A laktát savanyú híre nagyban felelős a glikolitikus útvonal félreértelmezéséért
A savanyú tej, ahol a tejsavat (laktát) először felfedezték, megadja az alaphangot ahhoz, ami évekig e monokarboxilát negatív védjegyévé vált. Miután megtalálták a dolgozó izomban, a laktátot azonnal az izomfáradtságért és a merevségért okolták. Fletcher már 1898-ban kimutatta, hogy az általa használt tejsav (0,05-5,0%) hullamerevséget okozott egy kivágott béka Gastrocnemius-izomban, amelybe belemártották. Minél magasabb a tejsavkoncentráció, annál gyorsabban lép fel a hullamerevség. Továbbá Fletcher és Hopkins kimutatták, hogy oxigén jelenlétében a kivágott izom túlélése meghosszabbodott, és így a laktát kiürülése is felgyorsult belőle. Ezek a kutatók kiemelték annak felismerését, hogy a szervezetnek megvannak az eszközei arra, hogy megszabaduljon az izomlaktáttól, és hogy bőséges bizonyíték van arra, hogy ez az eltávolítás oxidatív körülmények között a leghatékonyabb. Így a tudósok körében már a huszadik század elején szilárdan rögzült a dogma, miszerint a laktát a fáradtságért és a merevségért felelős izomprodukt, és hogy az aerob körülmények fokozzák a laktáttól való megszabadulást. A sportolók és edzőik körében még ma is megalapozott. Hill még Fletchernél is tovább ment, amikor azt állította, hogy az oxigénnek az izomösszehúzódásban kettős szerepe van: csökkenti a hőtermelés időtartamát és eltávolítja belőle a laktátot. Hill álláspontja és végül az ezen a kutatási területen dolgozó tudósok többségének álláspontja az volt, hogy a laktát nem üzemanyag. Hill azzal érvelt, hogy a laktát oxidációjának mért hőtermelése sokkal kisebb, mint a teljes elégetésének számított értéke. Kissé zavarba ejtő, hogy egy olyan tudós, mint Hill, azzal érvel, hogy ha a laktát üzemanyag lenne, akkor oxidációjának minden energiája hő formájában szabadulna fel. Az a tény, hogy a laktát oxidációjának mért hője csak 12%-a volt a számított hőtermelésnek, jeleznie kellett volna neki és másoknak, hogy a laktát oxidációjából felszabaduló energia nagy része, 88%-a más energiaformává alakítható vagy szabályozottan hasznosítható. A terület akkori vezető kutatói valójában arra a következtetésre jutottak, hogy a laktát különálló entitás attól, ami az izomlégzés során oxidálódik, és ami energiát és CO2-t eredményez. Sőt, úgy vélték, hogy a légzés során nyert energiát a laktát ártalmatlanítására használják fel.
