FYZIOLOGIE A FYZIOLOGIE ZÁTĚŽE FAKULTA TĚLESNÉ KULTURY UP OLOMOUC GLYKOLÝZA FYZIOLOGIE A FYZIOLOGIE ZÁTĚŽE FAKULTA TĚLESNÉ KULTURY UP OLOMOUC

PŘEHLED METABOLISMU Dvě hlavní alternativy tvorby energie pro svalovou činnost: 1. Glykolýza - výhradně sacharidy 2. Oxidativní fosforylace - 85% regenerace ATP, může utilizovat sacharidy, tuky a aminokyseliny

PŘEHLED METABOLISMU Dvě hlavní alternativy tvorby energie pro svalovou činnost: 1. Glykolýza 2. Oxidativní fosforylace S S T B + +

PŘEHLED METABOLISMU Aminokyseliny (AK) vznikají a) normálním rozkladem bílkovin (proteinů) b) z nadbytku proteinů v potravě (nemohou být okamžitě využity a přeměněny na tuk nebo glukózu)

PŘEHLED METABOLISMU Většina tuku je uložená v tukových buňkách (adipocytech) Menší množství v jiných buňkách, např. svalových Při zvýšených metabolických nárocích nervové a hormonální signály vedou k rozložení tuků na mastné kyseliny (MK), které se uvolňují do krve a jsou odváděny k buňkách, které je využijí

TUK

MK + glycerol OXIDATIVNÍ FOSFORYLACE CÉVA

PŘEHLED METABOLISMU Zásoby sacharidů nejsou velké a) játra - glykogen (GG) (polymer tvořený jednotlivými molekulami glukózy, které jsou spojené) b) svaly - glykogen c) glukóza (GL) - krev a extracelulární tekutiny GL jediným energetickým zdrojem pro mozek, erytrocyty a částečně pro ledviny GL je potřebná k uložení MK v adipocytech Potřeba GL je stálá, není jí mnoho k dispozici, proto její využití je přísně regulováno.

PŘEHLED METABOLISMU Většina GL pochází ze vstřebaných sacharidů (nejvíc ve formě škrobu, laktózy, volné GL a fruktózy) Limitovaná kapacita pro tvorbu z nesacharidových zdrojů - glukoneogeneze (AK, laktát, glycerol) Využívá se při potřebě sacharidů, jejichž množství je nízké

Sacharidy se vstřebávají pouze ve formě monosacharidů PŘEHLED METABOLISMU Klasifikace sacharidů a) monosacharidy (GL, fruktóza, galaktóza) - 6 uhlíků - hexózy b) disacharidy - spojené 2 monosacharidy sukróza = GL + fruktóza laktóza = GL + galaktóza c) polysacharidy (zejména škrob - významný zdroj sacharidů) Sacharidy se vstřebávají pouze ve formě monosacharidů

PŘEHLED METABOLISMU Do krve se vstřebávají GL, fruktóza (ovoce) a galaktóza (mléčný cukr) Transport do jater a) galaktóza konvertována na GL b) fruktóza konvertována na GL 6-fosfát

GL fruktóza játra galaktóza CÉVA

GALAKTÓZA GL játra FRUKTÓZA GL 6-fosfát

VYUŽITÍ GLUKÓZY BUŇKAMI Normální koncentrace GL v krvi (euglykémie) asi 5 mmol/l = 90 mg/100 ml krve Po jídle stoupá až na 9 mmol/l (hyperglykémie), u nestabilizovaného diabetu až na 20 mmol/l Opakem je hypoglykémie (např. 2 mmol/l) (dlouhodobé hladovění, několikahodinová intenzivní pohybová aktivita bez přísunu sacharidů)

EUGLYKÉMIE GL GL GL GL GL GL

HYPERGLYKÉMIE GL GL GL GL GL GL GL GL GL GL GL

HYPOGLYKÉMIE GL GL GL

VYUŽITÍ GLUKÓZY BUŇKAMI Koncentrace GL v krvi a v mimobuněčné tekutině je vyšší než uvnitř buněk gradient pro vstup GL do buněk GL je hydrofilní, proto přechází špatně přes hydrofobní buněčnou membránu GL potřebuje transportér transportní proteiny GLUT1, GLUT2, GLUT3, GLUT4, GLUT5 tzv. zprostředkovaná difúze

