แลคติก พลังงานแห่งศตวรรษที่21

2023-02-03 16:12:24

     หากพูดถึงสารที่ให้พลังงานแก่ร่างกายได้ง่ายและรวดเร็ว หลายคนคงนึกถึง “น้ำตาล” เพราะเป็นสารที่ร่างกายสามารถดูดซึมได้อย่างรวดเร็วและสามารถนำไปใช้งานได้ทันที ทำให้หลังกินจะรู้สึกสดชื่นกระปรี้กระเปร่าและมีพลัง ดังนั้นน้ำตาลจึงถูกนำมาผสมในเครื่องดื่มให้พลังงานต่าง ๆ เช่น เครื่องดื่มชูกำลัง หรือEnergy Drink

     แม้น้ำตาลจะเป็นสารที่ให้พลังงานแก่ร่างกาย แต่อย่างที่ทราบกันดีว่าการบริโภคน้ำตาลมากเกินไปนั้นก่อให้เกิดปัญหาทางสุขภาพ องค์การอนามัยโลกจึงได้กำหนดปริมาณน้ำตาลที่กินว่าไม่ควรเกินร้อยละ 10 ของปริมาณพลังงานที่ได้รับใน1 วัน หรือ คิดง่าย ๆ คือ ไม่ควรเกิน6 ช้อนชา หรือ24 กรัมต่อวัน โดยคิดรวมน้ำตาลแฝงที่อยู่ในอาหาร ขนม เครื่องดื่ม และเครื่องปรุงรส

     สิ่งนี้อาจเป็นเรื่องยากสำหรับผู้ที่ออกกำลังกายหรือนักกีฬาที่ต้องการพลังงานและเกลือแร่เข้ามาทดแทน เพราะเครื่องดื่มในท้องตลาดส่วนมากใส่น้ำตาลในปริมาณมาก เมื่อหากกินหลายขวดนอกจากจะได้วิตามิน เกลือแร่และพลังงานที่เพิ่มขึ้นมากแล้ว ยังพ่วงมาด้วยภาวะการบริโภคน้ำตาลเกินพอดี กลายเป็นว่าหลายคนประสบปัญหายิ่งออกกำลังกาย ยิ่งป่วย จนหลายคนเกิดคำถามว่า...

“แล้วมีสารชนิดไหนสามารถทดแทนน้ำตาล และให้พลังงานที่ปลอดภัยได้?”

คำตอบคือ “กรดแลคติก หรือ แลคเตท

     รู้จัก “แลคเตท”

     แลคเตทอยู่ในฐานะเป็นสารตั้งต้นในการเผาผลาญพลังงานที่สำคัญ เป็นตัวส่งสัญญาณการรับส่งความร้อนระหว่างเซลล์และระหว่างเนื้อเยื่อ คอยให้พลังงานสำหรับการเผาผลาญหรือออกซิเดชันในเซลล์ ช่วยรักษาสภาวะสมดุลของการรับส่งความร้อนและความสมบูรณ์ของเซลล์ทั้งหมด โดยปฏิกิริยารับส่งความร้อนนี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง แลคเตทจึงมีความสำคัญอย่างมากในสรีรวิทยาการการหายใจระดับเซลล์

     แลคเตท สามารถพบได้ตามธรรมชาติในอาหารจำพวก โยเกิรต์ ชีส กิมจิ ฯลฯ แลคติก ซึ่งเป็นกระบวนการที่จุลินทรีย์เปลี่ยนน้ำตาลให้กลายเป็นกรดกรดอินทรีย์ นอกจากการรับประทานอาหารแล้ว เรายังสามารถได้รับแลคเตทจากการออกกำลังกายเป็นประจำซึ่งทำให้เกิดกระบวนการปรับตัว เช่น การกำเนิดใหม่ของไมโทคอนเดรีย และอื่น ๆ ที่มีผลดีต่อสุขภาพในเรื่องการไหลเวียนโลหิตและระบบประสาท เช่น ช่วยเพิ่มความสามารถในการทำงานของร่างกายให้ดีขึ้น เพิ่มความยืดหยุ่นในการเผาผลาญ เพิ่มประสิทธิภาพการเรียนรู้และความจำ