Az ilyen hírnévvel próbálták a laktátot felelőssé tenni a kokainhasználat megrázó hatásaiért, mivel a kokainhasználók véráramában megnövekedett laktátszintet mutattak ki, vagy hogy a fokozott laktáttermelés az oka a cukorbetegség pusztító következményeinek . Az 1920-as évekre e tanulmányok és sok más tanulmány központi témája az izomszövet és annak glikolitikus laktátképződése volt. A folyamatról azt feltételezték, hogy mindig anaerob és főként a glikogén lebontásán keresztül zajlik. Ezenkívül, ha aerob oxidációra kerül sor, az csak az izom összehúzódása után történik, és fő célja a felhalmozódott laktát és az azt kísérő acidózis eltávolítása. Továbbá a folyamat során felszabaduló CO2 a szövetek bikarbonátjára gyakorolt savas hatásnak köszönhető. Ez a téma egyértelműen rávilágít a laktát savanyú hírére, legalábbis ami az izmok energiaanyagcseréjét illeti. A laktát és a glikogén közötti kapcsolat az izomban és végül más szövetekben, beleértve az agyat is, bonyolult kérdés volt a glikolízis megértésében. “Otto Meyerhof és Archibald Hill 1923-ban közösen kapták meg az élettani vagy orvosi Nobel-díjat az oxigénfogyasztás és a laktát anyagcseréje közötti rögzített kapcsolat felfedezéséért az izomban” . Bár a glikogén izomban történő átalakulása laktáttá még ma is vitatott , mindkét Nobel-díjasnak hosszú távú hatása volt erre a kutatási területre. Az 1920-as évek közepére a laktát “hibáztatása” mint bármely fiziológiai rendellenesség vagy kóros állapot okozója “szokássá” vált. További részletek a tudósok akkori tendenciájáról, hogy “démonizálják” a laktátot. Mivel abban az időben a szénhidrát-anyagcsere területén dolgozó tudósok többsége az izomszövetet tanulmányozta, a tanulmányaik eredményeinek értelmezése és az azokról alkotott véleményük nagyban befolyásolta azokat, akik más szövetek, különösen az agy szénhidrát-anyagcseréjét tanulmányozták. Így az 1920-as évek végén és az 1930-as évek elején az agyi glikolízist vizsgáló kis tudományos közösség átvette az izomglikolízis területén dolgozó társaik véleményét, és elfogadta a népszerű dogmát, amely szerint a laktát haszontalan végtermék, amelyet az agy oxidáció útján eliminál. Ez az elképzelés ellentétben állt saját elképzelésükkel, miszerint vizsgálataik eredményei az agyszövet által végzett laktát oxidatív hasznosítására utalhatnak. Míg az 1920-as és 1930-as években Hill és Meyerhof voltak az izmok szénhidrát-anyagcseréjének vezető tudósai, addig az agyi szénhidrát-anyagcsere területén E. G. Holmes volt a megfelelőjük. Utóbbi a feleségével, B.E. Holmes-szal közösen egy négy kiváló kutatási cikkből álló sorozatot publikáltak, amelynek a “Hozzájárulások az agyi anyagcsere tanulmányozásához” címet adták. Először is kimutatták, hogy az agyi szénhidrátok nem az agyi laktát forrása; az agy azonban képes laktátot képezni hozzáadott glükózból . A második tanulmányukban megállapították, hogy az agyi laktát szintje csökken, amikor a vércukorszint csökken, ami glükózhiányt eredményez az agyban . A sorozat harmadik tanulmányában Holmesék megállapították, hogy az agyszövet szobahőmérsékleten vagy anaerob körülmények között nem mutat jelentős laktátszint-növekedést vagy jelentős glikogénszint-csökkenést, de aerob körülmények között a laktát gyorsan eltűnik, míg a glikogénszint változatlan marad . Így a Holmes megállapította, hogy a glükóz a laktát előanyaga az agyban, és hogy aerob körülmények között az agy laktáttartalma csökken. Ezenkívül ezek a kutatók kimutatták, hogy az agyi laktát a vér által szállított glükózból képződik, és hogy szintje a vércukorszintekkel együtt emelkedik és csökken, mind hipo-, mind hiperglikémiás körülmények között. Továbbá kimutatták, hogy a cukorbeteg agy nem különbözik a normál agytól, ami a laktátképződést és annak aerob körülmények közötti eltávolítását illeti. 