نظام حامض الاكتيك ( حمض اللبنيك) وماذا يفعل عند تراكمه في جسم الانسان
-1-7 نظام حامض اللاكتيك ( اللبنيك )
" ان النظام الاخر لاعطاء الطاقة بعد نفاذ الفوسفاجينات ولاعادة بناء ATP في داخل العضلات وهو التحلل اللااوكسجيني للكلايكوجين مكونا حامض اللبنيك ، ومن هنا اطلق مصطلح ( نظام حامض اللبنيك ) تم اكتشف هذا النوع من التفاعل عام 1930 بواسطة اثنين من العلماء الالمان وهما ( يوستاف ارميين ustuf Emben ) ( اوتومابرهوف Ottomeyrhof ) وكما مبين في الشكل (1)"
وقد اطلق العلماء العديد من التعاريف لحامض اللاكتيك منها :
- اذ عرفه ( David C. Laport ) بأنه ناتج عرضي لتحليل اللاهوائي الكلوكوز والذي يمكن ان يحوله الكبد مرة اخرى الى الكلوكوز عن طريق عملية اعادة الكلوكوز([1])
- ويرى ( بهاء الدين سلامة )، ان حامض اللاكتيك هو" الصورة النهائية لاستهلاك الكلايكوجين اللاهوائي ( بدون الاوكسجين) الا ان تلك النسبة تزيد عند اداء الانشطة الرياضية ذات الشدة العالية، او انه الناتج النهائي لعملية تحلل الكلوكوز بدونO2 ويرمز له"([2])
عرف حامض اللاكتيك بأنه " عبارة عن حامض ينتج من الخلايا عن طريق سلسلة من التفاعلات الكيميائية والتي لا تحتاج الى اوكسجين (الايض اللاهوائي ) والايض اللاهوائي يحدث عندما تكون كمية الاوكسجين المطلوبة للايض اللاهوائي قليلة "([3])
"ويمتلك الجسم طريقتان لاستخدام واستهلاك الكلوكوز وهما ( الهوائي واللاهوائي ) حيث ان التحلل الهوائي هو الاكثر فائدة لانه يؤدي الى تحرر الالكترونات التي تستخدم او تتحول الى اوكسجين وهذه الطريقة تنتج الطاقة على شكل مركب ATP والذي تستخدمه الخلية كطاقة وعندما لا تكون هنالك كمية كافية من الاوكسجين فالخلية تحتاج الى طريقة اخرى لتحويل تلك الالكترونات والا يتوقف عمل الخلية وبذلك يتحول الالكترونات الى حامض البايروتيك وهو مركب نابع من تحلل الكلوكوز وبعد ذلك تحوله الخلية الى حامض اللاكتيك "([4]).
" ويعتمد هذا النظام في اعادة بناء ATP على التمثيل الغذائي للكاربوهيدرات فقط المتمثلة بالتحليل اللااوكسجيني لكل من الكلايكوجين العضلات وكلوكوز الدم اذ يتحلل عبر سلسلة من (10) تفاعلات كيميائية ويتدخل عدة انزيمات حيث يسهل كل تفاعل انزيم خاص به واهم هذه الانزيمات فسفو فركفو كاينز PFK ) وهو انزيم التفاعل الثالث الذي يعد مفتاحاً لهذا النظام اذ ان زيادة نشاطه يؤدي الى التحلل السريع للكلوكوز وسرعة تكوين حامض اللاكتيك واعادة بناء مركب ATP . اذ يزداد نشاط هذا الانزيم مع تراكم (MP ) احادي فوسفات الاديتوسين ويقل نشاطه مع تراكم (ATP ) "([5]) .
" وعند تحطيم جزئية الكلوكوز يتحرر البايروفيك مع كمية قليلة من الـ ATP ثم تفاعل جزئية البايروفيك مع الاوكسجين ينتج عن ذلك ثاني اوكسيد الكاربون + ماء + ATP وعندما تبدأ العضلة بالتقلص بشدة فعند هذه الحالة سوف تقل نسبة الاوكسجين في الدم وبذلك سوف يتحول البايروفيك الى حامض اللبنيك الذي ينتقل الى الدم منه الى جميع انحاء الجسم وعندما يتوفر الاوكسجين مرة اخرى يتحول اللبنيك الى بايروفيك الذي يتحد مع O2 وينتج Co2 + ماء + ATP " ([6])
وحامض اللاكتيك حامض قوي وعندما يتأين يؤدي الى انتاج ايونات الهيدروجين وهذه الايونات الهيدروجينية يكون لها تأثير قوي على الجزيئات الاخرى بسبب صغر حجمها وايجابية شحنها ويكون تأثير ايونات الهيدروجين عن طريق التصاقها بالجزيئات الاخرى مما يؤثر على شكلها وحجمها الاصلي وهذا التغير في الشكل والحجم قد يؤثر على العمل الطبيعي للجزئيات ( الانزيمات ) لذلك فانها تؤثر على التمثيل الغذائي بشكل قوي .
