A reputação azeda do lactato é largamente responsável pela má interpretação da via glicolítica

Leite azedo, onde o ácido láctico (lactato) foi descoberto pela primeira vez, dá o tom para o que se tornou durante anos a fio a marca negativa deste monocarboxilato. Uma vez encontrado no músculo de trabalho, o lactato foi imediatamente culpado pela fadiga muscular e rigor. Já em 1898, Fletcher demonstrou que o ácido láctico que utilizava (0,05-5,0%) produzia rigor mortis em um Gastrocnemiusmuscle de rã excisado imerso no mesmo. Quanto maior a concentração de ácido láctico, mais rapidamente o rigor mortis se instala. Além disso, Fletcher e Hopkins demonstraram que, na presença de oxigénio, a sobrevivência do músculo excisado foi prolongada, assim como a aceleração da eliminação do ácido láctico a partir dele. Estes pesquisadores destacaram o reconhecimento de que o corpo tem os meios para se livrar do lactato muscular e que existem amplas evidências de que tal disposição é mais eficiente sob condições oxidativas. Assim, o dogma do lactato como produto muscular responsável pela fadiga e rigor, um produto que as condições aeróbicas melhoram a sua eliminação, já estava bem enraizado entre os cientistas no início do século XX. Ainda hoje está entrincheirado entre os atletas e seus treinadores. Hill foi ainda mais longe que Fletcher ao sugerir que o papel do oxigênio na contratura muscular é duplo, para diminuir a duração da produção de calor e para remover o lactato da mesma. A posição de Hill e, eventualmente, a posição da maioria dos cientistas que trabalham neste campo de pesquisa foi que o lactato não é um combustível. Hill argumentou que a produção de calor medida da oxidação do lactato era muito inferior ao valor calculado da sua combustão completa. É algo desconcertante que um cientista da estatura de Hill argumentasse que se o lactato fosse um combustível, toda a energia da sua oxidação seria libertada como calor. O fato de que o calor medido da oxidação do lactato era apenas 12% da produção de calor calculada deveria ter indicado a ele e a outros que a maioria da energia liberada pela oxidação do lactato, 88% dela, poderia ser uma conversão para outra forma de energia ou utilização controlada. Os principais investigadores no campo na altura concluíram que o lactato é uma entidade separada da que é oxidada durante a respiração muscular e que produz energia e CO2. Além disso, eles sustentaram que a energia produzida na respiração é utilizada para a eliminação do lactato.

