حمض اللاكتيك

حمض اللاكتيك

أو حمض اللبنيك أو الحمض اللبني هو مركب كيميائي مهم في العديد من العمليات الكيميائية الحيوية، وهو يصنف كيميائياً على أنه حمض كربوكسيلي له الصيغة C2H4OHCOOH.

ينتج حمض اللبنيك أساسا من العضلات والجلد وخلايا الدم الحمراء وخاصة في حالة عدم وجود الأكسجين. قياسه يسمح بتحديد حالة الأكسدة الأنسجة والتوازن بين ايونات (الشحن موجبة(+) أو سالبة و(-)).

كما تنتجه البكتيريا المستنبتة في الحليب فيسبب الطعم الحامض. وبجانب وجوده في الألبان (الحليب) يتواجد الحمض اللبني في أطعمة مختلفة،كذلك يوجد في عدد من الفواكه، وفي الخمر وفي العضلات.

البكتريا

هذه بعض البكتريا التي تستعمل سكر اللاكتوز(سكر الحليب) Bacillus acidilacti و Lactobacillus delbueckii و L. bulgaricuswhey، حيث ينتج حمض اللبنيك عن التخمر بواسطة بكتريا حمض اللبن في غياب الاوكسجين.

المجهود العضلي والتخمر اللبني

في خلايا الثديات يتشكل حمض اللبنيك نتيجة عملية تحلل السكر في الخلية في غياب الأوكسجين والتي تتم على الشكل التالي: D-Glucose-->(Glycolysis)--> 2 Pyruvic acid-->(Lactate dehydrogenase LDH)--> 2 Lactic acid الكليكوز --> تحلل الكليكوز في ستوبلازم الخلية -->حمض البيروفيك

في وجود الأوكسجين : يدخل حمض البيروفيك إلى الميتكوندريا حيث تتم أكسدته بواسطة دورة كريبس krebs cycle ليتنج الطاقة وتكون النواتج الأخيرة هي الماء وثاني أكسيد الكربون.

في غياب الأوكسجين:تتم عملية تخمر حمض البروفيك لإنتاج الحمض اللبني. حيث يتكاثر في ستوبلازم الخلية وبعد ذلك يمر عبر غشاء الخلية ليخرج إلى الدم.

أثناء الرياضة يرتفع تركيز حمض اللبني في الدم لعدة أضعاف نتيجة تسارع عملية تحلل السكر. ومن الدم يمر الحمض اللبني إلى الكبد ،حيث يتم تدورير الحمض اللبني إلى حمض البروفيك، ومدة ساعة من الزمن سيختفي الحمض اللبني من الدم، وقبل الإعياء من شدة المجهود العضلي وهذا يعني انه غير مسؤول عن الشعور بالإعياء والتعب الذي يتبع الرياضة.

لمحة تاريخية

اعتقد خطأً في البداية أنه أحد فضلات عملية تحلل السكر حيث وجهت اليه التهم انه سبب تعب العضلات.

لكن الأبحاث أظهرت أنه أحد أهم المركبات الحيوية الناتجة من تحلل السكر والذي بدوره يدخل إلى الميتوكوندريا حيث تتم أكسدته بواسطة دورة كريبس krebs cycle وإنتاج مركب الطاقة ATP.

الاستخدام الصيدلاني

عامل محمض للأطعمة والشرابات ومستحضرات التجميل والأشكال الصيدلانية الأخرى. يُستخدم في المستحضرات الصيدلانية والتجميلية خاصة لخواصه المطرية والمحسنة للجلد.

من الاستخدامات الأخرى لحمض اللبنيك:

كمادة حافظة في الأغذية .

في الأشكال الحقنية والمضغوطات كمصدر للبيكربونات لعلاج القلاء الاستقلائي.

كقاتل للنطاف.

في التحاميل المهبلية لعلاج داء المبيضات leucorrhea .

في أغذية الأطفال Infomt feeds.

لعلاج الثآليل في الأشكال الموضعية التطبيق.

التأثير على صحة الجسم

ينتج حمض اللبن في الجسم بكميات متوقعة (سابقاً) كناتج نهائي للاستقلاب اللاهوائي للكربوهيدرات والتي تسبب الألم عندما تكون بشكل مركز ويمكن أن نعتبره غير سام بالتراكيز التي تستعمل فيها كسواغ. وعلى سبيل المثال إن محلولاً منه بتركيز 1% غير مؤلم عند تطبيقه على الجلد. و لا توجد أي دلالة على كونه مادة مسرطنة أو مشوهة أو مسببة للطفرات .

سلامة الاستعمال

تختلف الاحتياطات المتبعة أثناء التعامل مع المادة باختلاف التراكيز و الظروف المحيطة. يمكن أن يسبب خروماً جلدية وعينية، وكما أنه يسبب الألم عند بلعه أو استنشاقه أو امتصاصه عبر الجلد، ونحتاج لدى استعماله لواقيات الأعين والقفازات المطاطية والساحبات .