2-1 نسبة تركيز حامض اللاكتيك في الدم قبل وبعد الجهد:
اختلفت الكثير من المصادر وكذلك الشركة المصنعة للموارد الكيمياوية (الكتات) التي تكشف عن تركيز حامض اللاكتيك بالدم عن نسبته وقت الراحة وكذلك بعد الجهد البدني فقد اشار كل من ( بهاء الدين سلامة وابو العلا احمد ) "الى ان نسبة حامض اللاكتيك وقت الراحة بدون ممارسة أي جهد بدني لدى الفرد العادي (8-12 ملغرام- 100 ملي لتر دم) أي حوالي واحد مول" ([7]) ، واما (Fox) فقد ذكر ان هنالك نسبة تتراوح ما بين (5 -15 ملغرام )% من حامض اللاكتيك في الدم موجودة اصلاً في الجسم اثناء الراحة بدون ممارسة أي نشاط بدني ، ويمكن ان ترتفع اثناء القيام بجهد عنيف لتصل الى 100 ملغرام / 100 ملليتر دم ([8])
كما اشارة التعليمات الواردة مع الكت المستوردة من شركة (Chemelex ) الاسبانية ان نسبة حامض اللاكتيك في الدم وقت الراحة لدى البالغين (4.5 -15 ملغرام).
" ويذكر TKDTUTOR ان عملية تحليل الكلوكوز قد تحصل بسرعة كبيرة عند التمرين بحيث كمية البايروفيك الناتجة عن العملية تفوق قابلية المايتوكوندريا ( بيوت الطاقة ) على ادخال حامض البايروفيك الى دروة كريبس وهي عملية انتاج الطاقة بوجود O2 ( هوائياً ) لذا يتحول البايروفيك اسد الى حامض اللاكتيك" ([1]) .
وقد اشار ( جوهان سوند ) الى وجود تفاعل عكسي بين حامض البايروفيك وحامض اللاكتيك وهذه العلاقة تعتمد على وجود O2 ، فعندما تكون نسبة O2 قليلة يتحول حامض البايروفيك الى حامض اللاكتيك وعندما تكون نسبة O2 كافية فأن حامض اللبنيك يتحول الى بايروفيك ، والمعادلة التالية توضح هذا التفاعل الكيمياوي العكسي
حين تمارس الرياضة معينة التي تمتاز بالقوة ، تنتج العضلات العاملة الطاقة بشكل يُعرف بأنه «لا هوائي»، وتأتي هذه الطاقة من الجلوكوز، عن طريق عملية تحلُّل الجلوكوز glycolysis، وهى عملية يتفكك "أو يتأيَّض" فيها الجلوكوز ليتحول إلى مادة تسمى البيروفات pyruvate عبر سلسلة من الخطوات.
وعندما يكون لدى الجسم قدر وفير من الأكسجين، تنتقل البيروفات إلى مسار هوائي لكي تتفكك أكثر، مولدةً المزيد من الطاقة، لكن عندما يكون الأكسجين محدودًا، يحوّل الجسم البيروفات بشكل مؤقت إلى مادة تسمى اللاكتات، وهي مادة حمضية في طبيعتها، تساعد على تفكك الجلوكوز، وبالتالي يستمر إنتاج الطاقة.
ويمكن أن تواصل العضلات العاملة هذا النوع من الإنتاج اللاهوائي للطاقة، بمعدلات مرتفعة لمدة تتراوح من دقيقة إلى ثلاث دقائق، تتراكم خلالها مادة اللاكتات لتصل إلى مستويات عالية في الجسم. وتمثل زيادة حموضة خلايا العضلات أحد الآثار الجانبية لمستويات اللاكتات العالية، جنبًا إلى جنب مع اضطراب مركبات أيضية أخرى . فأداء المسارات الأيضية ذاتها التي تسمح بتفكك الجلوكوز إلى طاقة يضعف في البيئة الحمضية.