Com tal reputação, foram feitas tentativas para culpar o lactato pelos efeitos de racking do uso de cocaína, uma vez que o aumento dos níveis de lactato na corrente sanguínea de usuários de cocaína foram detectados ou que o aumento da produção de lactato é a causa das consequências devastadoras da diabetes. Na década de 1920, o tema central destes estudos e de muitos outros tinha sido o tecido muscular e a sua formação glicolítica do lactato. O processo tinha sido postulado para ser sempre anaeróbico e principalmente através da quebra do glicogênio. Além disso, quando ocorre a oxidação aeróbica, ela ocorre somente após a contração muscular e seu principal objetivo é a remoção do lactato acumulado e sua acidose acompanhada. Além disso, o CO2 liberado no processo é devido à ação ácida sobre o bicarbonato de sódio do tecido. Esse tema destaca claramente a reputação azeda do lactato, pelo menos no que diz respeito ao metabolismo energético do músculo. A relação entre lactato e glicogênio no músculo e, eventualmente, em outros tecidos, incluindo o cérebro, tem sido uma questão complicada na compreensão da glicólise. “Otto Meyerhof e Archibald Hill foram co-proclamados Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1923 por sua descoberta da relação fixa entre o consumo de oxigênio e o metabolismo do lactato no músculo” . Enquanto a conversão muscular do glicogénio em lactato ainda hoje está em disputa, ambos os laureados com o Prémio Nobel tiveram uma influência duradoura neste campo de investigação. Em meados da década de 1920, “culpar” o lactato como culpado de qualquer desordem fisiológica ou condição anormal tinha-se tornado um “hábito da mente” . Mais detalhes sobre a tendência dos cientistas naquela época de “demonizar” o Lactato estão disponíveis . Como a maioria dos cientistas no campo do metabolismo dos carboidratos naqueles dias estudou o tecido muscular, sua interpretação e opiniões sobre os resultados de seus estudos influenciaram muito aqueles que estudaram o metabolismo dos carboidratos em outros tecidos, especialmente no cérebro. Assim, a pequena comunidade científica que investigou a glicólise cerebral no final dos anos 20 e início dos anos 30 adotou as opiniões de seus pares no campo da glicólise muscular e aceitou o dogma popular, segundo o qual, o lactato é um produto final inútil que o cérebro elimina via oxidação. Esse conceito era contrário à sua própria noção de que os resultados de seus estudos poderiam indicar a utilização do lactato oxidante pelo tecido cerebral. Enquanto Hill e Meyerhof foram os cientistas líderes no campo do metabolismo dos carboidratos musculares nos anos 20 e 30, E.G. Holmes foi seu homólogo no campo do metabolismo dos carboidratos cerebrais. A esta última juntou-se a sua esposa, B.E. Holmes, para publicar uma série de quatro excelentes trabalhos de pesquisa intitulados “Contribuições para o estudo do metabolismo cerebral” . Primeiro, eles mostraram que os carboidratos cerebrais não são a fonte do lactato cerebral; entretanto, o cérebro é capaz de formar lactato a partir da adição de glicose . Em seu segundo estudo, eles determinaram que os níveis de lactato no cérebro caem quando há uma queda no nível de açúcar no sangue, o que resulta em escassez de glicose no cérebro . No terceiro trabalho da série, o Holmes descobriu que o tecido cerebral em temperatura ambiente ou sob condições anaeróbicas não apresenta um aumento significativo no nível de lactato ou uma queda significativa no nível de glicogênio, mas que sob condições aeróbicas, o lactato desaparece rapidamente, enquanto o nível de glicogênio permanece inalterado . Assim, o Holmes estabeleceu que a glicose é o precursor do lactato no cérebro e que, em condições aeróbias, o conteúdo de lactato no cérebro diminui. Além disso, estes investigadores mostraram que o lactato cerebral é formado a partir da glucose fornecida pelo sangue e que os seus níveis sobem e descem com os níveis de glucose no sangue, tanto em condições hipo e hiperglicémicas. Além disso, eles mostraram que o cérebro diabético não é diferente do cérebro normal, onde a formação de lactato e sua remoção sob condições aeróbias são preocupantes. Em 1929, Ashford juntou-se a Holmes e os dois conseguiram demonstrar que o desaparecimento do lactato e o consumo de oxigênio estão correlacionados, o que, em essência, indica uma utilização aeróbica do lactato pelo tecido cerebral. Além disso, esses investigadores também mostraram que o flúor de sódio (NaF), o primeiro inibidor glicolítico conhecido, bloqueou tanto a conversão da glicose em lactato quanto o consumo de oxigênio. Holmes mostrou no preparo da matéria cinzenta cerebral que o consumo de oxigênio era completamente inibido pelo NaF na presença de glicose. No entanto, quando se utilizava lactato em vez de glucose, o consumo de oxigénio não era inibido pelo NaF. Consequentemente, Holmes concluiu que a conversão da glucose em lactato deve ocorrer antes da sua oxidação por matéria cinzenta cerebral. Estes resultados e a sua simples conclusão têm sido completamente ignorados há mais de oito décadas. Esta ignorância é especialmente gritante quando se considera o fato de que na época em que o caminho glicólico foi elucidado em 1940, os papéis de Holmes e Ashford já estavam disponíveis por pelo menos uma década e deveriam ter sido levados em conta antes do anúncio dessa elucidação. Assim, há 76 anos, poderíamos ter tido uma visão um pouco diferente da via glicolítica, em vez daquela em que, dependendo da presença ou ausência de oxigênio, termina com o piruvato ou o lactato, respectivamente. Devemos ser capazes de postular com confiança tal cenário, já que os principais atores envolvidos na configuração da via glicolítica estavam claramente cientes da existência do ciclo TCA e sua dependência do produto final da glicólise, que assumiram ser o piruvato com base principalmente na sugestão de Krebs e Johnson de que o piruvato é o substrato do ciclo TCA (ver abaixo).

Krebs e Johnson tiveram o cuidado de colocar um ponto de interrogação após a sugestão de que o piruvato é o substrato do ciclo TCA. Entretanto, os elucidadores do caminho glicolítico deram um salto de fé, aceitando a sugestão de Krebs e Johnson como um fato e uma escolha fácil, quando se considera que o dogma predominante do lactato é o produto anaeróbico da glicólise muscular e de tão má reputação que ninguém o teria considerado como um substrato para o ciclo TCA. Assim, a reputação negativa do lactato entrincheirou-se na mente dos cientistas que trabalhavam com tecido cerebral, demonstrou a oxidação do lactato e opinou que, para que a glicose fosse oxidada, ela deveria ser primeiramente convertida em lactato. Assim, o trabalho do casal Holmes, Ashford e Holmes e Holmes e Ashford sobre o metabolismo dos carboidratos cerebrais tem sido ignorado e permanecido obscuro ainda hoje, devido principalmente ao hábito da mente. Este hábito da mente impede muitos cientistas de aceitar dados mais recentes que desafiam o velho dogma de um caminho glicolítico que tem dois resultados possíveis, aeróbico e anaeróbico. No entanto, não devemos esquecer que em 1940, tanto o facto de as enzimas do ciclo TCA estarem localizadas nas mitocôndrias como o papel que estas organelas desempenham na respiração eram desconhecidos. Também desconhecido na época era o facto das mitocôndrias conterem na sua membrana a enzima lactato desidrogenase (LDH), que pode converter o lactato em piruvato. A ignorância é compreensível no que diz respeito ao público em geral, já que tanto treinadores quanto atletas continuam, sem interrupção, a culpar o ácido láctico por dores musculares após o esforço anaeróbico, mesmo recentemente, como durante os Jogos Olímpicos do Rio, apesar de esta alegação ter sido refutada. No entanto, a ignorância não pode explicar a persistência do conceito dogmático de glicólise aeróbica e anaeróbica entre os cientistas, já que o conhecimento disponível hoje não suporta este dogma. Portanto, a escolha por muitos cientistas de ignorar ou contornar este conhecimento deve-se muito provavelmente ao hábito da mente .

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