Traduzione del testo da PHYS.ORG

George Brooks ha cercato di rimodellare il pensiero sul lattato da oltre 40 anni; in laboratorio, in clinica e sull'allenamento; e, a quanto pare, le persone lo stanno ascoltando. Il lattato, evidentemente, non è un veleno, è l'antidoto.

In un recente articolo sulla rivista Cell Metabolism, Brooks, professore di biologia integrativa all'Università della California, Berkeley, passa in rassegna la storia dell'incomprensione del lattato, spesso chiamato acido lattico, una piccola molecola che svolge un ruolo importante nel metabolismo. Tipicamente etichettato come prodotto "di scarto" prodotto dai muscoli perché il lattato sale ad alti livelli nel sangue durante l'esercizio fisico intenso, i preparatori atletici e gli atleti pensano che il lattato sia la causa dell'affaticamento muscolare, del calo delle prestazioni e del dolore.

A partire dagli anni '70, tuttavia, Brooks, i suoi studenti, furono i primi a dimostrare che il lattato non era una molecola di scarto. Era un combustibile prodotto dalle cellule muscolari per tutto il tempo e spesso la fonte di energia preferita nel corpo: il cervello e il cuore funzionavano in modo più efficiente e più forte quando alimentato dal lattato che dal glucosio.

”È un errore storico", ha detto Brooks. "Si pensava che il lattato sia prodotto nei muscoli quando non c'è abbastanza ossigeno, si è pensato che fosse un agente affaticante, un prodotto metabolico di scarto, un veleno metabolico, ma il classico errore è stato notare che quando una cellula era sotto stress c'era un’elevata quantità di lattato, si è quindi concluso che il lattato fosse la causa scatenante. L'interpretazione corretta è che la produzione di lattato è una risposta immediata per compensare lo stress metabolico. E’ il modo in cui le cellule combattono i deficit del metabolismo. "

A poco a poco, i fisiologi, i nutrizionisti, i medici e gli esperti di medicina sportiva cominciano a rendersi conto che gli alti livelli di lattato nel sangue durante la malattia o dopo l'infortunio, come un trauma cranico grave, non sono un problema da eliminare, ma, al contrario, parte fondamentale del processo di riparazione del corpo che deve essere sostenuto.

"Dopo l'infortunio, l'adrenalina attiverà il sistema nervoso simpatico e questo darà origine alla produzione di lattato", ha detto Brooks. "È come spingere l’acceleratore della macchina prima di una gara.”

Senza questo carburante aggiunto, il corpo non avrebbe abbastanza energia per riparare se stesso, e Brooks dice che gli studi suggeriscono che l'integrazione di lattato durante la malattia o dopo l'infortunio potrebbe accelerare il recupero. Nel corso di decenni di ricerca, Brooks ha scoperto che ci sono almeno tre usi principali del lattato nel corpo: è una la più importante fonte di approvvigionamento energetico, è il materiale principale per sostenere il livello di zucchero nel sangue ed è un potente segnale per l'adattamento metabolico allo stress .

"La ragione per cui ho scritto la review è che i professionisti in tutte queste discipline diverse stanno vedendo diversi effetti del lattato, e sto cercando di creare un filo comune", ha detto Brooks. "Le formulazioni di lattato sono state usate per decenni per alimentare gli atleti durante gli sforzi prolungati, sono state ampiamente utilizzate per la rianimazione dopo l'infortunio e per trattare l’acidosi. Ora, negli esperimenti e nelle prove cliniche, viene utilizzato il lattato per controllare il livello di zucchero nel sangue dopo l'infortunio con lesione cerebrale, per trattare l'infiammazione e il gonfiore, per la rianimazione nella pancreatite, l'epatite e l'infezione dengue, per alimentare il cuore dopo l'infarto miocardico e per gestire la sepsi. "

La ricerca di Brooks ha già avvantaggiato gli atleti di resistenza. Nel 1989, ha lavorato con un'azienda sportiva per creare una bevanda energetica chiamata Cytomax che include un polimero lattato che può dare agli atleti un impulso di extra energia durante la competizione. Una combinazione di lattato, glucosio e fruttosio, sfrutta i diversi modi in cui il corpo utilizza il carburante: il lattato può entrare nel sangue due volte più velocemente del glucosio in appena 15 minuti rispetto ai 30 minuti dopo aver bevuto. La maggior parte delle bevande sportive contiene solo glucosio e fruttosio.

Shuttle del lattato

Brooks è un fisiologo che si è concentrato sull'esercizio e la nutrizione da quando è entrato a far parte della facoltà di Berkeley nel 1971. Ha scoperto che le normali cellule muscolari producono lattato tutto il tempo e coniato il termine “shuttle del lattato" per descrivere i cicli di feedback con cui il lattato è un intermediario che supporta le cellule del corpo in molti tessuti e organi.

Tutti noi immagazziniamo energia in diverse forme: come il glicogeno, assunto dai carboidrati nella dieta e immagazzinato nei muscoli; e come acidi grassi, sotto forma di trigliceridi, immagazzinati nel tessuto adiposo. Quando è necessaria energia, il corpo scompone il glicogeno in lattato e glucosio, e il tessuto adiposo in acidi grassi, i quali sono distribuiti in tutto l’organismo attraverso il flusso sanguigno come combustibile generale. Tuttavia, ha detto Brooks, lui e i suoi colleghi di laboratorio hanno dimostrato che il lattato è la principale fonte di carburante.

