Hipoteza laktatnog transportera

**Hipotezu laktatnog transportera** ili šatla  je predložio George Brooks  sa  *University of California*,  Berkeley, opisavši  unutarćelijsko i međućelijsko  kretanje  laktata.  Pretpostavka se zasniva na opažanju da  se laktat formira i  kontinuirano troši u različitim ćelijama, i u  anaerobnom i aerobnim uvjetima. Nadalje, laktat koji je proizveden na mjestu sa visokom stopom  glikoliza i glikogenoliza  može biti prebačen  na susjedne ili udaljene lokacije,  uključujući srce ili skeletne mišiće,  gdje se  može koristiti kao glukoneogeni prekursor ili supstrat za oksidaciju.

Uz ulogu izvora goriva pretežno u mišićima, srcu, mozgu i jetri, hipšoteza  laktatnog šatla  se odnosi i na njegovu ulogu  u  signalizaciji redoks reakcija, ekspresiji gena  i  kontroli lipolize. Ove dodatne uloge laktata su dovele i do izraz 'laktormon', koji se odnose na ulogu laktata kao  signalizirajućih   hormona.

## Laktat i Corijev  ciklus
Prije formiranja laktata, prema ovoj  hipotezi, laktat je dugo bio smatran proizvodom razlaganja   glukoze  putem  kroz glikolize u toku anaerobnog metabolizma. Kao sredstvo za regeneraciju oksidiraranog NAD+, laktat dehidrogenaza katalizira konverziju piruvata, za  laktat u citosolu, oksidacije NADH u NAD+, regeneraciju potrebne podloge potrebne za nastavak glikolize. Laktat se zatim prenosi iz perifernih tkiva u jetru putem Corijevog ciklusa,  gdje se reformira u piruvat kroz obrnutu reakcije pomoću laktat dehidrogenaze. Po ovoj logici, laktat se  tradicijski smatra otrovnim metaboličkim nusproduktom,  što  bi moglo dovesti do umora i bolova u mišićima u vrijeme anaerobnog disanja. Laktat je u suštini isplata za kisični dug, koga su Hill i Lupton definirali kao "ukupni iznos kisika koji se utroši nakon prestanka vježbanja, tokom u oporavka."

## Međućelijske uloga laktatnog šahtla 
Osim Corijevog  ciklusa,  hipoteza laktatnog transporta  predlaže komplementarne funkcije laktata u više tkiva. Za razliku od dugo održavanog vjerovanja da se  laktatz formira kao rezultat metabolizma  pri ograničenju kisika, postoje značajni dokazi da se laktata  formira i pod aerobnim  i anaerobnim  uvjetima, kao rezultat ponude podloge i ravnotežne dinamike.

### Tkivna upotreba: mozak, srce i mišići
Tokom fizičkih napora ili umjerenog intenziteta vježbi,   laktat se ispušta iz radnog mišića i drugih tkiva i čini primarni izvor goriva za srce, na izlazu iz mišića putem  monokarbokslatnog transporta proteina (MCT).   This evidence is supported by an increased amount of MCT shuttle proteins in the heart and muscle in direct proportion to exertion as measured through muscular contraction.
Osim toga, činjenica  su neuroni i astrociti pokazali da sadrže  MCT proteine, ukazuje na to da  laktatni transporteri  mogu biti uključeni u metabolizam mozga. Astrociti sadrže  MCT4, koji ima nizak afinitet  za  laktarni transporter  (Km = 35 mM), što ukazuje da  njegova funkcija u prenosu  laktata posljedica  glikolize. Nasuprot tome, neuroni ispoljavaju MCT2, sa visokim  afinitetom  transporta  putem laktata (Km = 0.7mM). Dakle,  hipoteza  predviđa da astrociti proizvode laktat koji se potom odvodi od  puomoću  susjednih neurona i oksidira za gorivo.

## Međućelijska  uloga laktatnog šatla 
Hipoteza o laktatnom  transporteru  objašnjava ravnotežu proizvodnje laktata u citosolu, preko glikolize ili glikogenolize i  oksidacije  laktata u mitohondrijama.

### Peroksisomi 
MCT2 transportera u peroksisomima  funkcionira kao transporter  piruvat, gdje je reduciran  za peroksisomsku  LDH (pLDH) do laktata. S druge strane, NADH se pretvara u NAD+, regenerirajući  to potrebno komponentu za kasniju β-oksidaciju. Laktata se zatim prenosi od peroksisoma,  preko MCT2, gdje se oksidira od citoplazmatskom  LDH (cLDH) u  piruvat, stvaranjem  NADH za korištenje energije i završetak ciklusa (vidi sliku).

### Mitohondrije
Dok je citosolni fermentacijski put laktata dobro uspostavljen, nova  karakteristika laktatnog šatla  je oksidacija laktata u mitohondrijama. Baba i Sherma (1971.) bili su prvi koji su identificirati enzim laktat dehidrogenazu (LDH), unutrašnje membrane  i matrica mitohondrija, u  srčanom i  skeletnim mišićima pacova. Takođe je utvrđeno da laktat može se oksidiran tako brzo kao i piruvat u mitohondrijama jetre  pacova. Jer laktat ili se može oksidirati u mitohondrijama (povratak u piruvat za ulazak u Krebsov ciklus, stvarajući NADH), ili služe kao glukoneogenetski  prekursori, a unutarćelijski laktatni transporteri čine većinu laktatnog  prometa u ljudskom tijelu (što dokazuje i blago povećanje koncentracije arterijskog laktata). Brooks i dr.  su to potvrdili 1999. godine, kada su otkrili da oksidacija  laktata premašuje  piruvatnu  oko 10-40% u jetri,  skeletnim mišićima  i srčanom  mišiću pacova. Postepeno, LDH je nađena u mitohondrijama, jetre, bubrega i srca pacova.

## Reference
## Vanjski linkovi
* http://elibrary.wayne.edu/record=b3043899~S47

Kategorija:Ekspresija gena
Kategorija:Hormoni
Kategorija:Respiratorna fiziologija
Kategorija:Ćelijsko disanje
Kategorija:Hemijska patologija