George Brooks kísérletének egyik alanyától vért vesznek, miközben egy kerékpáron teker egy olyan t George Brooks több, mint 40 éve próbálja megváltoztatni – laboratóriumi és klinikai körülmények között, valamint a sportok világában egyaránt – a laktáttal kapcsolatos uralkodó szemléletmódot, és úgy tűnik, a szavai lassacskán végre meghallgatásra találnak. Ugyanis mint azt az alábbiakban bemutatjuk, a laktát valójában nem a méreg, hanem az orvosság. A Cell Metabolism folyóirat egyik aktuális cikkében Brooks, a UC Berkeley integratív biológiájával foglalkozó professzora áttekinti, miként ismerték félre a laktát – vagy gyakoribb nevén tejsav – működését, mely aprócska molekula létére komoly szerepet játszik a metabolizmusban. Az izmok által termelt laktátot jellemzően „mellékterméknek” titulálták, ugyanis extrém terhelés hatására megemelkedik a szintje a vérben – az edzők és a sportolók úgy hitték, hogy a laktát okozza az izomfáradást, a teljesítménycsökkenést és a fájdalmat. A 70-es években azonban Brooks és diákjai, doktoranduszai és stábja mutatták ki elsőként, hogy a laktát valójában nem hulladékanyag. Inkább egy olyan üzemanyag, melyet az izomsejtek folyamatosan termelnek, és gyakran a legkelendőbb energiaforrásnak számít a testben: az agy és a szív hatékonyabban és erősebben tud dolgozni, ha glükóz – egy másik, a vérben keringő üzemanyag – helyett laktáttal látjuk el őket. „Ez egy történelmi tévedés”, mondja Brooks. „Korábban azt hitték, hogy a laktát akkor termelődik az izmokban, amikor nem áll rendelkezésre elegendő oxigén. Azt hitték, hogy egy fáradtság-növelő melléktermék, egy metabolikus méreg. De klasszikus hiba volt azt a gondolatmenetet követni, hogy ha egy sejt terhelés alatt van és magas a laktátszint, akkor a laktát a felelős a terhelésért. A helyes értelmezés az, hogy a laktát termelés egy terhelésre adott reakció, melynek célja a metabolikus stressz mérséklése. A sejtek ugyanis így tudják mérsékelni a metabolikus deficitjüket.” A fiziológusok, táplálkozástudósok, orvosok és sporttudósok fokozatosan kezdik felismerni, hogy a betegség vagy sérülés – például súlyos fejsérülés – során megfigyelhető magas laktát szint nem egy olyan probléma, melytől meg kell szabadulni, hanem pont, hogy a test egyik kulcsfontosságú regenerációs folyamata, melyet elő kell segíteni. „Egy sérülést követően az adrenalin aktiválja a szimpatikus idegrendszert, mely pedig fokozza a laktát termelést”, mondja Brooks. „Ez olyan, mintha felpörgetnénk a motort a verseny előtt.” Enélkül az üzemanyag nélkül a testnek nem lenne elegendő energiája arra, hogy helyreállítsa magát, és Brooks szerint a tanulmányok eredményei arra utalnak, hogy a betegség során, vagy sérülést követően alkalmazott laktát kiegészítők felgyorsíthatják a regenerációt. Több évtizedes kutatásai során Brooks felfedezte, hogy a test legalább 3 fő területen hasznosítja a laktátot: Alapvető üzemanyagként, alapvető vércukorszint kezelő anyagként, valamint stressz esetén a metabolikus adaptáció erőteljes jelző molekulájaként. Brooks a UCLA kutatóival közösen tanulmányozta a laktát szerepét az agyban. A színes képek azt mutatják, hogy az emberi agy a laktátot preferálja üzemanyagként, mely azt jelenti, hogy segíthet a traumás agysérülésen átesett páciensek kezelésében. (Stephen McNally fényképe) „Azért készítettem a tanulmányt, mert a különféle szakmákban tevékenykedő szakértők a laktát különböző hatásait tapasztalják, és ezeket szerettem volna összegezni”, mondja Brooks. „A sportolók évtizedek óta használnak laktát kiegészítőket üzemanyag gyanánt a hosszú erőkifejtések során; széles körben alkalmazzák sérülés utáni regenerációra és az acidózis kezelésére is. Klinikai kísérletek során a laktátot alkalmazzák a vércukorszint kontrollálására egy sérülést követően, az agy üzemanyaggal történő ellátására egy agysérülést követően, a gyulladás és a duzzanat kezelésére, a hasnyálmirigy-gyulladás, hepatitis és náthaláz gyógyítására, a szív üzemanyaggal történő ellátására egy szívinfarktust követően, valamint a vérmérgezés kezelésére is.” Brooks kutatásai az állóképességi sportolók számára is hasznosak voltak. 