Il glucosio e il glicogeno vengono metabolizzati attraverso una complessa serie di passaggi che culminano nel lattato. Per quasi un secolo, scienziati e medici hanno creduto che il lattato sia prodotto solo quando le cellule mancano di ossigeno. Tuttavia, usando i traccianti isotopici, prima negli animali da laboratorio e poi nelle persone, Brooks ha scoperto che produciamo e usiamo il lattato tutto il tempo.

Questo è ciò che chiama lo shuttle del lattato, dove le cellule "produttrici" producono lattato e il lattato è utilizzato dalle cellule "consumer". Nel tessuto muscolare, per esempio, le cellule muscolari bianche o "a contrazione veloce" convertono glicogeno e glucosio in lattato e lo espellono come combustibile per le vicine cellule muscolari rosse, o "contrazioni lente", in cui il lattato viene bruciato nel reticolo mitocondriale per produrre la molecola di energia ATP che alimenta le fibre muscolari. Brooks è stato il primo a dimostrare che i mitocondri sono una rete di tubi interconnessi, un reticolo simile a un sistema idraulico che raggiunge tutto il citoplasma cellulare.

Lo shuttle del lattato funziona anche mentre i muscoli attivi rilasciano il lattato che alimenta l’attività cardiaca e migliora la funzionalità nel cervello.

Scoprendo lo shuttle del lattato e il reticolo mitocondriale, Brooks e i suoi colleghi di Berkeley hanno rivoluzionato il pensiero sulla regolazione metabolica nel corpo; non solo nel corpo sotto stress.

Per decenni scienziati e clinici hanno creduto che nelle cellule, il glicogeno e il glucosio sono degradati alla sostanza precursore del lattato chiamato piruvato. Ciò si è rivelato sbagliato, dal momento che il piruvato viene sempre convertito in lattato e nella maggior parte delle cellule il lattato entra rapidamente nel reticolo mitocondriale e viene ossidato. Lavorando con traccianti del lattato, mitocondri isolati, cellule, tessuti e organismi intatti, compresi gli esseri umani, i colleghi di Brooks e UC hanno scoperto ciò che era mancato e, di conseguenza, interpretato erroneamente. Più recentemente, altri hanno utilizzato la spettroscopia a risonanza magnetica (MRS) per confermare che il lattato viene continuamente formato nei muscoli e in altri tessuti in condizioni completamente aerobiche.

Brooks nota che il lattato può essere un problema se non utilizzato. Il condizionamento nello sport consiste nel far sì che il corpo produca un più ampio reticolo mitocondriale nelle cellule per usare il lattato e quindi funzionare meglio.

Significativamente, quando il lattato aumenta, come durante l'attività intensa, i mitocondri muscolari lo bruciano preferenzialmente, e persino escludono glucosio e acidi grassi. Brooks ha usato i traccianti per dimostrare che sia il muscolo cardiaco che il cervello preferiscono il lattato al glucosio come carburante. Anche il lattato segnala al tessuto adiposo di smettere di catabolizzare i lipidi come forma energetica.

"Una delle cose importanti del lattato è che entra in circolazione e partecipa alla comunicazione tra gli organi", ha detto Jen-Chywan "Wally" Wang, un professore universitario di scienze nutrizionali e tossicologia all'Università di Berkeley. "Ecco perché è molto importante nel normale metabolismo e parte integrante dell'omeostasi di tutto il corpo.”

Il lattato è il visto del corpo

Nella sua review, Brooks sottolinea tre ruoli principali per il lattato nel corpo: è una delle principali fonti di energia; un precursore per aumentare la produzione di glucosio nel fegato, che aiuta a sostenere la glicemia; è una molecola di segnalazione, che circola nel corpo e nel sangue e comunica con diversi tessuti, come il tessuto adiposo, e che influenza l'espressione dei geni responsabili della gestione dello stress.

Ad esempio, studi hanno dimostrato che il lattato aumenta la produzione di fattore neurotropo derivato dal cervello (BDNF), che a sua volta, supporta la produzione di neuroni nel cervello. E, come fonte di carburante, il lattato migliora immediatamente la funzione esecutiva del cervello, sia che il lattato sia infuso o venga dall'esercizio.

"È come il visto del metabolismo energetico, il lattato è accettato dalle cellule consumatrici ovunque vada", ha detto.

Il fatto che il lattato sia un combustibile per tutti gli usi lo rende un problema nel cancro, tuttavia, e alcuni scienziati stanno cercando modi per bloccare lo shuttle del lattato nelle cellule tumorali per tagliare le loro scorte energetiche.

"Il riconoscimento che lo shuttle del lattato tra cellule produttrici e le cellule consumatrici nei tumori offre l'eccitante possibilità di ridurre la carcinogenesi e le dimensioni del tumore bloccando il meccanismo di produzione e captazione del lattato, ha scritto nella sua recensione.

Tutto questo presagisce un'inversione di tendenza nell'apprezzamento del lattato, anche se Brooks ammette che i libri di testo - eccetto il suo, Exercise Physiology: Human Bioenergetics and Its Applications, giunto alla quarta edizione - ritraggono ancora il lattato come un cattivo attore.

"Il lattato è la chiave di ciò che sta accadendo con il metabolismo", ha detto Brooks. "Questa è la rivoluzione."

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