Ursache der Übersäuerung

Die weitverbreitete Auffassung, dass es die Bildung von Laktat für die metabolische Azidose verantwortlich sei, stimmt nicht. Richtiger ist es, von einer Azidose durch Milchsäurebildung zu sprechen, wenngleich auch das biochemisch nicht ganz korrekt ist, weil im anaeroben Energiestoffwechsel die Milchsäure nicht als solche, sondern in ihrer dissoziierten Form gebildet wird (Milchsäure = Laktat + H+). Laktat und Protonen entstehen dabei zu gleichen Teilen und für die Übersäuerung (Azidose) ist die Bildung von Protonen (so nennt man die positiv geladenen Wasserstoffionen = H+) verantwortlich.

Laktat kann als Anion der Milchsäure der Azidose sogar entgegenwirken, weil die Umwandlung von Pyruvat zu Laktat durch die Laktatdehydogenase (LDH) einen Teil der Protonen aufnimmt, die bei der Umwandlung von Glukose zu Pyruvat freigesetzt werden. Laktat wirkt dabei sogar als Puffer.

Eine weitere Freisetzung von Protonen tritt bei der Hydrolyse von ATP auf. Mit zunehmender Belastungsintensität und damit Energieflussrate kommt es durch die Glykolyse zu einer gesteigerten ATP-Hydrolyse und einer zunehmenden Protonenfreisetzung im Zytosol der Muskelzelle. Wenn deren Pufferkapazität erschöpft ist, kommt es zur Azidose.

Die zunehmende Laktatproduktion ist somit eine Folge und nicht die Ursache der metabolischen Azidose. Laktat ist deshlab ein guter Marker für den veränderten Zellstoffwechsel, der zu einer Azidose führt.

Auftreten der Azidose

Klassische Beispiele für das Auftreten von metabolischer Azidose sind der 400m-Lauf, wo die Athleten auf den letzten Metern durch die extreme Übersäuerung auffallend langsamer werden, der 500m--Eisschnellauf, das 1000m-Bahnzeitfahren, aber auch ein langgezogener Endspurt im Langstreckenlauf.

400m-Sprinter erreichen aufgrund ihrer großen anaeroben Kapazität und Säuretoleranz die höchsten Laktatwerte überhaupt (bis zu 30 mmol/l). Da die Protonen aus dem “sauren“ Muskel in den Kreislauf gelangen, kommt es zu einer kurzzeitigen extremen Übersäuerung des Organismus, die normalerweise nicht mit dem Leben vereinbar wäre (metabolische Azidose mit pH-Werten bis herunter zu 7.0; im beanspruchten Muskel beträgt der lokale pH-Wert kurzfristig sogar unter 6.9).

Nach Abbruch der anaeroben Ausbelastung spürt man aber durch Abpufferung und respiratorische Kompensation der Azidose ein rasches Nachlassen des “Muskelbrennens“. Gleichzeitig wird das angehäufte Laktat nach Belastungsende parallel zu den Protonen (Laktat/H+-Kotransport) innerhalb von Minuten wieder beseitigt, indem der in der Muskulatur verbleibende Anteil durch Umwandlung zu Pyruvat aerob verstoffwechselt (vollständig verbrannt) wird. Das in den Blutkreislauf ausgeschwemmte Laktat wird in der Leber und Muskulatur über Glukose zu Glykogen aufgebaut, aber auch von der Herzmuskulatur zur Energiegewinnung herangezogen.

Physiologische Funktionen des Laktat

Laktat ist somit kein “Abfallprodukt“, sondern dient sowohl der Energiespeicherung als auch als Energielieferant. Deshalb ist es wichtig, nach einer intensiven anaeroben Belastung diese für mehrere Minuten langsam ausklingen zu lassen (Auslaufen, Ausradeln…), da damit der Laktatabbau und die muskuläre Erholung wesentlich rascher erfolgt als im Falle körperlicher Ruhe. Man nennt dies "aktive Erholung".

Intensive, mit “Übersäuerung“ einhergehende Belastungen gehen zwangsläufig mit zunehmend vertiefter und beschleunigter Atmung einher (so genannte Hyperventilation). Damit wird vermehrt CO2 (und damit quasi Kohlensäure) abgeatmet, um einem weiteren Absinken des pH-Wert des Blutes entgegenzuwirken. Man nennt das die "respiratorische Kompensation einer metabolischen Azidose" (in diesem Fall einer Laktat-Azidose). Auch nach Belastungsende ist die Atmung noch eine Zeitlang gesteigert, um die “Sauerstoffschuld“ zu kompensieren.

Quellen: K. Moosburger: Die mujskuläre Energiebereitstellung im Sport (http://www.dr-moosburger.at)