يُنصح بالتعامل معه في غطاء من اللهب الكيميائي لتجنب التعرض المديد و المتكرر له و عند التعرض لبلع كمية منه ينبغي التمديد بكميات وافرة من الماء . و في حال التعرض للاستنشاق المفرط للمادة يجب نقل المصاب لبيئة جيدة التهوية تحت الحماية الطبية . لا ينتج حمض اللبن أي انفجارات أو حرائق خطرة و لكنه يدفع بأدخنة و لهب لاذعين .

التنافرات

يتنافر حمض اللاكتيك مع المؤكسدات و الألبومين ، كما أنه يتفاعل بشدة مع حمض النتريك و مع حمض هيدروفلوريك.

نظرية نقل حمض اللبني بين الخلايا

أثناء الرياضة يرتفع تركيز حمض اللبني في الدم لعدة أضعاف نتيجة تسارع عملية تحلل السكر.، والتي تكون أسرع من قدرة الخلايا على أكسدته ومن هنا نشاءت نظرية نقل حمض اللبني بين الخلايا The Cell- Cell Lactate Shuttle

و هي كالتالي: في أنسجة العضلات وخلال الرياضة المستمرة، حمض اللبن الذي ينتج في مواقع معينة مثل الألياف من نوع FG fiber(والتي هي ألياف تحتوي عدد أقل من الميتوكوندريا) ينقل إلى الألياف من نوع SO fiber (والتي هي ألياف تحتوي على عدد كبير من الميتوكوندريا)مباشرة أو يمكن أن ينتقل إلى الدم الوريدي ثم ينتقل إلى الألياف من نوع SO fiber ويتم ازالته بالتدليك أو المساج للعضلات.

ماهو حمض اللاكتيك حمض اللاكتيك

حمْضْ اللاكتيك : يتشكل من البيروفات، بفعل الديهيدروغيناز. ويوجد في جميع الأنسجة. وهو ناتج نهائي من تحلل السكر في العضل، وهو وسيط في دائرة "كولي" وهو حمض عضوي لالوني، يوجد في اللبن الحمض. ان حامض اللاكتيك ينتج في العضلات اثناء التمارين الرياضية حيث هو الناتج النهائي لتحلل جلوكوز الدم بعدم وجود اكسجين . و في الظروف الطبيعية يكون هناك توازن بين انتاج حامض اللاكتيك و التخلص منه . اما في حالة الاجهاد و التمارين الرياضية فتزداد كمية الحامض في العضلات اكثر من الكمية التي يتخلص منها الجسم . و حامض اللاكتيك مفيد للجسم لانه يساعده في انتاج الطاقة. تراكم حامض اللاكتيك في العضلات و التمزق العضلي اثناء التمارين الرياضية يسببان الالم بسبب اثارة التهابات عصبية حسية في العضلة. و يعد حامض اللاكتيك مسؤولاً عن حدوث الالم اثناء التمارين حيث ان حامض اللاكتيك لا يبقى في العضلة اكثر من 3 – 50 دقيقة بعد انتهاء التدريب و يتحول بعدها الى كلاكوجين عضلي او مخزون في الكبد او جلوكوز او حامض البيرفيك A.T.P  .

حمض اللاكتيك هو أحد الأحماض التي تنتج في جسم الإنسان وتحديداً في عضلات الجسم أثناء النشاط الرياضي.

حيث يعتبر هو الناتج النهائي لعملية تحلل الجلوكوز بدون أوكسجين

يطلق مصطلح "إنتاج حامض اللاكتيك " بـ(Ra) ويطلق على التخلص من هذا الحمض بـ(Rd).

عادة في جسم الإنسان الطبيعي يكون هناك توازن بين إنتاج حمض اللاكتيك و التخلص منه1(Ra=Rd).

إن تركيز حمض اللاكتيك في الدم في الفرد العادي (1.0-0.5) ملليلمول/لتر1.

مصير حمض اللاكتيك في الجسم:

ينتج حمض اللاكتيك بواسطة العضلات أثناء النشاط الرياضي وله مصيران2:

الأول:كمية قليلة منه تتحول إلى البيرفات (pyruvate) ومن ثم يتم تكسيره إلى ماء و ثاني أكسيد الكربون

الثاني: معظم حمض اللاكتيك يتم تحويله إلى جلوكوز بعملية تسمى(gluconeogenesis)2 بحيث يتم نقل حمض اللاكتيك من العضلات إلى الكبد في دورة تسمى دورة كوري (Cori Cycle) ويتم فيها تحويله إلى الجلوكز إلى جلايكوجن(glycogen) الذي يخزن في الكبد أو العضلات.

هناك اختلاف بين العلماء في نسبة حمض اللاكتلك الذي يتحول إلى جلوكوز ونسبة الذي يتحول إلى بيروفات.

منهم من قال 50% من الحمض يتحول إلى جلوكوز3 ومنهم من قال 20% من الحمض يتحول إلى جلوكوز4.

هناك مصادر تقول أن جزءا ً من حمض اللاكتيك يتم نقله إلى القلب ليستخدمه في إنتاج الطاقة.

