Ως μαθητής που αγωνιζόταν στον στίβο στο γυμνάσιο, ο Robert Leija είχε εμμονή με το πώς να βελτιώσει την απόδοσή του, και συγκεκριμένα, να αποτρέψει τη συσσώρευση γαλακτικού οξέος στους μύες του κατά τη διάρκεια της προπόνησης. Όπως πολλοί άλλοι αθλητές, θεωρούσε ότι το γαλακτικό οξύ ευθυνόταν για την κόπωση των επιδόσεων και τον μυϊκό πόνο που βίωσε μετά από έντονες προπονήσεις.
Αλλά ως φοιτητής κινησιολογίας στο Fresno State, του έδωσαν ένα εγχειρίδιο που του έλεγε ότι τα είχε όλα λάθος. Το γαλακτικό οξύ δεν είναι σημάδι κινδύνου ότι οι αθλητές έχουν εξαντλήσει την παροχή οξυγόνου του σώματός τους, αλλά πιθανότατα ένα φυσιολογικό προϊόν της μεταβολικής δραστηριότητας που απαιτείται για την τροφοδοσία των μυών κατά τη διάρκεια της συνεχούς άσκησης.
Τώρα, ως μεταπτυχιακός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, η έρευνα του Leija παρέχει μια πολύ σαφέστερη εικόνα του ρόλου του γαλακτικού στο σώμα, διαψεύδοντας περαιτέρω την ιδέα ότι το γαλακτικό είναι σημάδι της στέρησης οξυγόνου στους μύες.
Σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο Nature Metabolism, ο Leija, και οι συνεργάτες του έδειξαν ότι το γαλακτικό παράγεται φυσιολογικά στους ανθρώπους μετά την κατάποση υδατανθράκων.
Το γαλακτικό εισέρχεται γρήγορα στην κυκλοφορία του αίματος, πριν ακόμα εμφανιστεί η γλυκόζη. Η διαιτητική γλυκόζη δεν είναι ένα τοξικό υποπροϊόν που πρέπει να αποβάλλεται κατά τη διάρκεια της σκληρής άσκησης, αλλά μετατρέπεται γρήγορα σε γαλακτικό οξύ. Το γαλακτικό και γλυκόζη είναι οι δύο κύριοι φορείς άνθρακα και ενέργειας στο σώμα.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ταχεία μετατροπή της γλυκόζης σε γαλακτικό, ξεκινώντας αρχικά από τα έντερα, είναι ένας τρόπος για τον οργανισμό να αντιμετωπίσει μια ξαφνική δόση υδατανθράκων.
Το γαλακτικό οξύ, σε συνεργασία με την ινσουλίνη, ρυθμίζει την εμφάνιση της γλυκόζης στο αίμα. «Αντί για μια μεγάλη αύξηση της γλυκόζης, έχουμε μια αύξηση του γαλακτικού οξέος και της γλυκόζης μετά το φαγητό», δήλωσε ο George Brooks, καθηγητής ολοκληρωμένης βιολογίας στο UC Berkeley. «Και όσο περισσότερο μετατρέπεται σε γαλακτικό από τη γλυκόζη, τόσο καλύτερη είναι η διαχείριση της γλυκόζης. Το γαλακτικό είναι ένα ρυθμιστικό διάλυμα υδατανθράκων».
Ο Brooks και οι συνάδελφοί του είχαν δείξει στο παρελθόν ότι αυτό ήταν αλήθεια κατά τη διάρκεια έντονης άσκησης. Η νέα μελέτη επιβεβαιώνει ότι το γαλακτικό παίζει τον ίδιο ρόλο και κατά τη διάρκεια της κανονικής φυσικής δραστηριότητας -που δεν περιλαμβάνει άσκηση-και της ανάπαυσης.
«Τα στοιχεία δείχνουν ότι το γαλακτικό δεν πρέπει να σχετίζεται με τον αναερόβιο μεταβολισμό -αυτός είναι μεταβολισμός με περιορισμένο οξυγόνο. Είναι απλώς μια φυσιολογική απόκριση στην κατανάλωση υδατανθράκων ή στην άσκηση», είπε ο Leija. «Στην άσκηση, το γαλακτικό χρησιμοποιείται ως η κυρίαρχη πηγή καυσίμου. Γι’ αυτό το γαλακτικό στο αίμα σας αυξάνεται καθώς ασκείτε λίγο πιο σκληρά. Δεν είναι ότι παράγεται ως απόβλητο προϊόν. Εισέρχεται στο αίμα επειδή πρέπει να πάει στο ιστούς που το χρειάζονται για να συνεχίσουν τη φυσιολογική τους απόδοση».