1929-re Ashford csatlakozott Holmeshoz, és ketten be tudták bizonyítani, hogy a laktát eltűnése és az oxigénfogyasztás korrelál, ami lényegében a laktát aerob hasznosítására utal az agyszövetben. Továbbá ezek a kutatók azt is kimutatták, hogy a nátrium-fluorid (NaF), az első ismert glikolitikus gátló, mind a glükóz laktáttá történő átalakulását, mind az oxigénfogyasztást gátolta. Holmes agyi szürkeállomány preparátumban kimutatta, hogy az oxigénfogyasztást a NaF glükóz jelenlétében teljesen gátolta. Amikor azonban glükóz helyett laktátot használtak, az oxigénfogyasztást a NaF nem gátolta. Következésképpen Holmes arra a következtetésre jutott, hogy a glükóz laktáttá történő átalakulásának meg kell történnie az agyi szürkeállomány oxidációja előtt. Ezeket az eredményeket és egyértelmű következtetésüket több mint nyolc évtizeden keresztül teljesen figyelmen kívül hagyták. Ez a tudatlanság különösen kirívó, ha figyelembe vesszük azt a tényt, hogy mire a glikolitikus útvonalat 1940-ben feltárták, Holmes és Ashford tanulmányai már legalább egy évtizede rendelkezésre álltak, és azokat már a feltárás bejelentése előtt figyelembe kellett volna venni. Ezért 76 évvel ezelőtt a glikolitikus útvonalról némileg más képet kaphattunk volna ahelyett, hogy az oxigén jelenlététől vagy hiányától függően a végén vagy piruvát, vagy laktát keletkezik. Egy ilyen forgatókönyvet bátran fel kellene tudni tételezni, mivel a glikolitikus útvonal kialakításában részt vevő főszereplők egyértelműen tisztában voltak a TCA-ciklus létezésével és annak a glikolízis végtermékétől való függőségével, amelyről azt feltételezték, hogy piruvát, főként Krebs és Johnson saját felvetése alapján, hogy a piruvát a TCA-ciklus szubsztrátja (lásd alább).
Krebs és Johnson óvatosan tett egy kérdőjelet a felvetésük után, hogy a piruvát a TCA-ciklus szubsztrátja. A glikolitikus útvonal megvilágítói azonban hitet tettek, és Krebs és Johnson felvetését tényként és könnyű döntésként fogadták el, ha figyelembe vesszük az uralkodó dogmát, miszerint a laktát az izomglikolízis anaerob terméke, és olyan rossz hírnévvel bír, hogy senki sem gondolta volna, hogy a TCA-ciklus szubsztrátja lehet. Ezért a laktát negatív hírneve beivódott azoknak a tudósoknak a tudatába, akik agyszövetekkel dolgoztak, kimutatták a laktát oxidációját, és úgy vélték, hogy a glükóz oxidációjához először laktáttá kell alakulnia. Így a Holmes házaspár , Ashford és Holmes, valamint Holmes és Ashford munkáját az agyi szénhidrát-anyagcseréről figyelmen kívül hagyták, és még ma is homályban maradt, főként a megszokás miatt. Ez az elmebeli szokás sok tudóst megakadályoz abban, hogy elfogadja az újabb adatokat, amelyek megkérdőjelezik a glikolitikus útvonal régi dogmáját, amelynek két lehetséges kimenetele van, az aerob és az anaerob. Mindazonáltal nem szabad elfelejtenünk, hogy 1940-ben még ismeretlen volt mind az a tény, hogy a TCA-ciklus enzimei a mitokondriumokban találhatók, mind pedig az, hogy ezek a szerveztek milyen szerepet játszanak a légzésben. Szintén ismeretlen volt akkoriban az a tény, hogy a mitokondriumok membránjában található a laktát-dehidrogenáz (LDH) enzim, amely képes a laktátot piruváttá alakítani. A tudatlanság érthető, ha a nagyközönségről van szó, mivel mind az edzők, mind a sportolók továbbra is töretlenül a tejsavat okolják az anaerob erőfeszítést követő izomfájdalomért, még a közelmúltban, a riói olimpiai játékok alatt is, annak ellenére, hogy ezt az állítást megcáfolták . Mindazonáltal a tudatlanság nem magyarázza a tudósok körében az aerob és anaerob glikolízis dogmatikus koncepciójának fennmaradását, mivel a ma rendelkezésre álló ismeretek nem támasztják alá ezt a dogmát. Ezért az a döntés, hogy sok tudós figyelmen kívül hagyja vagy megkerüli ezt a tudást, valószínűleg az elme megszokásából fakad .