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Ácido láctico

Ácido láctico

Fórmula lineal

C3H6O3

Sinónimos

Ácido 2-hidroxipropanoico, ácido 2-hidroxipropiónico

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El ácido láctico es un ácido orgánico y una molécula quiral que consta de dos isómeros ópticos, el ácido L-láctico y el ácido D-láctico. En los mamíferos, la base conjugada del ácido láctico, el lactato, se produce a partir del piruvato mediante la fermentación de la glucosa y es un subproducto de un proceso denominado glucólisis1. Se produce en varios órganos, como el músculo esquelético, el intestino, el cerebro, la piel y los glóbulos rojos. Durante el ejercicio anaeróbico, la mayor parte del lactato se produce en el músculo esquelético y el intestino2. Por el contrario, el organismo puede estar expuesto al ácido D-láctico a través de alimentos contaminados o de la microbiota durante algunos estados patológicos.

El lactato ha suscitado gran interés por su papel en la regulación del metabolismo de la glucosa, el mantenimiento de la homeostasis redox y la modulación del metabolismo de los ácidos grasos. La acidosis láctica (exceso de ácido láctico en la sangre) es una consecuencia potencial del ejercicio extenuante y, por tanto, el culpable de las agujetas. Sin embargo, la acumulación de ácido láctico también puede deberse a varias enfermedades y trastornos, como la diabetes, el cáncer, las enfermedades hepáticas o la insuficiencia cardiaca3.

En circunstancias en las que no se dan las condiciones aeróbicas para la producción de energía, la glucólisis es necesaria para la descomposición de la glucosa. Aunque el lactato ha recibido mala reputación como producto de desecho, investigaciones recientes han sugerido que participa activamente en el metabolismo de la glucosa y es una fuente suplementaria de energía cuando los niveles de azúcar en sangre son bajos4. Las nuevas investigaciones han demostrado que el lactato y el ácido láctico desempeñan un papel generalizado en la fisiología de los mamíferos y en varias enfermedades.

Ácido láctico y salud metabólica

Los trastornos metabólicos como la obesidad y la diabetes de tipo 2 afectan profundamente al metabolismo de la glucosa. Teniendo en cuenta la estrecha relación entre la regulación de la glucosa y el lactato, no es de extrañar que estos trastornos metabólicos también tengan un efecto importante en la homeostasis del lactato. Los primeros estudios demostraron que las personas obesas presentaban un aumento de los niveles basales de lactato5 que, desde entonces, se ha relacionado con la resistencia a la insulina6. Datos más recientes han demostrado que los niveles elevados de lactato desencadenan vías moleculares relacionadas con la inflamación en los tejidos adiposos, aumentando las citocinas proinflamatorias circulantes que, a su vez, provocan resistencia a la insulina en los órganos periféricos7.

Ácido láctico y ejercicio

Antes se consideraba que el lactato y el ácido láctico eran compuestos nocivos asociados a las agujetas después de un ejercicio extenuante, como el entrenamiento a intervalos de alta intensidad (HIIT). Sin embargo, investigaciones recientes sugieren que el lactato desempeña un papel más complejo en la regulación de la intersección entre el metabolismo energético, la salud metabólica y la actividad física. Por ejemplo, un estudio examinó los efectos del entrenamiento de sprint sobre el metabolismo energético en diabéticos de tipo 1. Sus resultados revelaron que, si bien los diabéticos de tipo 1 muestran un aumento de los niveles de lactato antes del ejercicio, estos individuos mostraron respuestas de contrarregulación adecuadas a la desestabilización metabólica (por ejemplo, menor lactato, disminución de la degradación de ATP, disminución de las tasas glucolíticas). Por lo tanto, a pesar del deterioro del control metabólico en los diabéticos de tipo 1, el ejercicio de alta intensidad puede mejorar la capacidad oxidativa del músculo esquelético8.

Otros estudios han demostrado que el lactato no sólo es una importante fuente de energía para diversos tipos de células, sino que también puede participar en la regeneración de las fibras musculares. Por ejemplo, no sólo aumenta la expresión de genes implicados en la regeneración mitocondrial9, sino que también incrementa la proliferación de células y miotubos en los músculos10. En conjunto, el lactato parece conferir efectos tanto beneficiosos como perjudiciales, y estos resultados dependen en gran medida de las condiciones de salud y del estado fisiológico.

El ácido láctico, el microbioma intestinal y el intestino

Además del músculo esquelético, el lactato también puede ser producido por el microbioma intestinal. El microbioma intestinal está formado por bacterias tanto sanas como nocivas, y muchas de estas bacterias producen metabolitos que tienen amplios efectos en el organismo. El intestino también contiene bacterias capaces de producir lactato (por ejemplo, Lactobacillus y Bifidobacterium). A través de otros microbios intestinales, el lactato puede convertirse en una variedad de ácidos grasos de cadena corta (AGCC) que son fundamentales para mantener el metabolismo energético11.