VYUŽITÍ GLUKÓZY BUŇKAMI Jednotlivé transportní proteiny se liší kinetickými parametry a nacházejí se v rozdílných tkáních Vstup do některých buněk je regulovaný, … do jiných neregulovaný

VYUŽITÍ GLUKÓZY BUŇKAMI Neregulovaný - závisí pouze na koncentračním gradientu - zejména buňky primárně závislé na GL (erytrocyty, mozek a ledviny), ale také hepatocyty (jaterní buňky)

VYUŽITÍ GLUKÓZY BUŇKAMI Regulovaný - velké tkáně (kosterní svaly, tuková tkáň, srdeční sval) Primárně pomocí GLUT4, který je regulován inzulínem

VYUŽITÍ GLUKÓZY BUŇKAMI INZULÍN polypeptid produkovaný -buňkami pankreatu hlavní regulátor transportu GL Inzulín se váže na inzulínový receptor a fosfátová skupina z ATP (adenozin-tri-fosfát) se váže na proteinovou molekulu glykémie inzulín

VYUŽITÍ GLUKÓZY BUŇKAMI INZULÍN polypeptid produkovaný -buňkami pankreatu hlavní regulátor transportu GL Fosforylace proteinů změní jejich vlastnosti = translokace GLUT4 z intracelulárních zásobních míst k buněčné membráně glykémie inzulín

VYUŽITÍ GLUKÓZY BUŇKAMI INZULÍN polypeptid produkovaný -buňkami pankreatu hlavní regulátor transportu GL Inzulín tím zvýší maximální rychlost transportu Vmax ale pouze v těch buňkách, které mají geny GLUT4 (sval a tuk) glykémie inzulín

VYUŽITÍ GLUKÓZY BUŇKAMI INZULÍN polypeptid produkovaný -buňkami pankreatu hlavní regulátor transportu GL Pracující sval má zvýšenou schopnost získávat GL z krve i nezávisle na vlivu inzulínu!!! glykémie ! inzulín

VYUŽITÍ GLUKÓZY BUŇKAMI INZULÍN polypeptid produkovaný -buňkami pankreatu hlavní regulátor transportu GL Tento vliv svalových kontrakcí přetrvává i v časné fázi zotavení = doplnění zásob energetických zdrojů glykémie inzulín

VYUŽITÍ GLUKÓZY BUŇKAMI INZULÍN polypeptid produkovaný -buňkami pankreatu hlavní regulátor transportu GL inzulín glykémie glykémie inzulín

VYUŽITÍ GLUKÓZY BUŇKAMI Stejnosměrné tendence inzulín glykémie glykémie inzulín

Při prolongované zátěži (např. maraton) musí být GL dodána formou potravy (udržení euglykémie) neboť pracující sval má zvýšenou kapacitu získávat GL z krve MOŽNOST VZNIKU HYPOGLYKÉMIE!!!

Fosforylovaná GL je uzavřená v buňce! FOSFORYLACE GLUKÓZY GL v buňce - modifikována přenosem terminálního fosfátu z ATP na uhlík č. 6 GL a vznikne GL 6-P GL + ATP GL 6-P + ADP Hexokináza Glukokináza Mg2+ Fosforylovaná GL je uzavřená v buňce!

Hexokináza ATP ADP Mg2+ Adenosindifosfát + P 5 6 4 1 3 2

hexokináza (HK) I, II, III, IV FOSFORYLACE GLUKÓZY Reakce je ireverzibilní (uvolnění velké energie) Reakci katalyzují 4 enzymy hexokináza (HK) I, II, III, IV HK IV = glukokináza (GK - nachází se v játrech) JAKÝ JE ROZDÍL MEZI HK IVA OSTATNÍMI HK?

Rozdíl mezi GK a ostatními HK: FOSFORYLACE GLUKÓZY Rozdíl mezi GK a ostatními HK: GK je pouze v játrech a pankreatu, ostatní ve všech buňkách. GK má větší specifitu pro glukózu. Hladina GK se zvyšuje působením inzulínu a záleží na množství GL ve v. portae. Množství HK I, II a III v buňkách zůstává stejné,

Katabolismus glukózy dekarboxylací na pentózy štěpení na triózy Embdenova-Meyerhofova dráha dekarboxylací na pentózy přes 6 P-glukonát přímá oxidační dráha (hexosomonofosfátový zkrat)

REAKCE GLYKOLÝZY (ANAEROBNÍ GLYKOGENOLÝZA) GLYKOLÝZA = = ROZŠTĚPENÍ GLUKÓZY Glukóza + 2 ADP + 2 Pi = 2 laktáty + 2H+ + 2 ATP REAKCE PROBÍHÁ V CYTOPLAZMĚ BUNĚK JÁTRA, SVALY A MYOKARD OBSAHUJÍ GLYKOGEN GLYKOGEN SE ROZKLÁDÁ NA GLUKÓZO 6-FOSFÁT, KTERÝ VSTUPUJE DO REAKCÍ GLYKOLÝZY.

