乳酸（Lactic Acid）

乳酸（Lactic Acid）は、生体内で重要な役割を果たす有機酸の一つであり、エネルギー代謝や運動生理学に深く関与している。嫌気的条件下での糖分解（解糖系）において生成され、体内の酸塩基バランスの維持やエネルギー供給に寄与する。

1. 基本情報

• 化学式: C₃H₆O₃
• 構造式: CH₃–CH(OH)–COOH
  • 1つのカルボキシル基（COOH）と1つのヒドロキシル基（OH）を持つα-ヒドロキシ酸。
• 性質:
  • 水に溶けやすく、弱酸性を示す。
  • 乳酸には光学異性体が存在し、L体（L-乳酸）とD体（D-乳酸）の2種類があります。

2. 生成と代謝

2.1 生成

• 乳酸は、解糖系の最終産物であるピルビン酸が乳酸デヒドロゲナーゼ（LDH）の働きで還元されることによって生成される
  ピルビン酸＋NADH＋H^＋→乳酸＋NAD^＋
  $$\text{ピルビン酸 + NADH + H⁺ → 乳酸 + NAD⁺}$$ 

2.2 代謝の状況

• 嫌気的条件（酸素不足、激しい運動時）:
  筋細胞でエネルギーが必要なときに、酸素供給が追いつかない場合、解糖系でATPを生成し、乳酸が産生される。
• 好気的条件（酸素豊富）:
  一部の乳酸は肝臓でグルコースに再合成される（糖新生）か、ミトコンドリアで再酸化されてエネルギー源として利用される。

3. 乳酸の役割

1. エネルギー供給
   乳酸は、肝臓での「コリ回路（Cori cycle）」を通じてグルコースに変換され、再利用される。これにより、筋肉のエネルギー供給が効率的に行われる。 $$\text{乳酸 → 肝臓 → グルコース → 筋肉}$$ 
2. 酸塩基平衡の維持
   乳酸が過剰に蓄積すると血液のpHが低下し、乳酸アシドーシスを引き起こす可能性がある。このため、体内では乳酸を速やかに処理する仕組みが備わっている。

4. 臨床的意義

1. 乳酸アシドーシス
   • 酸素供給不足（心肺停止や重度の運動）や糖尿病、腎機能障害により乳酸が蓄積すると、体液が酸性化する乳酸アシドーシスを引き起こす。
   • 重症の場合、生命の危険を伴うため迅速な治療が必要である。
2. 運動と乳酸
   • 激しい運動中に乳酸が筋肉に蓄積することで「筋疲労」が生じるとされているが、実際には乳酸自体が疲労物質ではなく、重要なエネルギー源として働く。