Conversione Piruvato → Lattato: Processo, Enzima e Implicazioni Fisiologiche
Biochimica della Glicolisi Anaerobica
Il piruvato (prodotto finale glicolisi) ha due destini principali:
- Aerobico (O₂ presente): Piruvato → Acetil-CoA (piruvato deidrogenasi) → Ciclo di Krebs + Catena respiratoria → ~30-32 ATP/glucosio. CO₂ + H₂O.
- Anaerobico (O₂ limitato, esercizio intenso): Piruvato → Lattato (Lattato deidrogenasi - LDH) + rigenerazione NAD⁺ da NADH. Netto: 2 ATP/glucosio (solo glicolisi).
Reazione Catalizzata da LDH
Piruvato + NADH + H⁺ ⇌ Lattato + NAD⁺ (ΔG°' ≈ -25 kJ/mol, reversibile).
- Legame substrati: Piruvato e NADH si legano al sito attivo LDH (tetramero: isoforme H₄, H₃M₁, H₂M₂, H₁M₃, M₄ = LDH-1 a LDH-5, diversa affinità/tessuto).
- Trasferimento idruro: Idruro (H⁻) da NADH al carbonio carbonilico del piruvato. NAD⁺ rilasciato.
- Protonazione: L'intermedio enolato del lattato accetta H⁺ da residuo attivo (His/Arg) → Lattato.
- Rilascio prodotti: Lattato esce, enzima libero per nuovo ciclo.
Destino del Lattato
- Ciclo di Cori: Lattato muscolare → sangue → fegato → gluconeogenesi (lattato → piruvato → glucosio) → sangue → muscolo/cervello. Costo: 6 ATP fegato per 2 ATP muscolo.
- Ossidazione diretta: Cuore, cervello, fibre lente (Tipo I) usano lattato come carburante (lattato → piruvato → Krebs). Monocarbossilato trasportatori (MCT1/MCT4).
- Segnalazione: Lattato come molecola segnale (HIF-1α, angiogenesi, memoria, immunità).
Deficit di LDH (Raro)
- LDH-A deficit (GSD XI): Mutazioni gene LDHA. Intolleranza esercizio, rabdomiolisi, mioglobinuria, crampi. Nessun problema parto (errore fonte originale).
- LDH-B deficit: Generalmente asintomatico (LDH-B non essenziale in muscolo).
Significato Clinico
- Lattato ematico: marker ipoperfusione tissutale (sepsi, shock, arresto cardiaco). Iperlattatemia ≠ sempre ipossia (es. sepsi, farmaci, tumori, epilessia).
- LDH sierico: marker aspecifico turnover cellulare/tessutale (emolisi, infarto, tumori, miopatie, epatiti). Isoenzimi (elettroforesi) orientano tessuto d'origine.