Quebrando Mitos - Ácido Lático: Fato Ou Ficção?

[Raphael Silva 49]

Fala galera, tudo bem?

Recentemente um amigo comentou sobre o mito do ácido lático e decidi buscar mais a fundo as pesquisas acerca dele. Achei vários artigos interessantes, vou encaminhar abaixo o mais conclusivo deles (ficou meio ruim o texto mas é porque é um PDF cheio de imagens, etc. Pra ler direito é só baixar aí no link):

www.portalsaudebrasil.com/artigospsb/fisiolog140.pdf

Artigo de Revisão

Programa de Pós Graduação em Educação Física – UGF

Ácido lático: Fato ou Ficção?

Lactic Acid: Fiction or Fact?

Alexandre Pereira Mathias

Carlos Ernesto Santos Ferreira

Tacius Tadeu Silva Siqueira

Wellington Luiz da Silva Sousa

Endereço para correspondência:

Carlos Ernesto S. Ferreira

Laboratório de Avaliação Física e Treinamento – LAFIT - UCB

Endereço: QS 07 Lote 01 EPCT Bairro Águas Claras

71966-700 Taguatinga – Brasília, DF

Tel: (61) 356 9044

RESUMO

Objetivamos neste artigo, informar através de revisão da literatura existente, a diferença

entre lactato e o ácido lático e suas reais funções. O exercício intenso promove um aumento da

acidose celular e sanguínea. Tal fato, para muitos cientistas ainda está associado com a produção

de ácido lático, e parece que, para grande parte dos cientistas escritores e profissionais da área,

lactato é a mesma sustância que o ácido lático. Como podemos observar nesta revisão foi criado

um mito em função do acúmulo de ácido lático, que por sua vez também chamado lactato,

durante o exercício. Inicialmente parecia que o ácido lático produzido era liberado na corrente

sanguínea, onde era tamponado pelo sistema do bicarbonato. Posteriormente acreditou-se que

liberava um próton e retornava a lactato sendo tamponado pelo sistema do bicarbonato. Novas

pesquisas têm demonstrado que de fato não há nenhuma produção de ácido lático e que o produto

final da via anaeróbia é o lactato, que não é um ácido e não produz acidose, além de atuar como

um tampão aumentando também o potencial redox da glicólise. Concluímos que o ácido lático

atualmente permanece como um mito devido às condições históricas que foram impostas.

Palavras Chaves: Ácido Lático, Lactato, NADH, H+ e Acidose.

Lactic Acid: Fiction or Fact?

ABSTRACT

The purpose of this article is to highlight through revision of existing literature the

difference between lactate and lactic acid and their real functions. Intense exercise promotes an

increase in cellular and blood acidosis. Such fact, for many scient ists is still associated with lactic

acid production, and it seems that for a great deal of researches writers and professionals of

exercise, lactate and lactic acid are the same. As we can observe in this review, a myth was

created around lactic acid accumulation. In the beginning it seems that it was though that lactic

acid was produced and released in to the blood stream were it would be buffered by the

bicarbonate system. Later it was believed to release a proton and turn into lactate with subsequent

buffering by the bicarbonate system. New researches have found that in fact there is no

production of lactic acid and the end product of the anaerobic intermediary pathway is lactate

which is not an acid nor produces acidosis and in addition works as a buffer and increases the

glycolitic redox potential. We conclude that nowadays lactic acid survives as a myth because of

the historical conditions and which it was found.

Key words: Lactic acid, Lactate, NADH, H+, and Acidosis.

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Introdução

Por vários anos, através de pesquisas fundamentadas realizadas por estudiosos de alto

reconhecimento na área da Fisiologia, entendeu-se que o ácido lático teria a mesma denominação

que lactato, e que, por sua vez, seria o responsável direto (vilão) pela acidose ocorrida nos

músculos quando expostos a atividades de grande intensidade.

Desde a descoberta do ácido lático em 1780, um ácido carboxílico, quando o mesmo foi

isolado do soro do leite azedo, daí o nome lático do latim “lac” = leite, o associaram com a fadiga

muscular. Tal associação foi feita em virtude de sua presença estar supostamente aumentada

durante a realização de exercícios de alta intensidade ou exercícios anaeróbios, ou seja, em

condição de hipóxia ou isquemia.

Portanto, este estudo pretende fazer uma revisão na literatura existente em Fisiologia do

Exercício, com o objetivo de informar a diferença entre ácido lático e lactato e possível

associação com a acidose e fadiga durante exercícios de alta intensidade, bem como ser

instrumento de auxílio às demais pessoas que possuem interesse em pesquisas sobre o

metabolismo.