Proces tvorby glykogenu GLYKOGENEZE (ze sacharidů, konkrétně z G 6-P) GLYKONEOGENEZE (z neglukózových molekul na glukózu) Vzájemné přeměny mezi sacharidy, proteiny a tuky možné.

Glukóza Glykogen Glukóza 6-P Pyruvát oxidace Laktát

oxidace ANAEROBNÍ GLYKOLÝZA Glukóza Glykogen Glukóza 6-P MUSÍ KONČIT VYTVOŘENÍM LAKTÁTU Glukóza Glykogen Glukóza 6-P Pyruvát oxidace Laktát

Glukóza Glykogen Glukóza 6-P CYTOPLAZMA Pyruvát Laktát

Hlavní význam glykolýzy 1. Tvorba energie ve formě ATP. 2. Tvorba pyruvátu pro finální oxidaci v mitochondriích.

JEDNOTLIVÉ REAKCE GLYKOLÝZY

JEDNOTLIVÉ REAKCE GLYKOLÝZY Hexokináza ATP ADP Mg2+ Adenosindifosfát + P 5 6 JEDNOTLIVÉ REAKCE GLYKOLÝZY 4 1 3 2

IZOMERACE - bez energetických nároků Glykogen Fosforyláza ATP ADP Mg2+ Glukóza 6-P Glukóza Hexokináza Glukóza fosfát izomeráza Fruktóza 6-P IZOMERACE - bez energetických nároků

DOMINANTNÍ REGULÁTOR GLYKOLÝZY ATP ADP Mg2+ Fruktóza 6-P Fruktóza 1,6-difosfát Fosfofruktokináza (PFK) DOMINANTNÍ REGULÁTOR GLYKOLÝZY

6C Aldoláza 3C + 3C Trióza P-izomeráza Fruktóza 1,6-difosfát Trióza Glyceraldehyd 3-P Dyhydroxyaceton P Nemůže se uplatnit při glykolýze! Trióza P-izomeráza

BEZ ENERGETICKÝCH NÁROKŮ Fruktóza 1,6-difosfát Aldoláza Trióza Trióza Glyceraldehyd 3-P Dyhydroxyaceton P Nemůže se uplatnit při glykolýze! Trióza P-izomeráza Molekula glukózy (6 C) se rozštěpila na 2 molekuly glyceraldehydu 3-P.

glyceraldehyd fosfát dehydrogenáza glyceraldehyd 3-P přeměna aldehydové skupiny na acidovou skupinu anhydrátová vazba bohatá na energii + NAD+ Pi 1,3-di P glycerát NADH+ + H+ ADP fosfoglycerát kináza 3-P glycerát ATP

V tento okamžik je energetický zisk nulový

Spotřeba první molekuly ATP V tento okamžik je energetický zisk nulový ATP ADP Mg2+ Glukóza 6-P Glukóza Hexokináza Spotřeba první molekuly ATP

Spotřeba druhé molekuly ATP V tento okamžik je energetický zisk nulový ATP ADP Mg2+ Fruktóza 6-P Fruktóza 1,6-difosfát Fosfofruktokináza (PFK) Spotřeba druhé molekuly ATP

V tento okamžik je energetický zisk nulový glyceraldehyd 3-P se mění působením glyceraldehyd fosfát dehydrogenázy a fosfoglycerát kinázy na 3-P glycerát a vzniká ATP Protože z 1 molekuly GL vznikají 2 molekuly glyceraldehyd 3-P mění se i 2 molekuly ADP na 2 molekuly ATP Zisk 2 molekul ATP

