Křeče při závodě (3)
aneb reakce na Potlach (2)
Zdá se, že jsem kolegovi QUARKovi šlápnul na zarostlý nehet. Už jsem se k tématu křečí ani k debatě o základní chemii nechtěl vracet. Ale protože byla napadena (nikoliv dotčena, to chce větší kalibr) moje odbornost, ještě jednou se k tématu vracím. Opravdu naposledy. Jsou totiž daleko zajímavější a čtivější témata, než je opakování banální středoškolské chemie (pufry byly již v přijímacích pohovorech na medicínu). Článek je tedy opravdu jen pro toho, koho téma zajímá (nebo kdo chce zjistit, kdo z nás plácá větší nesmysly :-)))
Už jsem se teorií křečí nechtěl zabývat, ale kolega QUARK mne přesvědčil. Bohužel mu neodpovím na jeho kolbišti, do Potlachu se kvůli mojí poslední poznámce hlásit nebudu a jako vyzvaný mám právo volby místa a zbraně :-). Omlouvám se, že tentokrát budu vytrhávat z kontextu, přeměna vystřiženého textu z Potlachu na HTML je hrozná dřina.
(13.6.02 - 16:15) QUARK: Nejdřív k druhému odstavci, který je o něčem. Souhlasím s tím, že překyselení NENÍ způsobeno laktátem, nýbrž je jeho důsledkem, jak tvrdí sám jejich Velký Profesor. Ale to co přišlo po tom pobavilo celou naší laborku. Cituji : "laktát jako slabá kyselina na sebe vodíkové ionty váže (ty způsobují kyselost) a tudíž kyselost snižuje". Dřív jsem si myslel, že medici maji aspoń nějáký základy chemie, resp. biochemie, ale todle moje přesvědčení úspěšně zvrátilo. abych objasnil nejenom panu doktotovi o co de. Laktát vzniká jako vedlejší produkt při anaerobní glykolýze. Při nedostatku kyslíku nedochází k oxidaci veškerého redukovaného NADH v oxidační fosforylaci. Aby mohla anerobní glykolýza probíhat (je zdrojem energie a může probíhat i v nepřítomnosti kyslíku) musí se někde NADH zpět oxidovat. K tomu dochází při přeměně pyruvátu na laktát. Molekla pyruvátu se redukje dvěmi atomy vodíku z redukovaného NADH a mění se na laktát.
... dvěma atomy ne dvěmi...
Nejprve k odborné stránce. Milý kolego, jak jste správně pochopil, jde o to, jak zpětně zoxidovat 2xNADH na 2xNAD+. Reakce vypadá následovně:
CH3-(C=O)-COOH + NADH2+ -> CH3-(H-C-OH)-COOH + NAD+
Pyrohroznová k. ...............................Mléčná kyselina
Jak jste si jistě všiml, kyselina mléčná přijala dva vodíky na druhý uhlík, zatímco disociace pyrohroznové, mléčné i ostatních kyselin probíhá na skupině COOH. Disociací vznikne laktát (aniont kyseliny mléčné) (nebo pyruvát - aniont kyseliny pyrohroznové - át je koncovka pro aniont, či někdy též sůl organické kyseliny) a H+, vodíkový kationt, který, jak jste správně pochopil, je příčinou "kyselosti" a jehož koncentrace se měří jako pH. V čem je vtip? Jedna organická kyselina přijala dva vodíkové atomy a přeměnila se na jinou. Ony dva vodíky jsou pevně vázané na druhém uhlíku a odtud se uvolnit nemohou a nemohou tak ovlivňovat kyselost roztoku.
Jiná pohádka je, že organické kyseliny disociují vždycky podstatně méně ochotně než anorganické. To je jeden z důvodů, proč si příroda tuhle složitost vymyslela. Pokud by totiž přebytečné vodíky nenavázala na pyrohroznovou kyselinu, do místa, kde disociovat nemohou, s otevřenou náručí na ně čeká např. chloridový aniont, kterého je v těle - jak určitě víte - více než dostatek. A vzniklá HCl disociuje opravdu více než ochotně...
Kyselina mléčná patří mezi slabé kyseliny a v těle funguje jako jeden z mnoha nárazníkových (pufrovacích) systémů - na tom trvám. Zcela vážně a bez úsměšků - než půjdete ke zkoušce z organické chemie, doporučuji vám si prostudovat ještě jednou kapitolu o kyselinách a pufrech. Pokud se tomu všemu smála celá laborka, doporučuji kolektivní doučování (mohu zařídit).
Mimochodem - vaše vyjádření popisuje přesně oxidaci NADH, není z něj ale vůbec patrné, jak by tento děj měl ovlivnit kyselost roztoku. Pokud to víte a tvrdíte, že já to nevím, měl by být logický sled důkazu z výroku patrný. A to rozhodně není.
Vložka o slabých a silných kyselinách
Síla či slabost kyselin je dána jejich ochotou či neochotou disociovat - dělit se na nějaký aniont a vodíkový kationt (H+). Silná kyselina disociuje ochotně, H+ uvolní většina molekul. Slabá kyselina disociuje neochotně, H+ uvolňuje jen malá část molekul.
