Content area

|

Hyperlaktatæmi

Læs svaret sidst i indlægget
Forfatter(e)
Niels-Henrik Holstein-Rathlou, professor, dr.med. Biomedicinsk Institut Københavns Universitet. E-mail: nhhr@sund.ku.dk. Interessekonflikter: ingen.

I en ellers udmærket statusartikel omkring hyperlaktatæmi af Ronan Berg et al [1] anføres det at »Mælkesyre produceres ikke i kroppens væv, men kun under fermentering, som ikke forekommer menneskekroppen …«. Det er en stærk påstand, som desværre også er forkert. Fermentering af glukose finder således sted i bl.a. erytrocytter, der som bekendt mangler mitokondrier og derfor producerer energi (ATP) via en klassisk fermenteringsreaktion, glykolysen. Denne proces resulterer i en løbende sekretion af H+ og laktat- (= mælkesyre) til ekstracellulærvæsken. Mælkesyre forekommer ikke i udissocieret form under fysiologisk pH, men det ændrer ikke ved det faktum, at erytrocytten bidrager med to mælkesyreækvivalenter til ekstracellulærvæsken pr. omsat molekyle glukose.

Det er korrekt, som anført i artiklen, at glykolysen i snæver forstand ikke giver anledning til dannelse af mælkesyre, men kun syreanionen laktat:

glukose + 2 ADP3- + 2 Pi2- -> 2 ATP4- + 2 H2O + 2 laktat-

men når den dannede ATP efterfølgende bruges i cellens energikrævende processer, sker der en hydrolyse af ATP med dannelse af protoner:

2 ATP4- + 2 H2O -> 2 ADP3- + 2 Pi2- + 2 H+

I en cirkulerende erytrocyt, der er i metabolisk steady state, er nettoreaktionen (summen af de to processer) således:

glukose → 2 H+ + 2 laktat-

hvilket netop svarer til dannelsen af to mælkesyreækvivalenter pr. molekyle glukose. De dannede protoner og laktat transporteres herefter i forholdet 1:1 til ekstracellulærvæsken via cellemembranens monocarboxylat-kotransportører. Nettoresultatet er udskillelse af mælkesyre, i form af protoner og laktat, til ekstracellulærvæsken. Det er identisk det samme, der sker i den homofermentative proces i mælkesyrebakterier under dannelsen af f.eks. tykmælk. Der er således ingen principiel forskel på den humane og den bakterielle proces. I begge tilfælde sker dannelsen og frigivelsen af mælkesyre i form af en proton og et molekyle laktat.

De samme processer sker i en muskel, der arbejder under anaerobe forhold. Der dannes laktat og ATP i glykolysen, og når den dannede ATP efterfølgende hydrolyseres under den kontraktile proces, sker der dannelse af protoner. Laktaten og protonerne udskilles fra muskelcellen i forholdet 1:1 via cellemembranens monocarboxylat-kotransportører, og nettoresultatet er igen tilførsel af mælkesyreækvivalenter til ekstracellulærvæsken med forsuring og ophobning af laktat til følge.

Det er således heller ikke korrekt, når forfatterne anfører, at Meyerhof og Hills opdagelse af mælkesyreproduktion i anaerobt arbejdende muskler er forkert. Hvorvidt sekretionen af mælkesyre fra muskelcellen sker i dissocieret eller udissocieret form, er irrelevant for de kemiske effekter. De fortjener således fortsat den Nobelpris, de modtog i 1922, samme år som Niels Bohr og Fridtjof Nansen ligeledes modtog Nobelprisen i fysik og fred.

Svar:

Ronan M. G. Berg, lektor, dr.med., Biomedicinsk Institut, Københavns Universitet. Email: ronan@sund.ku.dk, Ulrik Winning Iepsen, afdelingslæge, ph.d., Anæstesiologisk Afdeling, Bispebjerg Hospital, Troels Elmer Jeppesen, cand.scient. (medicinalkemi), ph.d., Afdeling for Klinisk Fysiologi og Nuklearmedicin, Rigshospitalet & Ronni R. Plovsing, overlæge, ph.d., Afdeling for Anæstesiologi og Intensiv Terapi, Hvidovre Hospital. Interessekonflikter: ingen.