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Revisão da Literatura

Em 1891, Araki (apud Karlsson, 1971) demonstrou elevados níveis de ácido lático no

sangue e urina de uma variedade de animais submetidos a hipóxia.

Acreditava-se que, quando o oxigênio estava ausente na glicólise, havia produção de

acido láctico denominado como "Efeito Pasteur" (Brooks, 1991), nome dado por ter sido

descoberto através de antigos estudos de um dos precursores da bioquímica, Luís Pasteur, porém,

como iremos abordar mais adiante, esta afirmação carece de qualquer tipo de comprovação.

Muitos estudiosos, desde 1807, quando Berzelius começou a estudar a contração muscular

e observou a presença de “ácido lático”, relatam em suas pesquisas que o mesmo estaria presente

na glicólise como uma substância oriunda do ácido pirúvico (MCARDLE 1997, POWERS 2001),

mas tal fato também não procede e, além disso, utilizam indiscriminadamente os termos lactato e

ácido lático como sendo a mesma substância.

Possivelmente, os principais responsáveis pela sedimentação do mito da produção de

ácido lático em função do metabolismo anaeróbio foram Archibald V. Hill e Otto F. Meyerhoff.

Em 1922, foi concedido a esta dupla o prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina, pelos estudos

referentes à descoberta da produção de calor no músculo entregue a Hill e pela descoberta do

consumo de oxigênio e a produção de ácido lático no músculo concedido a Meyerhoff, porém

não existiam evidências de que a forma ácida do lactato, conhecida como ácido lático, era

produzida, ou que os prótons liberados pelo ácido lático causariam a acidose (Robergs, 2001),

isto porque, à época, não se tinha conhecimento sobre como ocorria a interação química “ácido-

base”.

O processo de formação do ácido lático foi chamado de fermentação lática e, até hoje, os

livros de bioquímica se referem a esse processo desta forma, bem como fermentação anaeróbia,

associaram, então, a provável acidose muscular com a formação do ácido lático. Porém, para

Voet, ocorre um processo chamado de fermentação homolática.

Estudos mais recentes demonstram que a produção e o acúmulo de lactato muscular e

sanguíneo em exercícios submáximos são atribuídos a um desequilíbrio entre a quantidade de O2

consumido e a quantidade exigida pela demanda energética nos músculos atuantes durante o

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exercício, ou seja, nos músculos em hipóxia ou isquemia é controverso (BROOKS 1991,

GLADDEN 2001, KATZ 1988).

A demanda energética é quem determina a necessidade de energia para a realização da

contração muscular. Em exercícios de alta intensidade, a necessidade de energia aumenta,

incrementando assim a velocidade da glicólise, logo, é formada grande quantidade de piruvato

como produto final. Dependendo da capacidade mitocondrial de sustentar a demanda exigida, o

piruvato segue para a mitocôndria, onde é oxidada a Acetil-CoA, sendo então degradado no Ciclo

do Ácido Tricarboxílico (TCA). A outra alternativa de destino do piruvato é a formação de

lactato, caso a demanda seja maior que a oferta energética pela via da fosforilação oxidativa, uma

vez que o acúmulo de NADH+ diminui a velocidade da glicólise. Durante o exercício, o lactato é

o combustível predominante para o coração (BROOKS, 2001).

Acreditava-se que o acido lático era o culpado pela interrupção do exercício (BROOKS

1991), mas o que veremos a seguir é que o mesmo não tem culpa por não ser produzido em

grandes quantidades.

Porém, quando se trata de detalhar o processo glicolítico com ênfase na via anaeróbia, o

produto final é o lactato e não o ácido lático. Isso passou a gerar certa confusão entre o lactato e o

ácido lático, sendo que muitos acreditam que as duas substâncias sejam a mesma coisa

(BROOKS, 2000), mesmo sabendo que lactato e piruvato são sais dos ácidos, mas lactato e ácido

lático são substâncias parecidas, porém diferentes (VOET 1999, ROBERGS 2001).

Primeiramente, devemos diferenciar o ácido lático do lactato.

Segundo Brönsted (apud MARZZOCO 1990), ácidos são substâncias capazes de doar

prótons, e bases são substâncias capazes de recebê-los.

Conforme a classificação bioquímica, para que se forme um ácido, a substância deve

necessariamente conter na sua estrutura COO + OH, o que não é observado na molécula do

lactato, porém podemos observar a veracidade da regra na estrutura do ácido lático (Figura 1).

