Молочная кислота. Условия ее образования. Влияние на организм человека и работоспособность. Пути устранения
Введение
Впервые молочная кислота была обнаружена шведским исследователем Карлом Шееле в 1780 году в мышцах животных, в некоторых микроорганизмах, а также в семенах отдельных растений. Несколькими годами позже другому шведскому ученому Йенсу Якобу Берцелиусу удалось выделить лактаты (соли молочной кислоты).
Молочная кислота (лактат) – это вещество из карбоновой группы. В человеческом организме является продуктом гликолиза (распада глюкозы). Содержится в клетках мозга, печени, сердца, мышечной ткани и других органов.
Молочная кислота – значимый компонент химических реакций, протекающих в организме. Это вещество важно для обменных процессов, работы мышц, нервной системы и мозга.
Молочная кислота и условия ее образования
Молочная кислота, или Lactic acid принадлежит к АНА-веществам (альфа-гидрокислотам). Химическая формула: С3Н6O3
Молочная кислота формируется при распаде глюкозы. Иногда называемая «кровяным сахаром» глюкоза является главным источником углеводов в нашем организме. Это основной источник энергии для мозга и нервной системы, так же как и для мышц во время физической нагрузки.
При расщеплении глюкозы происходит образование аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ участвует в многочисленных химических реакциях, происходящих в организме, а от ее количества зависит степень сокращения мышечных волокон и длительность их работы без наступления утомления. Этот процесс требует большого количества кислорода, но при высоких нагрузках поступление кислорода блокируется из-за ухудшения местного кровообращения. Но синтез АТФ продолжается и при недостатке кислорода – теперь это происходит в анаэробном режиме. Осложняется все тем, что при подобном способе получения энергии в мышцах начинает вырабатываться молочная кислота [2].
Образование молочной кислоты во время анаэробного гликолиза способствует выделению дополнительного количества энергии сверх анаэробного энергообеспечения. Согласно закону действующих масс, если количество образующихся конечных продуктов реакции приближается к средним значениям, обеспечиваемым реакцией, скорость реакций снижается практически до нуля. Конечными продуктами реакции гликолиза являются: пировиноградная кислота; атомы водорода, присоединяющиеся к НАД+, образуя НАД-Н и Н+. Образование обоих или одного из них останавливает процессы гликолиза и препятствует дальнейшему образованию АТФ. Если количество образовавшихся конечных продуктов реакции велико, они взаимодействуют друг с другом, образуя молочную кислоту.
Таким образом, в анаэробных условиях большое количество пировиноградной кислоты превращается в молочную кислоту, которая легко диффундирует во внеклеточное пространство и даже внутрь некоторых менее активных клеток. Следовательно, молочная кислота представляет собой разновидность «водосточного колодца», в котором исчезают конечные продукты гликолиза, что позволяет гликолизу осуществляться дольше, чем это могло быть при отсутствии молочной кислоты. Без этого превращения пировиноградной кислоты гликолиз мог бы осуществляться лишь в течение нескольких секунд. Вместо этого гликолиз продолжается в течение нескольких минут, снабжая организм значительным дополнительным количеством АТФ даже при отсутствии кислорода.
При полном распаде одной молекулы глюкозы выделяется 38 молекул АТФ. При окисление глюкозы с образованием молочной кислоты образуется только две молекулы АТФ.
Если кислород вновь становится доступным после периода анаэробного метаболизма, молочная кислота быстро превращается в пировиноградную кислоту, НАД-Н и Н+. Большие количества этих веществ немедленно окисляются, образуя значительное количество АТФ. Избыток АТФ может явиться причиной того, что более 75% пировиноградной кислоты вновь превращается в глюкозу [1]. Таким образом, большое количество молочной кислоты, которое образуется во время анаэробного гликолиза, не теряется организмом, т.к. если кислород вновь становится доступным, молочная кислота может подвергнуться обратному превращению в глюкозу или напрямую использоваться для получения энергии. Большая часть этих превращений осуществляется в печени, но в небольших количествах может происходить и в других тканях.