V tento okamžik je energetický zisk nulový Ztráta 2 molekul ATP Zisk 2 molekul ATP 1 molekula GL = 2 molekuly 3-P glycerát

glyceraldehyd fosfát dehydrogenáza glyceraldehyd 3-P přeměna aldehydové skupiny na acidovou skupinu anhydrátová vazba bohatá na energii + NAD+ Pi 1,3-di P glycerát NADH+ + H+ ADP fosfoglycerát kináza 3-P glycerát ATP

laktát 3 P-glycerát 2 P-glycerát mutáza Mg2+ enoláza H2O pyruvát kináza P-enolpyruvát pyruvát Pi NADH + H+ ATP Mg2+ ADP NAD+ ZISK 2 MOLEKUL ATP laktát dehydrogenáza laktát

pyruvát laktát oxidace MITOCHONDRIE laktát oxidace glyceraldehyd 3-P 1,3-di P glycerát NAD+ NADH+ + H+ laktát pyruvát

LAKTÁT NENÍ ZBYTEČNÝ PRODUKT (jenom slepá cesta) vstupuje z buněk do krve vstupuje z krve do jiných tkání, kde je oxidován na pyruvát a potom rozložen na CO2 a H2O vstupuje do jaterních buněk, kde se z něj může vytvořit glukóza (glukoneogeneze) může zůstat v buňkách, kde se vytvoří a může být zdrojem energie změněný na glykogen (opak glykolýzy)

UTP Glykogen Pi G-fosforyláza laktát UDP G 1-P NAD ADP ATP IZOMERACE LDH NADH G 6-P pyruvát IZOMERACE GL hexokináza F 6-P Pyruvát kináza Pi ATP ATP fruktóza-difosfatáza PFK fosfoglycerát kináza ADP ADP F 1,6-P ATP ADP enoláza P-enol pyruvát Glyceraldehyd 3-P Glyceraldehyd 3-P NADH NAD dtto Glyceraldehyd dehydrogenáza

Produkce energie Glyceraldehyd 3-P 3-P glycerát +ATP P-enol pyruvát Pyruvát +ATP Celkem +2ATP Všechno dvakrát +4ATP Fruktóza 6-P Fruktóza 1,6-P -ATP GL G-6-P -ATP Celkem -2ATP Čistý zisk +2ATP

Produkce energie Glyceraldehyd 3-P 3-P glycerát +ATP P-enol pyruvát Pyruvát +ATP Celkem +2ATP Všechno dvakrát +4ATP Fruktóza 6-P Fruktóza 1,6-P -ATP GL G-6-P -ATP Celkem -2ATP Čistý zisk +2ATP

UTP Glykogen Pi G-fosforyláza laktát UDP G 1-P NAD ADP ATP IZOMERACE LDH NADH G 6-P pyruvát IZOMERACE GL hexokináza F 6-P Pyruvát kináza Pi ATP ATP fruktóza-difosfatáza PFK fosfoglycerát kináza ADP ADP F 1,6-P ATP ADP enoláza P-enol pyruvát Glyceraldehyd 3-P Glyceraldehyd 3-P NADH NAD dtto Glyceraldehyd dehydrogenáza

Produkce energie Čistý zisk +3ATP Glyceraldehyd 3-P 3-P glycerát +ATP P-enol pyruvát Pyruvát +ATP Celkem +2ATP Všechno dvakrát +4ATP Fruktóza 6-P Fruktóza 1,6-P -ATP Čistý zisk +3ATP

Produkce energie Anaerobní glykogenolýza = 3 ATP Anaerobní glukolýza = 2 ATP 1 molekula ATP se spotřebuje při fosforylaci glukózy po jejím vstupu do buňky

na 1,0 až 1,2 molekuly ATP Disociace kyseliny mléčné anion La- + proton [H+] pokles intracelulárního pH efekt glykolysy redukován z 2 – 3 molekul ATP na 1,0 až 1,2 molekuly ATP

1,0 až 1,2 molekuly ATP 10 – 12 kcal využitelné energie Rozložením 1 mol ATP 10 kcal 10 – 12 kcal využitelné energie přibližně jen dvojnásobek energie  systém ATP-CP

10 – 12 kcal využitelné energie Velmi malé množství energie např. při běhu na 1500 m potřebuje organismus asi 120 kcal Stačí na 150 m Stačí na 150 m

Vrchol anaerobní glykolysy dosažen už po 5 sekundách intenzivní práce Pracující svaly mohou čerpat energii z glykolysy jen po velmi krátkou dobu Vrchol anaerobní glykolysy dosažen už po 5 sekundách intenzivní práce Po několik dalších sekund - intenzita glykolysy na stejné úrovni potom začíná klesat a začíná ztrácet své dominantní postavení 100 80 60 Příspěvek k celkovému energetickému výdeji (%) 40 glykolýza 20 50 100 150 200 250 300 Trvání práce (s)