Vi takker Niels-Henrik Holstein-Rathlou for interessen og for muligheden for at uddybe nogle pointer i vores statusartikel. Vedrørende begrebet fermentering eksisterer der flere definitioner herpå, og vi er klar over, at det traditionelt har været brugt til at beskrive anaerob forbrænding med deraf følgende laktatsyntese i diverse væv, særligt i arbejdende muskel [1]. Men laktat dannes under fuldt aerobe forhold af den arbejdende muskulatur, hvorefter det undergår oxidativ fosforylering i skeletmuskulatur, hjerne og hjerte, og glukoneogenese i lever og nyrer [2]. Derfor anvender vi begrebet fermentering mere restriktivt til at beskrive anaerob forbrænding af sukkerstoffer i bakterier og svampe [1]. Dette kunne med fordel have fremgået tydeligere, men selv med dette in mente må vi medgive, at vores anvendelse af begrebet er upræcis, eftersom vi helt forsømmer at nævne menneskekroppens mikrobiom.

Vi fastholder vores udsagn om, at der ikke dannes mælkesyre i menneskekroppens væv. Selvom laktat og frie protoner dannes i ækvimolære mængder i princippet er slutproduktet, hvis stofskiftet alene beror på glykolyse, bidrager laktat ikke til de frie protoner. Tværtimod forbruger syntesen af laktat fra glykolysens slutprodukt pyruvat to af de overskydende protoner fra ATP-hydrolysen:

Glukose + 2 NAD+ → 2 pyruvat- + 2 NADH + 2 H2O + 4 H+ → 2 laktat- + 2 NAD+ + 2 H2O + 2 H+

Hermed minimeres effekten af ATP-hydrolyse på intracellulær pH [3]). Desuden bliver laktatog protonerikke nødvendigvis udskilt 1:1 fra cellen, idet flere nye studier har vist, at protonfrigivelsen til ekstracellulærvæsken i udtalt grad overstiger laktatfrigivelsen ved øget glykolyse, som f.eks. under muskelarbejde [3, 4]. Ydermere må mælkesyres carboxylsyregruppes relativt lave dissociationskonstant (pKa = 3,87) tages i betragtning. Ved en lav men fysiologisk ekstracellulær pH på f.eks. 7,15 vil kun 0,5 promille af laktat således være til stede som mælkesyre.

Laktat i mammale væv er altså ikke dannet af mælkesyre, afspejler ikke mælkesyredannelse i cellen, og giver heller ikke anledning til betydende mælkesyredannelse, hverken intra- eller ekstracellulært. Derfor mener vi ikke, at det er meningsfuldt at betragte laktatsyntese som dannelse af »mælkesyreækvivalenter« i denne sammenhæng. Anderledes er det naturligvis i mælkesyrekulturer o.l., hvor pH er væsentligt lavere; f.eks. vil 7% af laktat være til stede som mælkesyre i en bakteriekultur med en pH på 5,0.

Vigtigheden af Meyerhof og Hills videnskabelige bidrag til kan næppe overvurderes og er helt centrale for forståelsen af arbejdsfysiologien i dag [2]. Dette bestyrkes netop af, at de fysiologiske principper som de afdækkede til stadighed tages op, undersøges og revideres i nye studier.

Referencer

1. Brooks GA. The science and translation of lactate shuttle theory. Cell Metab. 2018;27(4):757-785.

2. Iepsen UW, Plovsing RR, Tjelle K et al. The role of lactate in sepsis and COVID-19: Perspective from contracting skeletal muscle metabolism. Exp Physiol. 2021:10.1113/EP089474.

3. Robergs RA. Quantifying proton exchange from chemical reactions – implications for the biochemistry of metabolic acidosis. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol 2019;235:29-45.

4. Robergs RA. Quantifying H+ exchange from muscle cytosolic energy catabolism using metabolite flux and H+ coefficients from multiple competitive cation binding: new evidence for consideration in established theories. Physiol Rep. 2021;9(7):e14728.

Blad nummer: 

Referencer

  1. Berg RMG, Jeppesen TE, Mohammad M et al. Hyperlaktatæmi. Ugeskr Læger 2021;183:V11200813.

Right side

af Sarah Wåhlin-Jacobsen | 12/08
2 kommentarer
af Sebastian von Huth | 09/08
2 kommentarer
af Philippe Adam Grandjean | 08/08
5 kommentarer
af Rune Jacobsen | 06/08
5 kommentarer
af Anna Sofie Bech | 02/08
4 kommentarer
af Lars Bønløkke | 01/08
13 kommentarer
af Henrik Ib Nielsen | 01/08
2 kommentarer
af Jamila Stephanie Hussein Eriksen | 01/08
2 kommentarer