九、乳  酸

九、乳  酸

血中的乳酸(lactic acid,Lac)主要来自红细胞和肌肉。人体组织在无氧的条件下(如肌肉剧烈运动时的缺氧情况)葡萄糖酵解功能,最终产物为乳酸。血乳酸的浓度与缺氧情况一致。肝是清除乳酸的主要器官,血乳酸浓度可作为观察患者循环障碍,无氧代谢的一项生化指标。库血血浆中乳酸反映了糖代谢水平,随保存期延长而增高。

【乳酸产生】

1.人体内的乳酸源于葡萄糖和糖原的酵解过程。代谢过程十分复杂,需要众多的酶参与,这些酶都存在于细胞质基质中,因此,产生乳酸的场所是细胞质基质。

2.糖酵解是细胞广泛存在的代谢途径,特别是在耗能较多的组织细胞(如神经细胞、骨髓细胞、骨骼肌细胞和血红细胞)内更加活跃。但是,不同的细胞或同一细胞在不同状态下,乳酸的产生量有着显著的差异。如骨骼肌细胞正常状态下肌乳酸浓度为1mmol/kg湿肌,而在剧烈运动时却高达39mmol/kg湿肌。①正常生理状态下,细胞内的糖分解速度较慢,产生的丙酮酸和NADH较少,并且绝大多数的丙酮酸可进入线粒体内被彻底氧化分解;大部分NADH通过线粒体膜上的电子穿梭系统将一对电子传递给线粒体内的NAD,参与丙酮酸的氧化过程,自身转变为NAD。细胞质基质中只存留少量的丙酮酸和NADH,在乳酸脱氢酶的作用下,生成乳酸。②运动时,随着细胞内ATP和CP的消耗,细胞质内的ADP、AMP、Pi和肌酸大大增加,激活了细胞内的糖分解过程,产生大量的丙酮酸和NADH,而且,其生成速率远远超过线粒体内的氧化速率,结果,丙酮酸和NADH在细胞质基质中大量积累,导致细胞内产生较多的乳酸。③另外,缺氧亦是引起乳酸增加的重要原因。当人处于缺氧或剧烈运动时,细胞供氧不足,线粒体内丙酮酸和NADH的氧化分解过程受抑制,从而导致丙酮酸和NADH在细胞质基质中大量积累,加快了乳酸的生成。

【乳酸消除】 乳酸的产生,人体可以获得大量的能量,对各项生命活动的完成十分重要,但是乳酸的存在,特别是当它大量存在时,会导致人体内环境稳态的丧失,尤其是固有的酸碱平衡将被打破,轻则代谢紊乱,重则危及生命,因此,人体内机制在不断消除乳酸。

1.直接氧化分解为CO2和H2O。在氧气充足的条件下,骨骼肌、心肌或其他组织细胞能摄取血液中的乳酸,在乳酸脱氢酶的作用下,将乳酸转变成丙酮酸,然后进入线粒体被彻底氧化分解,生成CO2和H2O。在该过程中,贮藏在乳酸中的能量被彻底释放出来,参与细胞和生物体的各项生命活动。

2.经糖异生途径生成葡萄糖和糖原。运动时,肌乳酸大量产生并进入血液,使得血乳酸的浓度大大升高,激活肝和骨骼肌细胞中的糖异生途径,将大量的乳酸转变成葡萄糖,并且释放入血液,以补充运动时血糖的消耗;运动结束后,糖异生途径进一步加强,生成的葡萄糖用于糖原的合成,用以恢复细胞中的糖原储备。在糖异生过程中,要吸收大量的H,因此通过该过程可维护人体内环境的酸碱平衡,使机体内环境重新恢复稳态。

3.用于脂肪酸、丙氨酸等物质的合成。在肝细胞中,乳酸经由丙酮酸、乙酰辅酶A途径转变为脂肪酸、胆固醇、酮体和乙酸等物质,亦可经由丙酮酸,通过氨基转换作用生成丙氨酸,参与蛋白质代谢。

4.随尿液和汗液直接排出。(https://www.daowen.com)

【参考值】 正常值:<2.0mmol/L;需要救治:>4.0mmol/L;死亡率高:>9.0mmol/L。

【临床意义】

1.临床医生通过监测乳酸来评估治疗效果,乳酸水平降低说明组织氧供得到改善。

2.乳酸测定对指导重症监护患者救治有非常重要的作用,尤其是处理心肌梗死、心功能不全、血流不足引起的组织缺氧。

3.乳酸水平的增高可见于多种临床疾病。如休克、严重哮喘、一氧化碳中毒、心力衰竭、局域性血流灌注不足(组织缺氧)、糖尿病、恶性肿瘤、肝病、甲基丙二酸血症(由于甲基丙二酸在血中的堆积,导致严重到可引起死亡的代谢性酸中毒和酮症的一类先天性代谢性疾病)、糖原酶缺陷(影响糖类合成的酶缺陷)、脂肪酸氧化缺陷(影响脂肪酸分解的疾病)、脓毒血症。

4.药物也可引起乳酸酸中毒,如酒精中毒、阿司匹林、氰化物、双胍类(糖尿病药物)。

5.乳酸测定在临床中应用广泛,如开放性心脏手术、冠状动脉分流术、体外膜氧合(体外循环交换膜式氧合作用)、休克状况的评估、主动脉内球囊起搏器植入术、急诊科胸痛患者的分类救治、创伤病人急诊室的评估、急腹症的诊断、烧伤患者。

(邵冬华)