Maximální výkon - prvních 5 až 10 s Gustin a Lawson Maximální výkon - prvních 5 až 10 s ATP-CP - dominantní v prvních 1 – 2 s, v prvních 10 s 75 – 85 % pokles, minimální resyntéza ATP z CP ještě po 20 s Anaerobní glykolýza - maximální rychlosti po 5 sekundách 100 80 60 40 Příspěvek k celkovému energetickému výdeji (%) výkon ATP-CP glykolýza 20 50 90 150 200 250 Trvání práce (s)

Význam laktátu pro řešení energetických požadavků při tělesné práci Příspěvek glykolysy i ke krátkodobému intenzivnímu výkonu minimální Jaký má glykolýza význam pro řešení energetických požadavků při tělesné práci? Do 80. let minulého století glykolýza = slepá cesta laktát = odpadní produkt metabolismu Vznik laktátu = svalová hypoxie Přetrvávání laktátu v průběhu zotavení = příčina svalové únavy

Protonová magnetická rezonanční spektroskopie Richardson et al. (1998) Protonová magnetická rezonanční spektroskopie Zvýšená produkce laktátu je důsledkem vzestupu poměru [ADP][Pi] / [ATP] nedostatek okamžitě využitelné energie silný stimulátor glykolýzy

fruktóza-difosfatáza PFK fosfoglycerát kináza ADP ADP F 1,6-P ATP ADP Přispívají ke zvýšení produkce kyseliny mléčné UTP Glykogen Pi G-fosforyláza laktát UDP G 1-P NAD ADP ATP IZOMERACE LDH NADH G 6-P pyruvát IZOMERACE GL hexokináza F 6-P Pyruvát kináza Pi ATP ATP fruktóza-difosfatáza PFK fosfoglycerát kináza Nedostatek kyslíku je pouze jedním ze spolupůsobících faktorů, které vyvolávají vzestup tvorby krevního laktátu ADP ADP F 1,6-P ATP ADP enoláza P-enol pyruvát Glyceraldehyd 3-P Glyceraldehyd 3-P NADH NAD dtto Glyceraldehyd dehydrogenáza

Do 80. let minulého století glykolýza = slepá cesta laktát = odpadní produkt metabolismu Přetrvávání laktátu v průběhu zotavení = souvislost se svalovou únavou Vznik laktátu = svalová hypoxie Georg Brooks (1985) HYPOTÉZA „LAKTÁTOVÉHO ČLUNKU“ Přehodnocení základního smyslu anaerobní glykolýzy a její postavení při hrazení energetického výdeje v průběhu tělesné práce

Tvorba a následná distribuce laktátu do celého organismu za podmínek intenzivní tělesné práce hlavní mechanismus koordinace intermediálního metabolismu různých tkání LAKTÁT

La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La

dynamický proces DYNAMICKÝ PROCES Výměna laktátu mezi jednotlivými kompartmenty v klidu i při práci dynamický proces Laktát se simultánně využívá přímo ve svalech oxidace glykoneogeneze nebo se ze svalů uvolňuje do intersticia La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La DYNAMICKÝ PROCES

Intercelulární tekutina Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka La MCT4 La- MCT2 La- La- H+ H+ H+ MCT1 La MCT1

Intercelulární tekutina Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka MCT4 MCT2 La- H+ MCT1 MCT1 La 3. Višegrádsky kongres

Pohyb H+ a La - v závislosti na koncentračních gradientech Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka La- H+ H+ H+ La- H+ La- La- La- H+ La- H+ La- H+ H+ La- La- H+ Pohyb H+ a La - v závislosti na koncentračních gradientech

Pohyb H+ a La - v závislosti na koncentračních gradientech Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka La- H+ La- H+ H+ La- La- H+ La- La- La- H+ H+ H+ La- La- H+ H+ Pohyb H+ a La - v závislosti na koncentračních gradientech

Společný transport La- a H+ z plazmy do erytrocytů závislý na gradientu mezi plazmou a intersticiální tekutinou La- La- H+ H+ La- H+ La- MCT1 La- H+ La- La- H+ La- La- H+ La- H+ H+ H+

Intercelulární tekutina Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka La- La- H+ La- H+ H+ La- La- La- H+ H+ H+ H+ La- H+ La- La- La- La- La- H+ H+ H+ H+ La- H+