Сердечная мышца обладает способностью превращать молочную кислоту в пировиноградную и затем использовать последнюю для получения энергии
Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы
. В большинстве случаев это происходит при больших физических нагрузках, когда в кровь поступают значительное количество молочной кислоты из скелетных мышц и суммарно дает существенное количество энергии сердечной мышце.
Именно по концентрации молочной кислоты в организме определяется качество углеводного обмена и уровень насыщения тканей кислородом. В теле здорового человека содержание лактата в крови составляет от 0,6 до 1,3 ммоль/литр. Интересно, что большинство болезней, сопровождающихся судорогами, вызывают повышение этого показателя. Увеличение в 2-3 раза случается при особо тяжелых расстройствах. Молочная кислота, превышающая границы нормы, может свидетельствовать о кислородном дефиците. А он в свою очередь является одним из симптомов сердечной недостаточности, анемии или нарушения работы легких.
В онкологии избыток лактата говорит о возможном росте злокачественных образований. Серьезные болезни печени (цирроз, гепатиты), сахарный диабет также вызывают повышение уровня кислоты в организме. Меж тем, наличие лактата в избытке является не только признаком тяжелых болезней, но также служит причиной развития других патологий. К примеру, повышенная кислотность крови ведет к уменьшению количества щелочи и росту уровня аммиака в организме. Это нарушение медики называют ацидозом. Сопровождается оно расстройством работы нервной, мышечной и дыхательной систем. Также важно знать, что интенсивное производство молочной кислоты возможно и в здоровом организме – после интенсивных спортивных занятий. Понять, что концентрация лактата увеличилась, легко по боли в мышцах. Однако сразу после тренировок молочная кислота выводится из мускул. Другая причина повышения концентрации молочной кислоты, не связанная с болезнями, – возраст. Опыты показали, что у пожилых людей в клетках головного мозга накапливается чрезмерное количество лактата.
Молочная кислота является как бы накопителем восстановленных эквивалентов. Она не может превратиться в какие-либо другие соединения, а только снова в пировиноградную кислоту. Важно знать, что аналогичный процесс у микроорганизмов называется молочнокислым брожением. Он лежит в основе изготовления многих кисломолочных продуктов.
Молочная кислота в чистом виде представляет собой бесцветные кристаллы, но из-за высокой гигроскопичности обычно используют ее концентрированные водные растворы, которые представляют собой бесцветные или слегка желтоватые сиропообразные прозрачные жидкости с кислым вкусом и слабым специфическим запахом. Относится к α-гидроксикислотам (АГК/AHA), не токсична. Слабая кислота, растворяется в любых соотношениях в воде, спирте, эфире и глицерине [1].
Молочная кислота образуется при молочнокислом брожении сахаров, в частности в прокисшем молоке, при брожении вина и пива.В промышленности молочную кислоту получают гидролизом 2-хлорпропионовой кислоты и ее солей или лактонитрила с последующим образованием эфиров, выделение и гидролиз которых приводит к продукту высокого качества.
Как уже отмечалось, лактат принадлежит к группе АНА-кислот. А эти вещества способствуют отшелушиванию отмерших частиц эпидермиса. Благодаря этому и другим свойствам молочную кислоту активно используют в косметологии. Помимо отшелушивания, лактат, как косметическое средство, способен: устранять воспаления, очищать кожу от вредных микроорганизмов; отбеливать, устранять пигментные пятна; сужать поры; ускорять регенерацию эпидермиса; регулировать кислотность кожных покровов. В качестве средства для красоты лактат применяют как компонент мыла, шампуней, кремов и сывороток для омоложения кожи, в средствах для пилинга или депигментации.
В пищевой промышленности молочная кислота известна как добавка-консервант Е270, улучшающая вкусовые качества. Считается, что это вещество безопасно для человека. Входит в состав заправок для салатов, кондитерских изделий, есть в молочных смесях для детей.
2. Влияние молочной кислоты на человека и работоспособность
Повышенную потребность в лактате ощущают дети в период интенсивного роста, а также взрослые во время интеллектуальной работы
50% реферата недоступно для прочтения
Закажи написание реферата по выбранной теме всего за пару кликов. Персональная работа в кратчайшее
время!
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Задать вопрос