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Figura 1: Principal diferença entre o ácido lático e o lactato, observa-se a falta do H+ no Lactato (adaptado de Robergs, 2001).

O Ácido perde prótons ficando com a carga negativa, ligando-se a um íon carga positiva

(Na ou K), sal do ácido. Adiciona-se então o sufixo “ato” (ROBERGS, 2001), ou seja,

inicialmente temos o ácido lático, que logo se associa ao íon formando o lactato.

Partindo do princípio que existe diferença estrutural entre ácido lático e lactato, conforme

explícito na figura acima, devemos então, para uma maior compreensão, abordar outra diferença

que vai além da estrutural. Para tanto, devemos relembrar os trabalhos Henderson e Hasselbach,

onde referida diferença seria então o que chamamos de pK:

O trabalho de Henderson e Hasselbach quantifica a inter-relação do pH, pK e

concentração do tampão.

O pK, segundo Lehninger, é a constante de dissociação (K), ou seja, é o valor do pH (pH

é a sigla para potencial hidrogeniônico, é o log negativo de base 10 da concentração molar de

íons hidrogênio “H+” sendo definida por - log [H+ ]), no qual as moléculas do ácido, bem como as

moléculas de sua base, estão em constante equilíbrio, sendo 50% para o ácido e 50% para a base.

É nesse ponto que ocorrem as maiores concentrações possíveis de um ácido e sua base conjugada

(MARZZOCO 1990).

O pH é o logaritmo negativo da concentração de íons hidrogênio, isto é:

se pH = -log [H +]

então [H +] = antilog (-pH) = 10 - 7,4 M

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Portanto, a concentração de íons hidrogênio de uma solução no pH fisiológico (7,4) é 10 -

7,4

, que é igual a 3,98 x 10 - 8 M. Podemos arredondar para 4 x 10 - 8 M.

Para se determinar a

quantidade de ácido e a quantidade de base de uma substância, é necessário resolver a fórmula a

seguir, descrita como concentrações dos reagentes sendo divididas pelas concentrações dos

produtos, definida através da fórmula:

K=[H3 0+]/[A-]/ [AH]/[H2 O]

Sendo:

A -= Base

AH = Ácido

O ácido lático possui um pK de 3,86 (LEHNINGER 1995).

Um ácido reage com uma base, formando um sal mais forte e um ácido mais fraco. O

+

fosfato de creatina e a hemoglobina tiram o H de circulação, deixando-o eletricamente neutro

(COSTILL 2001), não alterando o pH. Só o bicarbonato realmente altera o pH. O fosfato de

creatina e a hemoglobina só inativam o próton H+.

Existem divergências também quanto ao tipo de ácido. Segundo Lehninger, o ácido lático

seria classificado como um ácido fraco, já Brooks, o classifica como um ácido forte. Pelo simples

fato de ser um ácido, este é capaz de liberar íons hidrogênio “prótons H+” e, quando produzido no

organismo, logo se oxida. Isso propicia interpretações equivocadas, dando ao lactato o sentido de

vilão na história, pois seria o produto da dissociação do ácido lático em lactato com liberação de

um íon H+ no citossol, porém o que ocorre é a redução do piruvato em lactato e não do ácido

pirúvico em ácido lático.

Lactato desidrogenase

+

PIRUVATO + NADH + H

LACTATO + NAD +

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Na redução do piruvato com formação de lactato pela reação da LDH, são captados dois

íons H+, um oriundo do NADH+ resultando na oxidação do NAD+, e outro, um Hidrogênio livre

do citoplasma, oriundo de uma das três reações de oxidação que liberam íons H+ na glicólise.

Através da equação de Henderson-Hasselbalch, é permitido calcular prontamente a

relação entre as concentrações das moléculas doadoras e aceptoras de prótons em qualquer pH,

para um ácido de pK conhecido (MARZZOCO 1990).

PH= pK + log [-A-]/ [AH]

No exemplo do ácido láctico, comparado com lactato, utilizando a equação de Henderson-

Hasselbalch, estimando o valor de pH sanguíneo no corpo humano mais baixo encontrado, sendo

em torno de 7,0 (Sete), encontraríamos os seguintes valores:

7=3,86 + log [-A-]/ [AH]

3,14= log [-A-]/ [AH]

103,14 = 1.380

Observando o resultado obtido através da equação de Henderson-Hasselbalch,

encontramos a proporção entre ácido lático e lactato no pH de 7,0. Para cada molécula de ácido

lático produzida, temos 1380 moléculas de lactato.

Num pH como o do corpo humano, mesmo que o ácido lático fosse produzido, o que não

é verdade, seria quase que instantaneamente dissociado em lactato.