“แลคเตท” กับการศึกษาที่ผ่านมา

     จากการศึกษาที่ผ่านมา แลคเตทถูกใช้ในการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับการออกกำลัง และเป็นที่น่าเสียดายว่าแลตเตทนั้นถูกด้อยค่าและถูกเข้าใจผิดมานานว่าเป็นเพียงของเหลือจากเซลล์

     แต่จากการศึกษาล่าสุดในปัจจุบันพบว่า แลคเตทมีความสำคัญในเชิงสุขภาพอย่างมาก ทำหน้าที่เปรียบเสมือนรถที่คอยรับ-ส่งและสื่อสารในระดับเซลล์และเนื้อเยื่อ อีกทั้งยังเป็นส่วนหนึ่งของการควบคุมระดับน้ำตาลภายหลังการกินอาหารและมีผลต่อสัญญาณความอิ่ม และจากการวิจัยพบว่าเมื่อร่างกายมีความเจ็บป่วยและอาการบาดเจ็บ การส่งสัญญาณและการขนส่งของแลคเตทก็มีความผิดปกติสอดคล้องกัน

“...แลตเตทมิใช่สาเหตุของการปวดเมื่อยหรือบาดเจ็บ

แต่เป็นกระบวนการของเลตเตทต่างหากที่เข้ามาช่วยบรรเทาการเจ็บป่วยและบาดเจ็บ...”

แลตเตทจึงเปรียบดั่ง นกฟีนิกซ์ ที่จะมีความสำคัญอย่างมากในชีววิทยาของศตวรรษที่ 21

     เมื่อกล่าวแลคเตทในบทบาทของแหล่งพลังงานพบว่า แลคเตทเป็นแหล่งพลังงานที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับกลูโคส เนื่องจากการดูด(Uptake) แลคเตทจะไม่ถูกจำกัดในการขนส่งแต่ขึ้นอยู่กับระดับความเข้มข้น ขณะที่กลูโคสจะขึ้นกับปริมาณและการทำงานของอินซูลิน อนึ่งในกรณีความสามารถในการออกซิเดชันของแลคเตตสูง การเปลี่ยนแลคเตตเป็นไพรูเวตก็ไม่ปรากฏข้อจำกัดเช่นเดียวกัน ทั้งหมดนี้หมายความว่า แลคเตทจึงเป็นแหล่งเชื้อเพลิงที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

     นอกจากนี้การศึกษา ถึงศักยภาพของแลคเตท ในรักษาการเจ็บป่วยและการบาดเจ็บในการแพทย์ปัจจุบันมีคร่าว ๆ ดังนี้

· ในการช่วยชีวิต (Resuscitation) โดยการทดแทนของเหลว อิเล็กโทรไลต์ พลังงาน

(Azevedo et al. 2007; Garcia-Alvarez et al. 2014a; Marik & Bellomo, 2016)

· รักษาภาวะร่างกายเป็นกรด (Acidosis) จากการให้สารน้ำผ่านการให้ทางหลอดเลือดซึ่งมีผลช่วยทำให้ร่างกายเป็นด่าง

(Miller et al. 2005; Wu et al. 2011; Marik & Bellomo, 2016)

· การควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด

(Regulation of glycaemia) (lactate is the major gluconeogenesis (GNG) precursor) (Meyer et al. 1998, 2002; Gerich et al. 2001; Marik, 2009)

· รักษาความเสียหายของสมองจากอุบัติเหตุ(Traumatic brain injury) เนื่องจากแลคเตดเป็นพลังงานและช่วยลดการอักเสบ

(Glenn et al. 2015a)

· ช่วยบรรเทาการอักเสบ

(Inflammation) (via GPR81 binding down stream signalling lactate inhibit the inflammasome) (Hoque et al. 2014)

· รักษาตับหรือ ตับอ่อนอักเสบเฉียบพลัน

(Lactate is an energy substrate, a GNG precursor and anti-inflammatory agent) (Hoque et al. 2014)

· สำหรับการรักษาภาวะหัวใจขาดเลือด หัวใจล้มเหลวเฉียบพลัน และการผ่าตัด

(Lactate is heart fuel) (Shapiro et al. 2005; Bergman et al. 2009b)