Ανοχή γλυκόζης
Η μελέτη διεξήχθη σε 15 υγιείς, σωματικά δραστήριους νεαρούς ενήλικες -οκτώ γυναίκες και επτά άνδρες- ως μέρος μιας ευρύτερης έρευνας για να προσδιοριστεί πόσο καλά οι άνθρωποι αλλάζουν από το μεταβολισμό του λίπους στον μεταβολισμό των υδατανθράκων καθώς γερνούν. Ζητήθηκε από τους εθελοντές να νηστέψουν μια νύχτα (12 ώρες) για να εξαντλήσουν τα αποθέματά τους σε υδατάνθρακες και γλυκογόνο, έτσι ώστε να παίρνουν ενέργεια κυρίως από τη διάσπαση των λιπών -να χρησιμοποιούν λιπαρά οξέα για την ενίσχυση των βασικών σωματικών λειτουργιών.
Στη συνέχεια οι συμμετέχοντες ήπιαν 75 γραμμάρια γλυκόζης, η οποία απορροφάται ταχέως, για να τονωθεί η μετάβαση από το μεταβολισμό των λιπαρών οξέων στο μεταβολισμό των υδατανθράκων. Αυτό είναι παρόμοιο με το τεστ ανοχής γλυκόζης που χρησιμοποιείται για τη διάγνωση του διαβήτη τύπου 2 και επίσης δίνεται σε έγκυες γυναίκες για έλεγχο για διαβήτη κύησης.
Η μελέτη του Brooks διέφερε από προηγούμενες στο ότι ο ίδιος και οι συνάδελφοί του, συμπεριλαμβανομένου του Leija, παρακολούθησαν στενά τα επίπεδα του γαλακτικού οξέος στο αίμα των εθελοντών σε διάστημα δύο ωρών μετά την κατάποση της γλυκόζης και μετρήθηκε περιοδικά η αναλογία οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα στα αναπνοή, η οποία υποδεικνύει την αναλογία των λιπαρών οξέων έναντι των υδατανθράκων που καίγονται.
Προκειμένου να υπολογίσουν την ποσότητα του γαλακτικού οξέος που εισήλθε στο αίμα σε σύγκριση με τη γλυκόζη, έγχυσαν γαλακτικό και ιχνηθέτες γλυκόζης -γαλακτικό σεσημασμένο με σταθερό, μη ραδιενεργό ισότοπο, άνθρακα-13 και γλυκόζη σεσημασμένη με δευτέριο- για 90 λεπτά ώστε για να φέρουν τα επίπεδα των σεσημασμένων γαλακτικού και γλυκόζης στο αίμα μεταξύ 1% και 2%. Η αραίωσή τους από την εισερχόμενη, μη επισημασμένη διατροφική γλυκόζη επέτρεψε να καθορίσουν την κινητική, δηλαδή την εμφάνιση, την εξαφάνιση και την κάθαρση του γαλακτικού και της γλυκόζης του αίματος.
Τα περισσότερα τέτοια πειράματα μετρούν τη στατική συγκέντρωση στο φλεβικό αίμα, η οποία παρέχει λίγες πληροφορίες σχετικά με την κινητική της γλυκόζης και του γαλακτικού οξέος. Η δειγματοληψία αίματος από τις αρτηρίες ήταν το κλειδί για την επιτυχία της μελέτης, είπε ο Leija. Αυτό επέτρεψε στους ερευνητές να δουν τι συνέβη στο έντερο. Συνήθως, μια φλέβα του αντιβραχίου χρησιμοποιείται για τη δειγματοληψία αίματος 30 λεπτά μετά από κατάποση γλυκόζης, αλλά αυτή η δειγματοληψία δίνει μπερδεμένα αποτελέσματα.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι εθελοντές άρχισαν να μετατρέπουν τη διατροφική γλυκόζη σε γαλακτικό πριν καν φύγει από τα έντερα. Τα επίπεδα γαλακτικού άρχισαν να αυξάνονται στο αρτηριακό αίμα μόλις πέντε λεπτά μετά το γεύμα, ενώ η γλυκόζη που συχνά διαφημίζεται ως το ενεργειακό νόμισμα του σώματος, εμφανίστηκε στην κυκλοφορία του αίματος μόνο 15-30 λεπτά μετά την κατάποση γλυκόζης.
«Ο πρώτος υδατάνθρακας μετά από ένα γεύμα γλυκόζης εισέρχεται στο αίμα ως γαλακτικό οξύ γιατί αυτό φτιάχνουν τα κύτταρα του εντέρου και επειδή το μεγαλύτερο μέρος της γλυκόζης δεσμεύεται από το συκώτι πριν απελευθερωθεί στο αίμα για τους μύες, όπου η γλυκόζη θα μετατραπεί σε γαλακτικό», είπε ο Brooks. «Μπορούσαμε να το δούμε αυτό λόγω της κάθαρσης και της οξείδωσης του γαλακτικού και επειδή ο άνθρακας-13 από τον ιχνηθέτη γαλακτικού εμφανίστηκε στη γλυκόζη του αίματος. Το γαλακτικό είναι ένας σημαντικός ενεργειακός δρόμος για τη διανομή υδατανθράκων -ροής ενέργειας άνθρακα».
Περισσότερες πληροφορίες: Robert G. Leija et al, Enteric and systemic postprandial lactate shuttle phases and dietary carbohydrate carbon flow in humans, Nature Metabolism (2024). DOI: 10.1038/s42255-024-00993-1.