Erytrocyty zachycují La- z aktivních svalů a dodávají ho na jiných místech jiným tkáním, např. neaktivním svalům La-

Erytrocyty zachycují La- z aktivních svalů a dodávají ho na jiných místech jiným tkáním, např. neaktivním svalům Poměr mezi La- v erytrocytech a v plasmě je relativně stálý a podobný za klidových i zátěžových podmínek. Plasma obsahuje asi 70 % a erytrocyty asi 30 % celkového množství La- v krvi. La- La- La- La- La- La- La- La- La- La-

Erytrocyty zachycují La- z aktivních svalů a dodávají ho na jiných místech jiným tkáním, např. neaktivním svalům Poměr mezi La- v erytrocytech a v plasmě je relativně stálý a podobný za klidových i zátěžových podmínek. Plasma obsahuje asi 70 % a erytrocyty asi 30 % celkového množství La- v krvi. Výjimkou je začátek supramaximální zátěže, kdy vstup La- do plasmy je rychlejší než vstup La- do erytrocytů a hladina La- stoupá. La- La- La- La- La- La- La- La- La- La- La- La- La-

Trénink zvyšuje množství kapilár připadajících na jedno svalové vlákno Zvyšuje svalový krevní průtok Zvyšuje laktátový a protonový transport z krve do svalů Pomáhá udržovat příznivější extra- a intracelulární laktátový a protonový gradient Podporuje oxidaci laktátu ve svalové tkáni La- H+ H+ La- La- H+ La- La- H+ La- H+ La- La- La- La- H+ H+ La- H+ H+ H+ H+

Během práce glykolytická (bílá) svalová vlákna produkují laktát do mezibuněčných prostorů difunduje do oxidativních svalových vláken kde je využíván jako energetický substrát La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La ideální tkáň pro využití laktátu

Myokard výrazně větší oxidativní kapacitu než kosterní svalstvo Vzestup laktátu v krvi Preference laktátu jako energetického substrátu (oxidace a glykoneogeneze) G La La La G La G G G La La G G La G G La La

Během zotavení nebo v průběhu prolongované práce mírné intensity na začátku zátěže produkce laktátu později absorbují a intenzivně využívají (oxidace, glykoneogeneze) La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La La

Intercelulární tekutina Míra oxidace laktátu se mění Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka La- H+ La- La- H+ H+ La- La- H+ La- La- H+ La- H+ H+ H+ La- La- H+ La- H+ H+ H+ La- H+ Míra oxidace laktátu se mění Nelze pomocí jeho hladiny v krvi usuzovat přímo na produkci laktátu ve svalech

Intercelulární tekutina Míra oxidace laktátu se mění Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka La- La- H+ La- La- La- H+ La- H+ H+ H+ La- H+ La- La- H+ H+ La- La- H+ La- H+ H+ H+ La- H+ Míra oxidace laktátu se mění nelze pomocí jeho hladiny v krvi usuzovat přímo na produkci laktátu ve svalech.

Intercelulární tekutina množství laktátu uvolněného do oběhu Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka La- La- H+ La- La- La- H+ La- H+ H+ H+ La- H+ La- La- H+ H+ La- La- H+ La- H+ H+ H+ La- H+ množství laktátu uvolněného do oběhu vždy menší než množství, které se ve svalech vytvoří

Intercelulární tekutina Svalová buňka Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka La- La- H+ La- H+ H+ La- La- H+ La- H+ La- La- H+ H+ H+ La- La- Rychlost produkce laktátu se zvyšuje už při mírném zatížení (kolem 50 % VO2 max), ale hladina cirkulujícího laktátu se zvyšuje jen málo (v důsledku intenzivní intracelulární oxidace La-) H+ H+

Intercelulární tekutina Svalová buňka Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka La- H+ La- H+ H+ La- La- La- La- H+ La- H+ H+ H+ La- La- H+ H+ Po 10 – 15 min se ustaluje krevní hladina laktátu, pracující svaly takřka přestávají laktát produkovat a stávají se jeho čistým konzumentem

Intercelulární tekutina Hladina krevního laktátu by měla klesat, ne? Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka La- H+ La- H+ H+ La- La- La- La- H+ La- H+ H+ H+ La- La- Hladina krevního laktátu by měla klesat, ne? H+ H+