ويرجع حمض اللاكتيك إلى مستواه الطبيعي بعد ساعة تقريباً لأن نصف العمر لحمض اللاكتيك في الدم هو

9.8 دقيقة5(وهذا يعني أنه بعد 9.8دقيقة التركيز سينخفض بمقدار النصف وبعد 19.6دقيقة سيهبط إلى الربع).

حمض اللاكتيك و الإجهاد العضلي:

هناك اعتقاد خاطئ وهو أن حمض اللاكتيك ضار وأنه ليس له أي فائدة لجسم الإنسان على الرغم أنه هو المسؤول عن تجديد NAD ليمكن الجسم من إنتاج جزيئات ATP أكثر وبالتالي الاستمرار في النشاط الرياضي.

عرف حمض اللاكتيك من زمن بعيد كسبب للإجهاد الرياضي. لأن إنتاج حمض اللاكتيك يؤدي إلى زيادة الحموضة في العضلة (Intracellular acidosis) فيشعر اللاعب بالإجهادfatigue و بالتالي لا يستطيع الاستمرار في النشاط الرياضي1.وأثبتت الدراسات التي أجراها(Karlesson Saltan1972) أن الرياضيين أصحاب القلوب الكبيرة لهم قدرة أكبر على التخلص من حمض اللاكتيك من الأشخاص غير الرياضيين.مما يدل أن هناك علاقة بين اللياقة البدنية ومستوى حمض اللاكتيك.

CH3CHOHCOOH CH3CHOHCOO +H+

حيث أن تحلل حمض اللاكتيك يؤدي إلى إنتاج أيونات الهيدروجين التي تؤثر على النشاط العضلي.

ولكن المقالات الحديثة تنفي أن يكون لحمض اللاكتيك الدور الأكبر في حدوث الإجهاد العضلي حيث تذكر هذه الدراسة أن الفوسفات غير العضوي(Inorganic Phosphate) له دور أكبر في حدوث الإجهاد العضلي. 6

لماذا يتنج حمض اللاكتيك في العضلات؟

أثبتت الدراسات حول العلاقة بين حمض اللاكتيك والنشاط الرياضي ومنهم (WASERMAN et al.1964)

أن زيادة حمض اللاكتيك في الدم تكون عندما يتمرن الإنسان عند معدل منخفض من الأكسجين(Hypoxia).كما أجريت أبحاث عن طريق(Connet et al.1984) و(Brooks et al.1983)

و (Helgenhaser et al.1983) و (Douglas1972) كلها تقول أن هناك ما يسمى البداية اللاهوائية Anaerobic Threshold) ) وأن عضلة الإنسان تعمل لاهوائياً عندما تصل إلى الجهد الأقل من الأقصى(submaximal exercise).يتجمع حمض اللاكتيك في العضلة عندما يكون معدل إنتاجه في العضلة أكبر من معدل التخلص منه مما يؤدي إلى تراكمه وبالتالي التوقف عن النشاط الرياضي.

إن هناك ما يسمى بالأقاليم الرياضية (exercise zones) ويتم تقسيمهم بحسب نبضات القلب.

ولكن يجب علينا أن نعرف ما هو الحد الأعلى لنبضات القلب (Maximum Heart Rate).

ويمكن حسابه تقريباً بالمعادلة التالية:

الحد الأقصى لنبضات القلب=220- عمر الإنسان

وبناء على هذه المعادلة يمكن تقسيم الأقاليم بناء على الحد الأقصى لنبضات القلب إلى:

الإقليم

النسبة المئوية لنبضات القلب

التدريب المتوسط moderate activity

50-60%

المحافظ على الوزن weight control

60-70%

التدريب الهوائي aerobic

70-80%

التدريب اللاهوائيAnaerobic*

80-90%

التدريب الأقصى

90-100%

*: هذا هو الإقليم التي يظهر فيه حمض اللاكتيك

فمثلاً لو كان عمر المتدرب 20 سنة سيكون الحد الأقصى لنبضات القلب =200نبضة في الدقيقة وبالتالي سيبدأ التمرين اللاهوائي (أي إنتاج حمض اللاكتيك ) عند80% من 200 و هي تساوي 160 نبضة في الدقيقة.

ما هو الدين الأكسجيني؟

إن كل إنسان لديه مخزون مقداره 2 لتر من الأكسجين ولكن أثناء التمرين الرياضي كل هذا المخزون ينفذ ولهذا يجب على الإنسان بعد النشاط الرياضي أن يعوض هذا النقص وذلك عن طريق استنشاق 11 لتر من الأكسجين.

وهو جزءان: الجزء الأول هو عبارة عن الدين الأكسجيني الذي لا علاقة له بحمض اللاكتيك وهو عبارة عن 3.5 لتر.والجزء الثاني هو الدين الأكسجيني المتعلق بحمض اللاكتيك ومقداره (8 لتر).2 كبف نقيس كمية حمض اللاكتيك في الدم؟

طبعاً هناك الطرق التقليدية عن طريق المعامل التقليدية في المستشفيات. و في الفترة الأخيرة ظهرت هناك أجهزة يدوية يمكنها قياس الدم بنفس الطرقة التي تقوم بها أجهزة السكر اليدوية بقياس تركيز السكر في الدم.