一项新研究表明,健康细胞可能需要大量的乳酸盐,比如运动时产生的乳酸盐,但长期暴露会导致细胞破坏,从而导致癌症、心力衰竭和2型糖尿病。
“我们知道乳酸并不只是一种废物,”该研究的主要作者 Iñigo San Millán博士说,他是科罗拉多大学医学院的助理教授和科罗拉多大学科罗拉多斯普林斯分校的副教授。“它在细胞水平上具有重要的信号和调节特性。”
乳酸是葡萄糖的副产品,是细胞尤其是线粒体的主要能量来源。在跳动的心脏、肌肉和大脑中,它是比葡萄糖更受欢迎的燃料。这种物质也在运动中产生,并通过线粒体迅速氧化从体内迅速清除。
但是San Millán和他的同事发现,当大鼠暴露在乳酸中长达48小时时,它们变得更容易感染疾病。
San Millán说:“我们知道,当乳酸出现在细胞中,比如运动时,它是有益的。但长期接触会完全打乱细胞的新陈代谢。”
研究人员关注的是,长期接触乳酸是否会降低心脏线粒体的活性,导致细胞破裂,并导致心脏代谢僵化。
他们发现,长期的乳酸暴露会导致脂肪酸运输的显著减少,引发线粒体膜中一种被称为心磷脂的关键成分的改变,以及线粒体ATp或能量生产的减少。它还会导致自由基的增加,而自由基会导致心力衰竭,并在2型糖尿病中发挥作用。
“我们发现乳酸失调可能是疾病的一个主要因素,”San Millán说,“这是一个大鼠模型,但我们相信在人类细胞中也会有类似的结果。”
下一步是确定机制涉及降低清除乳酸的能力。
San Millán除了他的研究之外,还对乳酸盐与癌症之间的关系以及线粒体健康的总体重要性进行了广泛的研究。在之前的一项研究中,他的研究小组表明,乳酸可能是致癌的主要调节因素——致癌是将正常细胞转化为癌细胞的过程。
他说:“癌细胞一直在生产葡萄糖,也一直在生产乳酸盐,它们从来不会像运动时那样被清除。正如我们最近发现的那样,这种乳酸积累调节了许多与癌症有关的关键基因的表达。”
对于San Millán来说,这与线粒体健康有关。他说:“我们认为,线粒体受损或功能障碍可能导致乳酸过度积累,从而导致疾病。现在,我们唯一能修复线粒体功能的药物就是运动。”
文章标题Chronic Lactate Exposure Decreases Mitochondrial Function by Inhibition of Fatty Acid Uptake and Cardiolipin Alterations in Neonatal Rat Cardiomyocytes