El efecto beneficioso de las bacterias productoras de ácido láctico se ha investigado en individuos con problemas intestinales (por ejemplo, estreñimiento y diarrea). Curiosamente, la suplementación con yogur elaborado a partir de bacterias del ácido láctico de origen vegetal provocó una disminución del colesterol de lipoproteínas de baja densidad, mejoró la salud intestinal y mejoró la función hepática12. Otros han demostrado que el lactato y los AGCL (por ejemplo, el butirato) confieren estos efectos beneficiosos al disminuir las respuestas proinflamatorias en las células epiteliales intestinales y las células mieloides13.

El ácido láctico y el hígado

Como componente crítico de la regulación de la glucosa, el lactato también influye en la función y la salud del hígado. Cuando los músculos liberan lactato, éste se envía junto con el piruvato al hígado para la glucogénesis14. Las personas con lesiones hepáticas suelen desarrollar acidosis láctica que, en última instancia, tiene efectos nocivos en el organismo.

El hígado es el órgano clave para la eliminación del lactato, y las investigaciones han demostrado que los hígados enfermos no eliminan el lactato de forma eficaz15. Esto conduce a niveles elevados de ácido láctico que, en última instancia, provocan sepsis, hemorragia gastrointestinal e insuficiencia hepática16. Curiosamente, otros informes sobre el entrenamiento de resistencia a intervalos de alta intensidad en ratones demostraron que este tipo de ejercicio intenso mejora la glucogénesis al aumentar la eliminación de lactato y el umbral de lactato17.

El ácido láctico y el sistema cardiovascular

Se ha demostrado que los niveles de lactato y acidosis láctica son marcadores eficaces de la salud cardiovascular y un indicador de complicaciones tras la cirugía cardiaca. Por ejemplo, se ha observado que los niveles elevados de lactato en pacientes sometidos a cirugía cardíaca se asocian significativamente con resultados perjudiciales, lo que sugiere que el lactato en el torrente sanguíneo podría ser un marcador útil para monitorizar el estado poscirugía cardíaca18. Además, otros han demostrado que el aumento del aclaramiento de lactato se asocia a una disminución de la mortalidad precoz en pacientes que han sufrido una parada cardiaca19.

Ácido láctico y neurociencia

El lactato también es importante para mantener el metabolismo energético en el sistema nervioso central (SNC). Esto es particularmente evidente en la isquemia cerebral, un mecanismo importante que se produce durante el daño cerebral. Cuando se produce un daño cerebral, la falta de niveles de oxígeno induce una glucólisis considerable, lo que da lugar a la acumulación de lactato y acidosis láctica20. La acidosis láctica en el SNC acaba provocando inflamación y muerte de las neuronas21.

Es importante destacar que el lactato en el SNC desempeña en gran medida una función protectora. Los astrocitos, un tipo celular importante en el cerebro, convierten el glucógeno en lactato y lo transfieren a las neuronas vecinas. Esto permite a las neuronas retrasar el agotamiento de ATP durante periodos de ejercicio intenso o hipoglucemia22. De forma similar al papel del lactato en otros órganos, la homeostasis del lactato cerebral es fundamental para mantener un metabolismo energético regular, y un exceso de lactato acaba teniendo efectos perjudiciales.

Ácido láctico y desarrollo de fármacos

La acidez del ácido láctico (pH 4,2) se ha utilizado para mantener un entorno ácido en productos farmacéuticos. En particular, es uno de los principios activos de Phexxi(R), un anticonceptivo no hormonal aprobado por la FDA. Los ensayos de fase III de Phexxi demostraron que es seguro y eficaz (tasa de embarazo de %4,1-13,65), y actualmente se están llevando a cabo ensayos de fase III para evaluar su eficacia en el tratamiento de enfermedades de transmisión sexual23.

Ácido láctico y cosméticos

El ácido poli-L-láctico (PLLA) es un polímero biocompatible derivado del ácido láctico. Ha tenido una aplicación considerable en cosmética y cuidado de la piel, sobre todo para corregir la pérdida de volumen asociada al envejecimiento, y está aprobado por la FDA para la lipoatrofia facial asociada al VIH. En pacientes infectados por el VIH, la PLLA es segura y tiene efectos duraderos, aunque algunos efectos secundarios incluyen la formación de nódulos y hematomas24. Para el cuidado cosmético de la piel, los informes en participantes seronegativos indicaron una excelente corrección del volumen con escasa formación de nódulos25.

El ácido láctico en la investigación

En agosto de 2023, había más de 300.000 citas de "ácido láctico" y "lactato" en publicaciones de investigación (excluidos libros y documentos) en Pubmed. El tremendo número de publicaciones que relacionan este metabolito con una amplia gama de funciones fisiológicas (varias de las cuales se discuten aquí) sugiere que cualquier programa de investigación que busque comprender mejor la salud metabólica, gastrointestinal y neurológica puede beneficiarse del análisis cuantitativo del ácido láctico o el lactato. Teniendo en cuenta los numerosos efectos del ácido láctico y el lactato en el cuerpo humano, la investigación preclínica también puede beneficiarse de la cuantificación del ácido láctico para una comprensión global de los biomarcadores, el diagnóstico y la monitorización de enfermedades.

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