HCl je silná kyselina - podle koncentrace disociuje dejme tomu 98% molekul. To znamená, že v roztoku, do kterého dáme 100 molekul HCl, běhá 98 H+ a 98 Cl- a jen 2 celé spojené molekuly HCl.
Kyselina mléčná je kyselina slabá, disociuje cca 10% molekul (sorry, přesné číslo nevím, tohle je pravdě podobný příklad). V roztoku, do kterého dáme sto molekul kyseliny mléčné, běhá jen 10 molekul H+ a 10 molekul laktátu, ostatních 100 je vázaných v kyselině mléčné.
pH vyjadřuje koncentraci vodíkových iontů, tedy těch, které NEJSOU vázané. I když je v obou roztocích stejně vodíků, které by se odtrhnout mohly (100), fakticky jich volně pobíhá v prvním skoro 100, v druhém jen 10. Koncentrace vodíkových iontů je tedy v roztoku HCl zhruba 10x větší (ne tak pH - to vzroste zhruba o 1, protože pH je záporný dekadický logaritmus koncentrace vodíkových iontů, v prvním případě deset na první, v druhém skoro deset na druhou. To jen pro případ obvinění z neznalosti pH :-)
Je tu ale ještě jeden důvod, který vám známý být nemusí. NADH a NAD+ je nitrobuněčná záležitost. Jistě by bylo možné nechat vodík vázaný v NADH, jenže buňka by se brzo zahltila a NADH exportovat z buňky nelze. Zato laktát proniká buněčnou membránou dobře. Svalová buňka vodík z NADH tedy převede do laktátu a exportuje do krevního oběhu. Takže se zbaví nejen onoho disociabilního vodíku kyseliny mléčné, ale ještě dvou dalších, nedisociabilních. A to je druhý důvod, proč tvrdím, že laktát snižuje, tentokrát nitrobuněčnou, acidózu (zakyselení).
Myslím, že vím, co si QUARK myslel, že jsem napsal (děsná větná konstrukce, co ? :-). Že když v roztoku vznikne laktát, který tam dřív nebyl, že se roztok nezakyselí, ale "ozásadití". Milý kolego, kdybych tohle tvrdil, byl bych alchymista. Samozřejmě, že když do vody naliji kyselinu mléčnou, pH klesne. To jsem ale nenapsal. Kyselina mléčná tam nevznikne sama od sebe, z ničeho nic, vznikne z kyseliny pyrohroznové. Jde o roztok, ve kterém už jsou "přespočetné" vodíkové ionty přítomny tak jako tak. Jednak vázané na NADH, jednak na kyselinu pyrohroznovou. Pyrohroznová kyselina vezme vodíky NADH a zabuduje je do sebe tak, aby nemohly disociovat a dělat neplechu - na druhý uhlík, za vzniku laktátu. A laktát, stejně jako pyruvát kromě toho pouští do disociace jen malé procento vodíkových iontů z COOH skupiny, menší než anorganická kyselina, která by vznikla, kdyby v roztoku nebyly. Tak, líp to už opravdu vysvětlit neumím...
Jedna poznámka k mé stylistice a použitým příměrům. Nepoužívám argumentaci "já mám pravdu a on je mentálně retardovaný". Pouze odvozuji a srovnávám. Pokud srovnání tak vyznělo, chybka bude někde jinde (nenadávej na zrcadlo, když máš křivou pusu). Jedinou výjimkou je spojení "každý soudný člověk ví" a "Náš Velký Profesor". Předpokládal jsem, že bude čtenářům jasné, že nenarážím na oblíbený slovní obrat jakéhosi našeho velkého profesora (třeba z medicíny) ale Našeho Velkého Profesora, prof. Ing. Václava Klause, CSc. Chyba lávky, nebylo... Nicméně, vaše intuice o argumentaci ve stylu našich vůdců je tady správná, šlo o stylistický záměr.
(13.6.02 - 16:15) QUARK: Aby mohl laktát na
sebe vázat vodíkové ionty muselo by to být při pH 3,8 a nižšim. Možná, že pan
doktor má běžně takové stavy, ale normální člověk by za takové situace řešil
jiné problémy než jakou má koncentraci laktátu.
Máte jistě na mysli bod na disociační křivce, ve kterém již
ve vodném roztoku nedisociuje žádná molekula kyseliny mléčné a kdy kyselina
mléčná začíná proton (vodíkový kationt) naopak přijímat. Rovnice vypadá
následovně (mám pocit, že je to aplikace Broenstedovy teorie kyselin a zásad):
CH3-HCOH-COO- + H+ + H2O <-> CH3-HCOH-COOH + H2O <-> CH3-HCOH-COOH2+ + HO-
pH > 3,8.......................................... pH = 3,8 ...................................pH < 3,8
Je mi líto že jsem vás svou stylistickou neobratností snad svedl na scestí. Ale tak jsem to opravdu nemyslel. Podstatné je, že ani při pH 7,3 - 7,5 laktát zdaleka nedisociuje kompletně.
