоминается об использовании пирувата для аэробного дыхания (реакция в митохондриях).