(完整word版)人体内的乳酸代谢

1、人体内的乳酸(C3H6O3)代谢文/徐占胜乳酸是人体代谢过程中的一种重要中间产物，它与糖代谢、脂类代谢、蛋白质代谢以及细胞内的能量代谢关系密切。 本文从产生和消除这两个方面阐明它的 代谢过程及其生物学意义。1 乳酸(C3 H6 03 )的产生人体内的乳酸源于葡萄糖(C6 H1 206)和糖元的酵解过程。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。具体过程可用如下反应式简单表示：C6H1206 * 2C3H603+2ATPC6H1206(单位：糖元)2C3H603+3ATP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

2、 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 ImmoLkg-1 湿肌，而在剧烈运动时却高达 39mmoL kg-1 湿肌。为什么会有如此大的差异呢？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。运动时，随着细

3、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。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。总之，细胞无时不在产生乳酸，但产量却因细胞活动状态和给氧状况的不同 而有差异，具体可用下图表示：糖酵解过程中，除有乳酸的生成外，还伴有

4、能量的释放和 ATP 的合成，但 利用率比有氧呼吸低得多(有氧分解 1 分子葡萄糖形成 36 分子的 ATP。那么, 糖、酵解过程为什么仍广泛存在呢？原来糖酵解是人体细胞，特别是剧烈运动时骨骼肌的主要能量来源。短时剧烈运动时能量来源相对分配表(%运动时间(s )磷酸原供能糖酵解供能有氧代谢供 能10534433023492890124246由表中数据可知，糖酵解供能占总能耗的比例极高，因此糖酵解的存在保证 了细胞对能量的需求，特别是满足了剧烈运动时对能量的快速大量需求。2 乳酸(C3 H6 03 )的消除虽然，伴随着乳酸的产生，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

5、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, 人体内必须消除乳酸，具体过程如下：2.1直接氧化分解为 CQ 和 H20在氧气充足的条件下，骨骼肌、心肌或其它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。2.2经糖异生途径生成葡萄糖和糖元运动时，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 脏和骨骼肌细胞中的糖异生途径， 将大量的乳酸转变成葡萄

6、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 用于糖元的合成，用以恢复细胞中的糖元储备。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。2.3用于脂肪酸、丙氨酸等物质的合成在肝脏细胞中，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。2.4随尿液和汗液直接排出上述 2.1 和 2.2 是乳酸消除的主要途径， 2.4 过程消除量极少，仅占总消除 量的5%左右。经过上述 4 个过程可以消除细胞和组织内乳酸的积存，其生理意 义在于： （1）释放并利用残存于乳酸中的化学能； （2）维持内环境的稳态； （3） 消除细胞中的乳酸， 确保糖酵解持续稳定地进行， 为生命活动提供稳定的能量来 源；（4）实现糖类、脂