L'acide lactique (C 3 H 6 O 3 ) est une substance produite par l'organisme au cours d'un métabolisme normal. Cette synthèse devient particulièrement intense dans les conditions de carence en oxygène, c'est-à-dire lorsque la demande métabolique de ce gaz dépasse la disponibilité; c’est un trait caractéristique des exercices physiques pénibles, mais aussi de certains états pathologiques, tels que ceux résultant d’une obstruction des voies respiratoires.
Bases biochimiques
Rappelons brièvement que l'acide lactique est produit à partir du pyruvate, qui est le produit final de la glycolyse (processus cytoplasmique qui effectue la dégradation du glucose en deux molécules d'acide pyruvique ou pyruvate). Dans la sixième des dix étapes de la glycolyse, l'aldéhyde 3-phosphoglycérique est oxydé grâce au NAD oxydé (NAD +) qui joue le rôle d'accepteur d'hydrogénation H +. Le NAD est ensuite réduit à NADH (H +). À ce stade, si nous voulons que l’énergie continue à être générée par la glycolyse, nous devons nous préoccuper de la régénération du NAD oxydé (NAD +), qui sinon s’épuiserait rapidement jusqu’à épuisement. Lorsque la disponibilité en oxygène est suffisante, la réoxydation du NAD réduit est confiée au cycle de Krebs (phosphorylation oxydative mitochondriale), avec consommation d’oxygène, formation d’eau et synthèse d’ATP. Lorsque l'oxygène est rare, le pyruvate qui n'entre pas dans le cycle de krebs est réduit en acide lactique par l'enzyme lactate déshydrogénase. A partir de cette réaction (voir figure), le NAD + nécessaire pour la réaction ultérieure de l'aldéhyde 3-phosphoglycérique est restauré; la glycolyse peut alors se poursuivre.
Une fois produit, à pH physiologique, l’acide lactique a tendance à se dissocier presque entièrement en deux ions: l’ion lactate et l’ion H + (selon la réaction indiquée sur la figure).
Comme son nom le rappelle lui-même, ce sont les acides, la production excessive de lactate et d'H + tend à abaisser le pH à l'intérieur de la cellule, contribuant (ainsi que de nombreux autres facteurs) à l'apparition de la fatigue.
Le premier mécanisme mis en œuvre par les cellules pour se défendre contre la production excessive d’acide lactique consiste en son écoulement vers l’environnement extracellulaire et le sang. Ce n’est pas un hasard si, dans des conditions normales, la concentration sanguine de lactate est de 1 à 2 mmol / L, alors qu’elle dépasse 20 mmol / L lors d’un exercice particulièrement intense.
Élimination de l'acide lactique
Malgré des concentrations élevées, l’acide lactique est un produit particulièrement toxique qui, en tant que tel, doit nécessairement être éliminé, ne peut et ne doit pas être considéré comme un déchet. En effet, une fois produit, l’acide lactique peut:
- être capturés et utilisés par certains tissus à des fins énergétiques, comme c'est le cas par exemple dans le cœur (qui préfère utiliser le lactate plutôt que le glucose), mais aussi au niveau des mêmes cellules musculaires (les fibres blanches sont plus efficaces pour le produire et les rouges pour en disposer) ;
- être utilisé pour la synthèse ex novo de glucose / glycogène (gluconéogenèse, cycle de Cori dans le foie).
Dans les deux cas, le lactate doit d'abord être converti en pyruvate, à nouveau par l'enzyme lactate déshydrogénase, avec réduction du NAD + en NADH (H +). À ce stade, le pyruvate peut être complètement oxydé dans le cycle de Krebs ou utilisé pour la gluconéogenèse.
Nous avons déjà vu comment une synthèse excessive d'acide lactique perturbe le métabolisme de la cellule, ce qui permet de le libérer à l'extérieur par le biais de transporteurs membranaires spécifiques (MCT). En plus des divers mécanismes de défense que nous verrons bientôt, il existe un contrôle supplémentaire à priori qui empêche l'accumulation excessive de lactate dans l'environnement intracellulaire. La baisse de pH (environnement acide) - due à l'accumulation d'hydrogénates d'H + provenant de la dissociation de l'acide lactique - inhibe en fait l'enzyme phosphoactokinase, qui intervient dans la troisième étape de la glycolyse en déterminant sa vitesse. En conséquence, une chute excessive du pH provoque un ralentissement de la glycolyse, réduisant ainsi la vitesse de synthèse de l'acide lactique (rétroaction négative).
Une diminution excessive du pH intracellulaire est cependant également combattue par des systèmes tampons, parmi lesquels le plus important est le biarbonate / acide carbonique, stimulé par une activité respiratoire avec élimination du CO2:
Comme le montre la figure, l'activité respiratoire intense qui se produit au cours d'un exercice physique intense réduit la concentration de CO2 et d'acide carbonique dans le sang en tamponnant l'absorption du produit H + par dissociation de l'acide lactique.
L'image ci-dessus montre l'évolution temporelle du lactate sanguin (lactathémie) au cours de la phase de récupération suite à un effort intense d'acide lactique. Comme le graphique l'indique clairement, le sujet entraîné est capable de se débarrasser de l'acide lactique en moins de temps que le patient sédentaire. Une autre chose importante à souligner est qu’au bout d’une heure au plus, les niveaux de Lattemia reviennent aux conditions de base; par conséquent, il est faux d'attribuer à l'accumulation d'acide lactique les douleurs musculaires qui accompagnent les jours qui suivent un entraînement particulièrement intense.
Afin de faciliter l'élimination de l'acide lactique après un effort maximal, l'athlète veillera à suivre la performance avec une phase de relaxation ralentie durant 15 à 20 minutes.