1989-ben egy sportitalokat gyártó céggel együttműködve megalkották a Cytomax energiaitalt, mely laktát polimert tartalmaz, ezáltal biztosítva a többlet energiát a versenyt megelőzően és során egyaránt. A laktát, glükóz és fruktóz kombinációja révén jobban ki lehet aknázni a test különféle üzemanyag-felhasználási módjait: a laktát kétszer gyorsabban jut el a vérbe, mint a glükóz – a csúcsértékét ezáltal nem 30, hanem már 15 perccel az elfogyasztást követően eléri. A legtöbb energiaital kizárólag glükózt és fruktózt tartalmaz. A laktát inga Brooks 1971-ben kezdte meg tanulmányait a UC Berkeley-n, és fiziológusként azóta is az edzés és a táplálkozás területére fókuszál. Felfedezte, hogy a normál izomsejtek folyamatosan laktátot termelnek, és megalkotta a „laktát inga” kifejezést azon visszajelző hurkok leírására, melyek révén a laktát közvetítőként vesz részt számos szövet és szerv sejtjeinek energiával történő ellátásában. George Brooks, az integratív biológiai professzora. (Stephen McNally fényképe) Számos formában tárolunk energiát: glikogénként, mely az étrendünk részét képező szénhidrátokból alakul át és kerül tárolásra az izmokban; valamint zsírsavakként, melyek trigliceridek formájában a zsírszövetben tárolódnak. Ha a testnek energiára van szüksége, a glikogént laktáttá és glükózzá, a zsírszövetet pedig zsírsavakká bontja le, melyek mindegyike a véráramba kerül üzemanyagként. Azonban Brooks elmondása szerint a kollégáival közösen igazolták, hogy a laktát számít a legfőbb üzemanyagnak. A glükóz és a glikogén összetett folyamatok során kerül feldolgozásra, melynek során laktát keletkezik. A tudósok közel egy évszázadon keresztül úgy hitték, hogy kizárólag akkor termelődik laktát, ha a sejteknek nem áll rendelkezésére elegendő oxigén. Azonban Brooks izotópos nyomjelzők segítségével először állatokban, majd ezt követően emberekben is kimutatta, hogy folyamatosan termeljük és felhasználjuk a laktátot. Az egyetemen atlétaként is tevékenykedő Brooks sokat olvasott a légzésről, a keringésről, az anyagcseréről és a táplálkozásról azért, hogy jobban megérthesse a teljesítménye változásait. Azonban fokozatosan rádöbbent, hogy komoly hiányosságok vannak a szakirodalomban, és úgy döntött, hogy az edzésfiziológusi szakmát választja. „Minél többet tudtam, annál inkább felismertem, hogy a sportolás és kutatás során tanultakat kiválóan tudom alkalmazni az emberi egészség és betegségek területén is.” A laktát inga azt jelenti, hogy a „termelő” sejtek laktátot állítanak elő, melyet felhasználnak a „fogyasztó” sejtek. Az izomszövetben például a fehér – vagy más néven „gyors rostos” – izomsejtek a glikogént és a glükózt laktáttá alakítják át, majd ellátják vele a szomszédos piros – vagy más néven „lassú rostos” – izomsejteket, ahol a mitochondriális retikulmban a laktát elégetésre kerül, így hozva létre az ATP nevezetű energiamolekulást, mely működteti az izomrostokat. Brooks elsőként mutatott rá, hogy a mitochondriumok egy összefüggő „csőhálózatot” alkotnak – egy retikulumot –, mely egy vízvezetékrendszerhez hasonlóan szövi át a sejt citoplazmáját. A laktát inga olyankor is megfigyelhető, amikor a dolgozó izmok laktátot termelnek, mely üzemanyaggal látja el a szívet, valamint fokozza az agy végrehajtó funkcióját. A laktát inga, valamint a mitochondriális retikulum felfedezése révén Brooks és UC Berkeley-beli kollégái új szemléletmódot hoztak létre a test metabolikus szabályozása kapcsán; nem csak a stresszhelyzetben lévő test esetében, hanem állandó jelleggel. Brooks versenyzőként a Madison Square Garden-ben a Freshman Mile Relay versenyen 1962-ben. A tudósok és orvosok évtizedeken át úgy hitték, hogy a sejtekben a glikogén és a glükóz