Neklesá, je stálá! Laktát musí být uvolňován Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka H+ La- H+ La- La- La- H+ La- H+ H+ La- La- Neklesá, je stálá! Laktát musí být uvolňován během mírné zátěže i neaktivními svaly a dalšími tkáněmi! H+ H+

Proč? Aby se mohl stát v pracujících svalech snadno dostupným Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka La- H+ La- H+ H+ La- La- La- La- H+ La- H+ H+ H+ La- La- Proč? Aby se mohl stát v pracujících svalech snadno dostupným energetickým substrátem! H+ H+

Intercelulární tekutina Svalová buňka Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka La- H+ H+ La- H+ La- H+ H+ H+ H+ La- La- La- La- La- La- H+ La- La- H+ H+ La- H+ H+ H+ H+ La- La- La- La- La- Při větším zatížení (50 – 80 % VO2 max) se hladina krevního laktátu zvyšuje výrazněji, Jestliže práce trvá dostatečně dlouho přestane se zvýšená hladina laktátu za 10 – 15 min měnit a dosáhne rovněž setrvalého stavu H+ H+ H+

maximální laktátový setrvalý stav Céva Intercelulární tekutina Svalová buňka H+ La- La- H+ H+ H+ H+ La- H+ La- H+ H+ H+ H+ H+ La- H+ La- La- La- La- La- H+ La- La- H+ La- La- H+ H+ La- H+ H+ H+ H+ La- La- La- H+ H+ H+ H+ La- La- Při určité vysoké intenzitě zatížení dosáhne hladina laktátu v setrvalém stavu své maximální úrovně maximální laktátový setrvalý stav (maximal lactate steady state - MLSS) La- La- La- La- La- La- H+ H+ H+ La-

Výkon, při kterém je dosažen MLSS (W-MLSS) Nejvyšší intenzita zatížení, při které je oxidativní fosforylace adekvátní energetickým požadavkům Při W-MLSS je asi 15 ± 5 % energetických požadavků kryto anaerobním metabolismem bez ohledu na sportovní výkonnost vyšetřované osoby

!!! W-MLSS významný parametr při zátěžovém vyšetření W-MLSS těsně závislý na zdatnosti a vytrvalostní výkonnosti Čím zdatnější a vytrvalostně lépe disponovaný sportovec tím vyššího výkonu dosáhne s dominantním přispěním aerobní fosforylace !!! W-MLSS - validní parametr pro určení optimální intenzity zatížení získaný při stupňovaném testu do maxima W-MLSS významný parametr při zátěžovém vyšetření

Podle koncepce „anaerobního prahu“: Maximální setrvalý stav hladiny laktátu (přechodu z dominantně aerobního do dominantně anaerobního hrazení energie) je asi 4,0 mmol/L Současné poznatky: Koncentrace laktátu v kapilární krvi má při MLSS velkou variabilitu !!! 2 – 8 mmol/L !!! Individuálně variabilní dispozice tolerovat pokles pH Nemá žádný vztah ke zdatnosti nebo sportovní výkonnosti!

Laktát poskytuje energii dvakrát: Malé přilepšení 1 – 3 molekuly ATP (okamžitě) Významný energetický substrát 36 molekul ATP (v průběhu práce a zotavení) glykolýza aerobní fosforylace +

glykolýza Nový směr = nová rychlost = aerobní zpracování laktátu Krátkodobý zážeh = glykolýza

Laktát je preferovaným energetickým substrátem pyruvát Koenzymy a transportéry monosacharidů (MCT) LDH PDH laktát Acetyl-CoA 65 % VO2 max 2 : 1 90 % VO2 max 3 : 1 Laktát je preferovaným energetickým substrátem

3. Višegrádsky kongres

aerobní využití laktátu převyšuje využití glukózy glukosa s časem klesá pyruvát LDH PDH s časem stoupá laktát Acetyl-CoA Při tělesné práci Během tělesné práce aerobní využití laktátu převyšuje využití glukózy Laktát se stává hlavním aerobním substrátem

ZÁSADNÍ POSUN LAKTÁTOVÉHO PARADIGMATU Důkazy podporující laktátového mezibuněčného člunku Laktát jako produkt anoxie nebo dysoxie je spíše výjimkou než pravidlem Laktát je anaerobní metabolit v podmínkách anoxie hypoxický metabolit v podmínkách dysoxie aerobní metabolit v podmínkách adekvátního zásobení kyslíkem a utilizace glukózy nebo glykogenu jako energetického substrátu Laktátové paradigma