Assim sendo, o ácido lático não é o responsável pela fadiga (BROOKS, 2000) nem pela

acidose, tampouco o lactato, o que então observamos é pura ficção. Então quem seria o

responsável pela acidose?

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Para que possamos entender melhor, vejamos a glicólise.

Glicose

ATP

ADP

Hexokinase

Glicose-6-fosfato

H+

Glicogênio

Fosfoglucomutase

Fosfoglicose Isomerase

Frutose -6-fosfato

ATP

ADP

Fosfofrutokinase - PFK

Frutose -1,6-bisfosfato

H+

Aldolase

Dihidroxiacetonafosfato

Fosfotriose Isomerase

NAD

X2

desidrogenase

1,3-Bisfosfoglicerato

+

NADH + H

Gliceraldeído-3-fosfato

Gliceraldeído 3 -P

+

ADP

ATP

X2

Fosfogliceratokinase

3-fosfoglicerato

Fosfoglicerato Mutase

2-fosfoglicerato

Enolase

ADP

ATP

X2

Fosfoenol piruvato

Piruvato kinase

Piruvato

(Figura 2) Glicólise durante as 02 fases. Observe a liberação de prótons.

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Observe que, em momento algum, ocorre a presença do ácido lático, mas sim do lactato.

Segundo Brooks, a quantidade de lactato em repouso é dez ou mais vezes maior que a quantidade

de piruvato.

É facilmente notável que, durante a fase dois (2) da glicólise, na primeira reação

(gliceraldeído 3 fosfato + Pi + NAD+) para a formação de 1,3 bisfosfoglicerato, há uma liberação

de H+ para manter-se em equilíbrio com o meio, em função do pK ser de 2,4. As moléculas se

apresentam desde então desprovidas de prótons, chamadas de sal do ácido, e não na forma ácida

como ácido fosfoglicérico por dissociação do H+. Conseqüentemente, todos os outros ácidos

carboxílicos subseqüentes da glicólise aparecem na forma de sal do ácido, que, por sua vez, não

são ácidos e sim as bases conjugadas desses. Portanto, o produto final da glicólise é o piruvato,

sal do ácido ou base conjugada, e não o ácido pirúvico, assim como a sua redução pelas

isoenzimas lactato desidrogenase (LDH) levam à formação do lactato e não do ácido lático. Por

conseguinte, é impossível a liberação de prótons pelo lactato, pois não existem prótons para

serem liberados. O pH do meio impede a associação de prótons ao piruvato com a finalidade de

formar ácido pirúvico, o precursor do ácido lático.

Assim sendo, a formação de ácido lático ocorreria contra o gradiente provocado pelo pH

em função do pK desses ácidos, o que é impossível de acontecer, pois, em um pH mais básico do

que o pK, o gradiente segue o sentido da perda de prótons e não de associação.

Para que haja continuidade na glicólise, há necessidade da oxidação da NADH+ a NAD,

para que o potencial redox da glicólise não se altere e para que o fluxo glicolítico seja mantido.

O piruvato, após ser reduzido a lactato, é transportado para a corrente sanguínea através dos

transportadores monocarboxilato (MCT), que por sua vez transportam concomitantemente um íon

H+, inibindo a acidose no músculo, que durante o exercício pode chegar a valores entre 6,0 a 6,4

(MADDEN et al. 1991, ROBERGS 2003). Contudo, a acidose é transferida para o sangue ou

outros tecidos, onde poderá ser tamponada ou metabolizada (MAUGHAN, 2000).

Se observarmos bem a glicólise, perceberemos que a mesma produz 02 prótons na fase 01

de sua via, durante a fosforilação da glicose propria mente dita, resultando em glicose 6 fosfato,

assim como na reação da fosfofrutoquinase, que transforma frutose 6 fosfato em frutose 1,6

bisfosfato. Durante a fase 02 da glicólise, mais 01 próton é produzido para cada reação de

gliceraldeído 3 fosfato em 1,3 bisfosfoglicerato pela gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase,

todavia é sabido que, durante a fase 02, a glicólise ocorre em duas vias idênticas, ou seja, se é

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produzido um próton na fase 02, deve-se multiplicá- lo por 2, resultando assim em 02 prótons na

fase 01, e 02 prótons na fase 02.

