Hipotezu laktatnog transportera ili šatla je predložio George Brooks sa University of California, Berkeley, opisavši unutarćelijsko i međućelijsko kretanje laktata. Pretpostavka se zasniva na opažanju da se laktat formira i kontinuirano troši u različitim ćelijama, i u anaerobnom i aerobnim uvjetima. Nadalje, laktat koji je proizveden na mjestu sa visokom stopom glikoliza i glikogenoliza može biti prebačen na susjedne ili udaljene lokacije, uključujući srce ili skeletne mišiće, gdje se može koristiti kao glukoneogeni prekursor ili supstrat za oksidaciju.
Uz ulogu izvora goriva pretežno u mišićima, srcu, mozgu i jetri, hipšoteza laktatnog šatla se odnosi i na njegovu ulogu u signalizaciji redoks reakcija, ekspresiji gena i kontroli lipolize. Ove dodatne uloge laktata su dovele i do izraz 'laktormon', koji se odnose na ulogu laktata kao signalizirajućih hormona.
Laktat i Corijev ciklus Prije formiranja laktata, prema ovoj hipotezi, laktat je dugo bio smatran proizvodom razlaganja glukoze putem kroz glikolize u toku anaerobnog metabolizma. Kao sredstvo za regeneraciju oksidiraranog NAD+, laktat dehidrogenaza katalizira konverziju piruvata, za laktat u citosolu, oksidacije NADH u NAD+, regeneraciju potrebne podloge potrebne za nastavak glikolize. Laktat se zatim prenosi iz perifernih tkiva u jetru putem Corijevog ciklusa, gdje se reformira u piruvat kroz obrnutu reakcije pomoću laktat dehidrogenaze. Po ovoj logici, laktat se tradicijski smatra otrovnim metaboličkim nusproduktom, što bi moglo dovesti do umora i bolova u mišićima u vrijeme anaerobnog disanja. Laktat je u suštini isplata za kisični dug, koga su Hill i Lupton definirali kao "ukupni iznos kisika koji se utroši nakon prestanka vježbanja, tokom u oporavka."
Međućelijske uloga laktatnog šahtla Osim Corijevog ciklusa, hipoteza laktatnog transporta predlaže komplementarne funkcije laktata u više tkiva. Za razliku od dugo održavanog vjerovanja da se laktatz formira kao rezultat metabolizma pri ograničenju kisika, postoje značajni dokazi da se laktata formira i pod aerobnim i anaerobnim uvjetima, kao rezultat ponude podloge i ravnotežne dinamike.
Tkivna upotreba: mozak, srce i mišići Tokom fizičkih napora ili umjerenog intenziteta vježbi, laktat se ispušta iz radnog mišića i drugih tkiva i čini primarni izvor goriva za srce, na izlazu iz mišića putem monokarbokslatnog transporta proteina (MCT). This evidence is supported by an increased amount of MCT shuttle proteins in the heart and muscle in direct proportion to exertion as measured through muscular contraction. Osim toga, činjenica su neuroni i astrociti pokazali da sadrže MCT proteine, ukazuje na to da laktatni transporteri mogu biti uključeni u metabolizam mozga. Astrociti sadrže MCT4, koji ima nizak afinitet za laktarni transporter (Km = 35 mM), što ukazuje da njegova funkcija u prenosu laktata posljedica glikolize. Nasuprot tome, neuroni ispoljavaju MCT2, sa visokim afinitetom transporta putem laktata (Km = 0.7mM). Dakle, hipoteza predviđa da astrociti proizvode laktat koji se potom odvodi od puomoću susjednih neurona i oksidira za gorivo.
Međućelijska uloga laktatnog šatla Hipoteza o laktatnom transporteru objašnjava ravnotežu proizvodnje laktata u citosolu, preko glikolize ili glikogenolize i oksidacije laktata u mitohondrijama.
Peroksisomi MCT2 transportera u peroksisomima funkcionira kao transporter piruvat, gdje je reduciran za peroksisomsku LDH (pLDH) do laktata. S druge strane, NADH se pretvara u NAD+, regenerirajući to potrebno komponentu za kasniju β-oksidaciju. Laktata se zatim prenosi od peroksisoma, preko MCT2, gdje se oksidira od citoplazmatskom LDH (cLDH) u piruvat, stvaranjem NADH za korištenje energije i završetak ciklusa (vidi sliku).
Mitohondrije Dok je citosolni fermentacijski put laktata dobro uspostavljen, nova karakteristika laktatnog šatla je oksidacija laktata u mitohondrijama. Baba i Sherma (1971.) bili su prvi koji su identificirati enzim laktat dehidrogenazu (LDH), unutrašnje membrane i matrica mitohondrija, u srčanom i skeletnim mišićima pacova. Takođe je utvrđeno da laktat može se oksidiran tako brzo kao i piruvat u mitohondrijama jetre pacova. Jer laktat ili se može oksidirati u mitohondrijama (povratak u piruvat za ulazak u Krebsov ciklus, stvarajući NADH), ili služe kao glukoneogenetski prekursori, a unutarćelijski laktatni transporteri čine većinu laktatnog prometa u ljudskom tijelu (što dokazuje i blago povećanje koncentracije arterijskog laktata). Brooks i dr. su to potvrdili 1999, kada su otkrili da oksidacija laktata premašuje piruvatnu oko 10-40% u jetri, skeletnim mišićima i srčanom mišiću pacova. Postepeno, LDH je nađena u mitohondrijama, jetre, bubrega i srca pacova.
Reference
Vanjski linkovi http://elibrary.wayne.edu/record=b3043899~S47
Kategorija:Ekspresija gena Kategorija:Hormoni Kategorija:Respiratorna fiziologija Kategorija:Ćelijsko disanje Kategorija:Hemijska patologija