(13.6.02 - 16:15) QUARK: Další odstavec asi
nemá cenu komentovat, protože je to tvrzení proti tvrzení. To že někoho brou
křeče neni zas tak neobvyklou situací na to, aby jedinej kdo byl schopnej
posoudit to zda-li o ně šlo byl pouze pan doktor. Netvrdim, že to že mě přešli
muselo bejt spůsobený vypitim minerální vody s vysokym obsahem hořčíku, ale
jelikož nic jinýho jsem neudělal a většinou mě křeče nepřejdou hned a chytaj mě
ještě pěknou chvilku, tak nemám jiného vysvětlení než, že to bylo způsobeno
hořčíkem. Samozřejmě to nemuselo souviset přímo s mechanismem svalové kontrakce.
Mohlo jít např. o nízkou hladinu hořčíku, který je esenciálnim prvkem řady
biochemických reakcí, především učastnících se při tvorbě ATP.
Tady jste si, myslím, dostatečně odpověděl sám. Výrok, že křeče vás chytají ještě pěknou chvilku po tom, co jste se napil, daleko pravděpodobněji dokazuje, že minerálka nepomáhá, než že pomáhá. Malé množství hypotonického roztoku, jakým kyselky jsou, se vstřebává prakticky okamžitě, dokonce už při kontaktu se sliznicí dutiny ústní, většina potom v žaludku. Totéž platí pro VSTŘEBATELNÉ rozpuštěné součásti. Pokud by tedy mělo požití minerálky mít na křeče nějaký vliv, očekával bych ústup křečí nejdéle do pěti minut, ovšem za jinak stejných podmínek. Do stejných podmínek patří především to, že nezvolníte tempo! Jinak není možné odlišit vliv minerální vody od regenerace organismu. Pokles laktátu do normálních hodnot nastane při zvolnění na vytrvalostní tempo u trénovaného nejdéle do jedné minuty.
Poznámka o vstřebatelnosti je významná. Ze složení Magnézie je patrné, že významnou část aniontů tvoří SO4-. A jak jsem již uvedl v minulém článku, síran hořečnatý je ze střeva prakticky nevstřebatelný a po podání ústy má hlavně projímavý účinek. To je nakonec pravdivě uvedeno i na etiketě zmiňované kyselky, mluví se zde o tom, že udržuje dobrou práci střev.
(13.6.02 - 16:15) QUARK: A nakonec nechci
dělat reklamu, ale již zmiňovaná Magnesie se asi vymiká představě pana doktora o
běžné minarální vodě. Její obsah hořčíku je totiž 234 mg.l-1A to myslim splňuje
podmínku pana doktora :
"Stolní minerální vody totiž obsahují řádově miligramy rozpuštěných solí, na
ovlivnění vnitřního prostředí těla jsou nutné dávky řádově stokrát až tisíckrát
větší."
Koncentrace 234 mg/l je necelých 10 mmol/l. Pro jednoduchost budeme předpokládat, že koncentrace hořčíku bude v celé tělesné vodě stejná jako v séru, to jest 1,5 - 2,5 mmol/l. 70 kilogramů těžký cyklista má přibližně 70% tělesné vody - to je zhruba 49 kg. Kdyby se nakrásně vstřebal celý litr Magnézie i se vším obsaženým hořčíkem, došlo by tedy k naředění 50x. Koncentrace hořčíku by vzrostla o 0,2 mmol/l. To by skutečně mohlo být významné. Fungovalo by to ovšem jen za podmínek že: 1) vypijete celý litr prakticky najednou (když jedu podlahu?!? celý litr?!?) 2) veškerý hořčík se vstřebá (což zřejmě neplatí) 3) nedojde ke zbrždění při přechodu mezi krví a nitrobuněčným prostorem (nejsem schopen posoudit, ale o speciálním rychlém přenosovém mechanismu, tak jako ho má třeba draslík a sodík, nevím) 4) nitrobuněčná koncentrace nebude vyšší než v séru (hodnotu IC koncentrace v tuto chvíli nejsem schopen zjistit, ale vzhledem k významu hořčíku pro metabolismus - tento fakt jsem nikdy nepopíral - je to pravděpodobné). Vzhledem výše uvedenému stále tvrdím, že vliv kyselky Magnézie na křeče je s největší pravděpodobností reklamní nadsázka, v praxi neověřitelná a neprokazatelná.
... Jo a "vymyká" se po m píše tvrdé y...
Co závěrem? Doporučuji p.t. QUARKovi následující postup: 1) důkladně přečíst 2) důkladně se zamyslet 3) pochopit, co jsem chtěl říct a případně najít opravdu existující chybu 4) teprve teď psát 5) přečíst si napsané a najít po sobě hrubky :o) Pokud chcete arbitra, ukažte naše elaboráty asistentovi, který vede vaše laborky. Pokud si ovšem troufnete...
S pozdravem
Ondra Vojtěchovský
vojtechovsky@kpo.cz
P.S. : za odkazy díky, určitě se tam podívám
P.P.S.: Martinovi "Studnovi" děkuji za "oponentské" poznámky, které jsem rád přijal a do textu zapracoval
Související články: Křeče
při závodě
Křeče při závodě (2)