وظاهريًّا، قد يبدو أن عملية إنتاج إحدى العضلات العاملة شيئًا يعمل على خفض قدرتها على القيام بمزيد من العمل هي نتيجة عكسية، ولكن في حقيقة الأمر، فإن هذه العملية بمنزلة آلية دفاع طبيعية للجسم؛ فهي تمنع حدوث تلف دائم في أثناء بذل هذا الجهد الشاق، من خلال إبطاء النظم الأساسية الضرورية للحفاظ على تقلص العضلات. وفور أن تنخفض سرعة الجسم، يبدأ توفر الأكسجين، وتتحول اللاكتات مرة أخرى إلى بيروفات، مما يتيح استمرار عملية التمثيل الغذائي الهوائية، وتوفر الطاقة اللازمة لتعافي الجسم من هذا الجهد الشاق.
واكتشف الباحثون، الذين فحصوا مستويات اللاكتات بعد ممارسة التمرينات، ارتباطًا محدودًا له بدرجة ألم العضلات الذي يكون الشعور به بعد أيام قليلة. ويتسم الألم العضلي المتأخر، أو DOMS كما يطلق عليه أخصائيو الفسيولوجيا البدنية، بالألم الحاد في العضلات في بعض الأحيان، فضلًا عن فقدان القوة ومجال الحركة range of motion، وعادةً ما يصل إلى ذروته بعد 24 إلى 72 ساعة من ممارسة التمرينات الشاقة.
ورغم أن السبب الدقيق وراء الألم العضلي المتأخر DOMS لا يزال مجهولاً، تشير معظم الأبحاث إلى وجود تلف فعلي في خلايا العضلات، وإطلاق متصاعد من مختلف المركبات الأيضية في الأنسجة المحيطة بخلايا العضلات. وتؤدي ردود الفعل هذه على التمرينات الشاقة إلى استجابة تصحيحية مصحوبة بالتهابات، تُسفر عن حدوث تورم وألم يبلغ ذروته بعد مرور يوم أو يومين من العمل الشاق، ويتلاشى بعد بضعة أيام، وفق شدة التلف.
في الواقع، يبدو هذا النوع من تقلص العضلات وكأنه العامل الرئيسي في حدوث الألم العضلي المتأخر DOMS. عند تمدُّد عضلة مقابل حمل وزن ما ثقيل -تخيل أن ذراعيك المثنيين يحاولان الإمساك بوزن ثقيل جدًّا- يسمى تقلص العضلة حينئذٍ بالتقلص اللامركزي.
وبعبارة أخرى، تنقبض العضلة بشكل نشط، في محاولة لتقصير طولها، غير أن تلك العملية تبوء بالفشل، وقد تبين أن تلك التقلصات اللامركزية ينتج عنها تلف في خلايا العضلات أكبر من ذلك الذي يحدث مع التقلصات النمطية متحدة المركز، والتي تقصر العضلة خلالها بنجاح في أثناء الانقباض ضد الحِمل ، ومن ثم، فإن التمرينات التي تنطوي على الكثير من التقلصات اللامركزية -مثل الركض على المنحدرات- سينتج عنها ألم عضلي متأخر أشد، حتى وإن لم يكن هناك أي إحساس ملحوظ بالحرَق في العضلات خلال التمرين.
ونظرًا لأن الألم العضلي المتأخر، الناتج عن ممارسة التمرينات الشاقة، أمرٌ شائع للغاية ، ويبحث علماء الفسيولوجيا البدنية عن الدور المحتمل للأدوية المضادة للالتهابات وغيرها من المكملات الأخرى، للوقاية من هذه الآلام العضلية وعلاجها، غير أنه لا توصيات نهائية في الوقت الراهن. ورغم أن الأدوية المضادة للالتهابات تبدو وكأنها تخفف من ألم العضلات -وهذا شيء جيد- إلا أنها يمكن أن تحد من قدرة العضلة على علاج التلف، وهو الأمر الذي قد تترتب عليه آثار سلبية على وظائف العضلة في الأسابيع التالية لممارسة الأحداث الشاقة.