Até então, observamos somente a liberação dos prótons que seriam os responsáveis por

acidificar o meio, mas devemos nos ater para o entendimento de toda a via da glicólise. Durante a

fase 01 da glicólise, observa-se na figura 2 somente a liberação de prótons, sem um

tamponamento dos mesmos. Já na fase 02, destacamos também a formação de 02 prótons,

entretanto, quando observamos a atuação da enzima Piruvato quinase, responsável pela reação do

fosfoenolpiruvato em piruvato e a adição de mais um grupo fosfato no ADP, transformando-o em

ATP, percebemos que nesta reação é consumido um próton, mas, como foi dito anteriormente

que nesta fase ocorre uma duplicidade, conseqüentemente são retirados 02 prótons do meio.

Resumindo, são liberados no meio 04 prótons responsáveis pela acidose, no entanto, na

reação da Piruvato quinase, 02 prótons são “consumidos”. Temos então, para cada molécula de

glicose, a formação de 02 moléculas de piruvato, lembrando que, durante a glicólise, restam

ainda 02 prótons acidificando o meio, que estão sendo carreados por duas NADH+ reduzidas

(NADH+H+ ). Para que a glicólise não pare, é necessário que NADH+H+ seja novamente oxidada

e retorne a via glicolítica para dar prosseguimento à glicólise, senão a mesma pára e então é

necessário diminuir a intensidade do exercício. Para que possamos entender toda a glicólise e não

mais caiamos no erro de referenciar a culpa da acidose a quem não é devido, explicaremos agora

a formação do lactato.

O lactato é formado a partir da molécula de Piruvato associado ao íon H+ carreado pela

NADH+H+, ou seja, a formação do lactato faz com que a acidose seja adiada, atuando então

como forma de tamponador.

A acidose que é encontrada durante o exercício não pode estar relacionada ao ácido lático

e tampouco ao lactato, porém podemos observar que, quando uma molécula de ATP é convertida

a ADP + Pi, o grupo fosfato oriundo do ATP, para se formar em fosfato inorgânico, se associa ao

grupo hidroxil proveniente da molécula de H2 O, ocorrendo então a liberação de um íon H+, que

por sua vez acidifica o meio.

Assim como o ácido lático, o ácido pirúvico é formado em quantidades reduzidas. O pK

do ácido pirúvico é de 2,5, mas, caso fosse formado a ponto de acidificar o meio, deveríamos

então responsabilizá-lo pela acidose e não o ácido lático. Calculando a relação das concentrações

de ácido pirúvico e piruvato, encontramos:

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7=2,5 + log [-A-]/ [AH]

4,5= log [-A-]/ [AH]

104,5 = 31.623

Isto é, para cada molécula de ácido pirúvico com o valor do pH sanguíneo de 7,0,

necessariamente encontraríamos 31.623 moléculas de piruvato. Pensando como pesquisadores e

difusores do conhecimento da ciência e não através do bom senso que nos foi imposto, desde

1922, pelos estudos de Hill e Meyerhoff, culpando o ácido lático pela acidose e possível fadiga a

ponto de interrupção do exercício, atualmente não podemos mais nos curvar a tais definições sem

termos provas concretas referente à questão mencionada.

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Conclusão

Concluímos então, através desta revisão, que o ácido lático se diferencia do lactato na sua

estrutura, bem como pelos valores apresentados acima. Não podemos atribuir ao ácido lático a

culpa pela acidose durante o exercício intenso, pois o mesmo não é produzido a ponto de

conseguir causá- la, assim como o lactato não pode sê- lo simplesmente pelo fato de não ser um sal

e sua atuação na glicólise serve como um tampão para dar continuidade nesta via. Portanto, o fato

de culpar o ácido lático pela acidose é pura ficção, oriunda de estudos remotos, nos quais a

bioquímica andava pouco enriquecida nos seus conhecimentos, em comparação aos dias atuais.

13

BIBLIOGRAFIA

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2002.

15

http://www.nytimes.com/2006/05/16/health/nutrition/16run.html

Tem esse mais básico também. Muito legal

[Rafael94 29]

ou seja não tem oxigênio suficiente no músculo,o ciclo de krebs para,o piruvato não entra na mitocôndria e permanece no citosol sendo convertido em lactato, acontece que para converter piruvato em lactato é preciso uma fonte de hidrogênios e elétrons e essa fonte vai ser o NADH isso diferencia o acido latico do lactato,

curti o artigo apesar de não ler ele todo kkk

[drehdS 10]

Meu professor tem um estudo em andamento ai dessa mesma linha.. a verdade é que nao é o acido lático que gera a fadiga, oq acontece é que o lactato aumenta o ph da corrente saguínea, inibindo a enzina PFKA (fosfrutoquinase), que é responsável pela ressíntese do glicogênio.