一项新的研究揭示了乳酸在细胞中的重要作用,这一发现可能改变医生治疗与糖尿病和艾滋病相关的血液疾病的方式。研究结果发表在6月的《美国生理学杂志》(American Journal of Physiology)上。
在运动过程中,肌肉细胞所需的能量超过身体准备提供的能量。传统生理学认为,细胞通过将淀粉和糖转化为较简单的化合物丙酮酸,并进入需氧或厌氧代谢途径来满足这一需求。需氧代谢利用氧气为饥饿的肌肉制造更多能量,但过程较慢。因此,大部分丙酮酸走厌氧路线,转化为乳酸。随后,乳酸被清除出细胞,在这些部位会损伤疲劳的肌肉。
然而,五年前研究人员证明乳酸也有益处。在运动期间,它有助于中和高水平钾离子,而高浓度钾会导致肌肉疲劳。
现在,加州大学伯克利分校的George Brooks及其同事证明,无论有无氧气,乳酸都存在于大鼠肌肉细胞中。研究组还发现了一套似乎能将乳酸运往细胞能量中心——线粒体的蛋白质。
Brooks研究组之前的工作表明乳酸能充当燃料,因此研究人员推测这些蛋白质帮助细胞将乳酸作为替代能量资源,即使在有氧条件下也是如此。
这些发现对糖尿病和艾滋病患者尤其具有重要意义,因为这些患者可能因血液中乳酸过量而死亡,即乳酸酸中毒(lactic acidosis)。
传统代谢模型认为乳酸积累与细胞缺氧有关,因此常规治疗是补充氧气和使用碳酸氢盐缓冲液。但Brooks的新研究表明,高浓度乳酸并非因缺氧,而是线粒体中乳酸加工出现问题。因此,增加氧气对此病不可能有帮助。此外,这些新发现还将影响研究人员了解基础代谢过程的方式。