a laktát prekurzor anyagává, az úgynevezett piruváttá bomlik le. Mint kiderült, ez téves, ugyanis a piruvát mindig átalakul laktáttá, mely a legtöbb sejtnél villámgyorsan belép a mitochondriális retikulumba és elégetésre kerül. Laktát nyomjelzők, izolált mitochondriumok, sejtek, szövetek és egész organizmusok – beleértve emberi alanyokat is – segítségével Brooks és UC Berkeley-beli kollégái felfedezték, mi az, ami eddig ismeretlen – és épp ezért gyakran félreértelmezett – maradt. Nemrég más tudósok is megerősítették mágneses rezonancia spektroszkópia (MRS) segítségével, hogy a laktát folyamatosan termelődik az izmokban és más szövetekben teljesen aerob (oxigéndús) körülmények között. Brooks elmondása szerint a laktát akkor okozhat problémát, ha nem kerül felhasználásra. A sportok világában az állóképességi edzés lényege a test arra kényszerítése, hogy alakítson ki nagyobb mitochondriális retikulumot a sejtekben a laktát hatékonyabb felhasználására, és ezáltal a jobb teljesítmény elérésére. Sokatmondó tény, hogy ha laktát áll rendelkezésre – például intenzív erőkifejtés során –, az izmok mitochondriumai azt preferálják inkább üzemanyagként, és akár még fel is függesztik a glükóz és a zsírsavak égetését. Brooks nyomjelzők segítségével bemutatta, hogy a szívizom és az agy is előnyben részesíti üzemanyagként a laktátot a glükózzal szemben, és hatékonyabban képesek dolgozni laktát-üzemanyag felhasználása esetén. A laktát a zsírszövetnek is jelzést küld, hogy ne bontsa le üzemanyaggá a zsírt. „A laktát kapcsán az egyik fontos tudnivaló az, hogy a keringésbe kerülve szerepet játszik a sejtek közti kommunikációban”, mondja Jen-Chywan “Wally“ Wang, a UC Berkeley táplálkozástudománnyal és toxikológiával foglalkozó professzora. „Ezért is jut neki rendkívül fontos szerep a normál anyagcserében, valamint a test homeosztázisának fenntartásában.” A laktát a test bankkártyája Tanulmányában Brooks kiemeli a laktát három fő funkcióját: A legfőbb energiaforrás; prekurzorként jelzi, hogy a máj termeljen több glükózt, mely segít a vércukorszint kontrollálásában; valamint jelző molekulaként kering a testben és a vérben, és a különféle szövetekkel – mint például a zsírszövettel – kommunikálva hatással van a stresszkezelésért felelős gének kifejeződésére is. Brooks, jobbra, egy 2003-as tanulmány során. Például tanulmányok rávilágítottak, hogy a laktát fokozza az agyi eredetű növekedési faktor (BDNF) termelést, mely pedig elősegíti az agyban a neurontermelést. Üzemanyagforrásként ráadásul a laktát közvetlenül fokozza az agy végrehajtó funkcióját, függetlenül attól, hogy a laktát külső forrásból, vagy edzés hatására került a szervezetbe. „Olyan, mint egy energia-bankkártya: a laktátot a fogyasztó sejtek mindenhol elfogadják”, mondja Brooks. Azonban az a tény, hogy a laktát egy általánosan felhasználható üzemanyag, problémát jelent a rákgyógyítás esetében, és egyes tudósok azt kutatják, hogy miként lehet blokkolni a laktát ingát a rákos sejtekben, ezáltal elvágva azokat az energiaforrásaiktól. „Annak felismerése, hogy a laktát a termelő és a fogyasztó sejtek közt ingázik a tumor sejtekben, azt az elképesztő lehetőséget vetíti előre, hogy csökkenteni lehet a karcinogenezist és a daganatok méretét azáltal, hogy blokkoljuk a laktát ingák termelő és fogyasztó ágait a tumor sejtekben és azok környezetében”, írja Brooks a tanulmányában. Ez pedig fordulatot hozhat a laktát elfogadása kapcsán, bár Brooks elismeri, hogy a tankönyvek – kivéve a jelenleg már negyedik kiadásnál tartó sajátját, melynek címe Exercise Physiology: Human Bioenergetics and Its Applications – a laktátot továbbra is negatív szereplőként ábrázolják. „A laktát jelenti az anyagcsere megismerésének kulcsát”, mondja Brooks. „Ez jelenti az igazi felfedezést.” Link: https://news.berkeley.edu/2018/05/23/rehabilitating-lactate-from-poison-to-cure/ A teljes tartalom megtekintéséhez kérjük, jelentkezz be!