· ช่วยรักษาการบาดเจ็บจากความร้อน(Burns)

(Lactate is an energy substrate, a GNG precursor and anti-inflammatory agent) (Spitzer, 1979)

· ช่วยรักษาการติดเชื้อในกระแสเลือดSepsis เนื่องจากการรวมตัวของแลคเตดในของเหลวผ่านทางหลอดเลือดสามารถช่วยรักษาความดันโลหิตและการไหลเวียน และช่วยส่งยาปฏิชีวนะ รวมทั้งเป็นสารตั้งต้นที่ให้พลังงาน สารตั้งต้นของGNG และมีฤทธิ์ต้านการอักเสบ)

(Garcia et al. 1995; Marik& Bellomo, 2016)

· ช่วยสนับสนุนการรับรู้(Cognition) แลคเตทสามารถข้ามสู่ของเหลวในสมองได้อย่างง่ายดาย กระตุ้นเซลล์ประสาทและกระตุ้นการหลั่งของปัจจัยนิวโรโทรฟิกที่ได้จากสมอง (BDNF) ทั้งยังปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานและความจำ)

(Rice et al. 2002; Holloway et al. 2007; Hashimoto et al. 2018)

· ช่วยรักษาแผล (Hunt et al. 2007) และการฟื้นฟูกล้ามเนื้อหลังการบาดเจ็บ

(Tsukamoto et al. 2018; Ohno et al. 2019).

     แม้ว่าบทบาทของแลคเตทในด้านสรีรวิทยาการออกกำลังกายนั้นยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ แต่เป็นที่แน่ชัดแล้วว่า แลคเตทเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญในการให้พลังงาน ทำหน้าที่หลักในการเผาผลาญพลังงาน ทำหน้าที่ส่งสัญญาณของเซลล์ระหว่างการออกกำลังกาย และไม่ได้จำกัดเฉพาะในสภาวะการออกกำลังกายที่ไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Conditions) เป็นแหล่งพลังงานที่เต็มเปี่ยมคุณภาพ ถูกใช้ในการแพทย์อย่างแพร่หลายและยาวนาน สมฉายา “พลังงานแห่งศตวรรษที่ 21”

Ref

-The Science and Translation of Lactate Shuttle Theory

George A. Brooks1,*1Exercise Physiology Laboratory, Department of Integrative Biology, University of California, Berkeley, Berkeley, CA 94720, USA*Correspondence: gbrooks@berkeley.edu

https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.03.008

-Lactate in contemporary biology: a phoenix risen

George A. Brooks , Jose A. Arevalo, AdamD. Osmond, RobertG. Leija, Casey C. Curl

and Ashley P. Tovar Exercise Physiology Laboratory, Department of Integrative Biology, University of California, Berkeley, CA, USA

Edited by: Ian Forsythe & Lykke Sylow

-Lactate metabolism in human health and disease

Xiaolu Li1, Yanyan Yang2, Bei Zhang2, Xiaotong Lin3, Xiuxiu Fu4, Yi An5, Yulin Zou4, Jian-Xun Wang2, Zhibin Wang4✉ and Tao Yu1✉ Signal Transduction and Targeted Therapy (2022) 7:305 ;https://doi.org/10.1038/s41392-022-01151-3

-Advanced Sports Medicine Concepts and Controversies Lactate: Friend or Foe

Mederic M. Hall, MD, Sathish Rajasekaran, MD, Timothy W. Thomsen, MD,

Andrew R. Peterson, MD PM R 8 (2016) S8-S15

http://www.pmrjournal.org/

-Lactate oxidation in human skeletal muscle mitochondria

Robert A. Jacobs,1,2,3 Anne-Kristine Meinild,3 Nikolai B. Nordsborg,4 and Carsten Lundby1,31 Zurich Center for Integrative Human Physiology, Zurich, Switzerland; 2Institute of Veterinary Physiology, Vetsuisse Faculty, University of Zurich, Zurich, Switzerland; 3Institute of Physiology, University of Zurich, Zurich, Switzerland; 4Department of Exercise and Sport Sciences, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark