Lattato: panoramica, miti e curiosità

Il lattato è una molecola prodotta naturalmente dal corpo come intermedio del metabolismo dei carboidrati. Questo è particolarmente trattato nelle scienze sportive poiché è legato all’intensità dell’esercizio, oltre che al dolore e alla fatica da esso generati. Inoltre, è stato ipotizzato essere un fattore positivo per stimolare la crescita muscolare, e negli anni recenti è stato addirittura riconosciuto come ormone o citochina con importanti effetti sulla salute.

Ma al contrario di come potrebbe sembrare, in ricerca molte questioni sulla molecola sono state ridiscusse, superate, o sono tutt’ora oggetto di accesi dibattiti tra gli scienziati. L’articolo intende fornire una panoramica molto generale sui principali argomenti che ruotano attorno a questa molecola soprattutto nell’ambito della fisiologia dell’esercizio.

Cenni fisiologici

Il lattato è un sottoprodotto del metabolismo dei carboidrati con varie funzioni. Secondo la biochimica classica, il glucosio viene impiegato come energia nel processo cellulare chiamato glicolisi, la quale genera energia (ATP) e alcune molecole tra cui il piruvato. Il piruvato può poi seguire diversi destini: (1,2)

• proseguire nella via aerobica accedendo al mitocondrio e generando ulteriore energia attraverso il ciclo di Krebs (glicolisi aerobica);
• essere diretto al fegato e riconvertito a glucosio (gluconeogenesi);
• rimanere nel citosol ed essere convertito in lattato;

Il lattato a sua volta subisce diversi destini:

• ossidazione diretta nel mitocondrio venendo convertito in piruvato, 
• trasporto nel sangue e captazione da muscoli adiacenti o altri tessuti e ancora ossidato;
• captato da fegato e reni e riconvertito a glucosio (gluconeogenesi);

Il lattato derivato dal piruvato quindi rappresenta per il 50-80% una fonte energetica aerobica diretta per i mitocondri, e per il 25% una fonte energetica indiretta dalla conversione in glucosio (2,3). Inoltre, il lattato è ritenuto il principale substrato glucogenetico, ovvero la più importante fonte di glucosio da precursori non-glucidici (3).

Nella ricerca più recente il lattato è stato anche riconosciuto come ormone o “lattormone” (oltre che come miochina e eserchina, ovvero un tipo di citochina), dalla sua azione come molecola segnale sia locale che sistemica, con una potenziale influenza positiva su stress ossidativo, immunità, plasticità neuronale, e molto altro (4).

Il lattato viene prodotto in maniera costante, specie quando il metabolismo si affida ai carboidrati. Ad esempio, i livelli di lattato aumentano in risposta all’attività (5), o dopo l’ingestione di carboidrati (6) o in una dieta iperglucidica (7), ovvero tutti fattori che aumentano l’affidamento alla glicolisi.

Le soglie del lattato nell’esercizio

Soglia aerobica (prima soglia del lattato)

Come detto, la produzione di lattato aumenta durante lo sforzo o l’esercizio, perché del resto aumenta l’affidamento ai carboidrati come combustibile (glicolisi). Infatti, il lattato passa indicativamente da un’ossidazione del 50% in condizioni normali, al 75-80% nell’esercizio sostenuto (1). Nell’esercizio, esiste una soglia di intensità (%VO2max) superata la quale il lattato ematico inizia ad aumentare significativamente rispetto ai livelli a riposo, che è chiamata soglia aerobica, soglia aerobica del lattato (2), o prima soglia del lattato (LT1) (8). 

Inizialmente la LT1 venne definita da una concentrazione ematica di lattato attorno a 2 mmol/L, e dove iniziano ad essere reclutate le fibre muscolari di tipo IIa (8), che hanno una più alta soglia di attivazione e producono più lattato delle fibre tipo I. Altri l’hanno ridefinita da concentrazioni di lattato 0.2 o 0.5 mmol/L sopra i livelli basali, oppure 1 mmol/L al di sopra dei livelli rilevati nell’areobica costante a bassa intensità (~40-60% VO2max) (5).

Nell’esercizio ad andamento costante, intensità solo leggermente superiori alla LT1 determinano una concentrazione ematica di lattato più elevata ma stabile, dove si riesce a mantenere lo sforzo per tempi molto prolungati (5). In origine, questo livello era considerato il limite superiore del metabolismo quasi puramente aerobico (8); oggi si sa che l’aumentata produzione di lattato può avvenire anche in condizioni completamente aerobiche (1), ma rimane vero che aumentando l’intensità dopo questo livello aumenta l’affidamento al metabolismo anaerobico (5).

Soglia anaerobica (seconda soglia del lattato)

Superata la soglia aerobica (prima soglia del lattato), la produzione e la concentrazione ematica di lattato aumentano. Esiste una soglia più elevata che sancisce il limite in cui viene mantenuto un equilibrio tra la produzione di lattato e lo smaltimento dal sangue (1), o il livello di lattato ematico più alto sostenibile per un tempo prolungato durante l’esercizio (5). Questo livello è comunemente chiamato soglia del lattato, seconda soglia del lattato (LT2), o specie in passato, soglia anaerobica (2,5).

Inizialmente, le concentrazioni di lattato attribuite alla LT2 erano riconosciute a 4 mmol/L (il doppio rispetto alla LT1), ma questi livelli sono stati in seguito ridefiniti (2,5). I livelli che determinano la LT2 possono variare di ben 5 volte tra gli individui (tra 2 e 10 mmol/L) e dipendono anche dallo schema motorio dell’esercizio, quindi sarebbe necessario utilizzare approcci individualizzati (5).

Da precisare che il contributo delle vie aerobiche e anaerobiche alla produzione di energia non cambia improvvisamente ma mostra una transizione continua, e entrambe contribuiscono sempre simultaneamente durante l’esercizio sia a bassa che ad alta intensità (5). La soglia anaerobica sancisce semplicemente il limite superato il quale il metabolismo anaerobico predomina su quello aerobico.

Miti e controversie

Lattato vs acido lattico

Un tema poco chiaro è quello della differenza tra acido lattico e lattato. In realtà, in ambito scientifico sembra più corretto parlare di lattato, ma la questione è controversa.

Ciò che differenzia lattato e acido lattico dal punto di vista chimico è semplicemente che il secondo ha uno ione idrogeno (H+) o un protone aggiuntivo (in chimica, un acido è una sostanza che può cedere appunto H+). Quando l’acido lattico cede l’H+, diventa uno ione lattato con carica negativa  (LA-, un anione), o semplicemente, lattato.

Alcuni scienziati sostengono che in fisiologia il termine “acido lattico” sia scorretto, perché negli esseri viventi non ne sarebbe possibile l’esistenza dato che in questi il pH cellulare e tissutale deve essere compreso tra 6.0 e 7.45 (9). La produzione di H+ sarebbe indipendente dalla produzione di lattato, e si verificherebbe perlopiù a causa della scissione (idrolisi) di ATP causata dalla contrazione muscolare al di fuori dei mitocondri. La produzione di lattato servirebbe invece a neutralizzare o tamponare l’acidosi metabolica data dal lavoro muscolare, legandosi al H+ e consumandolo (1,2,9).

Altri sostengono che il piruvato accetta un H+ diventando acido lattico, che in condizioni di pH fisiologico subisce poi una scissione in lattato e H+. L’H+ non sarebbe quindi prodotto dall’idrolisi dell’ATP e indipendentemente dal lattato, e la produzione di H+ e lattato in rapporto 1:1 confermerebbe la formazione di acido lattico (10,11). Questa ipotesi però cozza con il fatto che l’accumulo nei muscoli di lattato e H+ e il loro rilascio non è in rapporto 1:1, senza considerare che l’origine del H+ non è stata identificata (1).

Malgarado ciò non venga trasmesso dai testi di base e di fonti divulgative, questi accesi dibattiti in ricerca sono tutt’ora in corso, e data la complessità della questione è difficile fornire una risposta, la quale comunque non avrebbe particolari implicazioni pratiche. Comprensibilmente, in ricerca il termine lattato è più utilizzato poiché la sua presenza è facilmente verificabile, mentre il termine acido lattico rimane ambiguo e meno accreditato viste le controversie sopra accennate.

Non causa indolenzimento muscolare dei giorni dopo

Il falso mito più banale sul lattato, diffuso ormai solo come luogo comune di massa, è quello secondo cui sarebbe la causa dell’indolenzimento muscolare dei giorni successivi all’esercizio (2). Per definire l’indolenzimento muscolare dei giorni dopo è comune l’espressione “avere l’acido lattico”. 

Questo indolenzimento ritardato si chiama DOMS, acronimo di indolenzimento muscolare a insorgenza ritardata, e non ha nulla a che vedere con il lattato o l’acido lattico. Non solo il lattato viene smaltito quasi completamente entro poco più di 1 ora dall’allenamento (12), ma il DOMS mostra una progressiva attenuazione con l’abitudine allo stesso stimolo di allenamento, anche se questo producesse molto lattato.

D’altra parte, il bruciore correlato al lattato potrebbe risultare un sintomo del meno noto indolenzimento muscolare a insorgenza acuta (AOMS), generato tra durante e poco dopo l’esercizio (13). Tuttavia, è scorretto ritenere il lattato come causa dell’indolenzimento o del dolore acuto, o perlomeno come causa isolata.

Lattato come causa di dolore-bruciore?

Un’altra vecchia nozione è che il lattato sia il responsabile del dolore o del bruciore generato durante l’esercizio fisico intenso (2,14). La conclusione più diffusa secondo una visione scientifica aggiornata è che in realtà sarebbe l’acidogeno H+, prodotto in concomitanza con il lattato nella glicolisi, ad essere il vero responsabile del dolore. In realtà, anche questa ipotesi sembra essere stata messa in discussione.

In un importante esperimento sull’uomo sono stati infusi lattato, H+, o ATP, e nessuno dei tre induceva dolore e fatica quando iniettato isolato a livelli simili a quelli generati dall’esercizio. Si è osservato che solo l’infusione dei tre assieme (a livelli simili all’esercizio), produceva la tipica sensazione di dolore e fatica (15). Secondo questo studio il lattato sarebbe una concausa del dolore, in sinergia con altri fattori. D’altra parte, non sono stati testati solo 2 metaboliti assieme per escludere la possibilità che uno dei 3 avesse un impatto neutro.

Ad ogni modo, queste evidenze suggeriscono che sarebbe più corretto imputare la causa del dolore o del bruciore muscolare ai metaboliti prodotti dalla glicolisi, o alla loro combinazione, ma non a un metabolita in particolare.

Lattato come causa di fatica e esaurimento?

Una delle tante ipotesi rivisitate sul lattato è quella secondo cui sarebbe stato la causa della fatica muscolare (1,2). Secondo la vecchia visione, il passaggio al metabolismo anaerobico portava a compromessa contrattilità muscolare, affaticamento, esaurimento e cessazione dell’esercizio a causa del brusco aumento dei livelli di lattato nel sangue, con conseguente acidosi metabolica (2). 

La questione oggi è stata molto rivista, e mentre alcuni scienziati sostengono che il lattato abbia un ruolo neutro o positivo sulla fatica (ad esempio come tampone dell’acidosi) (2), altri ammettono che la questione sia ancora controversa e poco chiara, e che al massimo non sarebbe l’unica causa ma, così come per il dolore, potrebbe essere una concausa assieme ad altri fattori come gli H+ (1). In effetti, quest’ultima ipotesi sembra fortemente suggerita dallo studio classico sull’uomo dove si osservava che fosse la combinazione tra lattato, H+, e ATP la causa di dolore e fatica (15).

Lattato come fattore anabolico?

Un argomento altrettanto rivisto nella ricerca recente è l’ipotesi secondo cui il lattato sarebbe un fattore positivo per stimolare la crescita muscolare, rientrante a sua volta nella più ampia “ipotesi dello stress metabolico per l’ipertrofia”. Lo stress metabolico si riferisce all’aumento della produzione di metaboliti – principalmente lattato, H+ e fosfati inorganici (come l’ATP) – e al loro accumulo nel muscolo e nel sangue durante gli sforzi anaerobici fortemente glicolitici (ad esempio, le alte ripetizioni con i pesi).

Tra questi metaboliti, il lattato è sempre stata la molecola più accreditata per avere un ruolo anabolico (16), e tutt’ora alcuni scienziati supportano l’ipotesi (14), che però si basa solo su studi su animali, in vitro, e non su prove dirette sull’uomo (16). Infatti, diversi gruppi di ricerca negli ultimi anni rigettano questa idea, riconoscendo che il lattato non ha alcun particolare ruolo nello sviluppare ipertrofia muscolare (16,17). 

Alcune ipotesi riconoscevano nella stimolazione di testosterone e ormone della crescita (GH) da parte del lattato (a sua volta oggi considerato ormone) dei potenziali meccanismi, ma l’ipotesi ormonale dell’ipertrofia è stata rigettata da molto tempo (16,17). Coerentemente, pur essendo il lattato metabolizzato anche dai muscoli non attivi, l’ipertrofia risulta un fenomeno localizzato solo sui muscoli attivi (16,17). Non a caso, l’aumento di lattato plasmatico in risposta all’esercizio contro resistenza non potenzia neppure la sintesi proteica nel muscolo stimolato (17), e le alte ripetizioni (che producono più lattato) non stimolano una maggiore ipertrofia (18).

Lattato anti-lipolitico?

Il lattato è sempre stato ritenuto un inibitore la liberazione dei grassi dalle riserve adipose (lipolisi), e in generale un antagonista del metabolismo lipidico.

Da tempo è infatti riconosciuta una relazione inversa tra concentrazione ematica di lattato e di acidi grassi liberi (FFA), sebbene non fosse chiaro se ciò fosse dovuto all’inibizione della lipolisi o alla stimolazione della lipogenesi (ri-esterificazione di FFA) (1,3).

Nella ricerca più recente in vitro è stato osservato che il lattato inibisce effettivamente la lipolisi adiposa anche nel tessuto umano; inoltre, avendo la priorità ossidativa, bloccherebbe l’ossidazione di grassi e ne favorirebbe la ri-esterificazione nel tessuto adiposo (lipogenesi) (1,3).

D’altra parte, anche su questo argomento non mancano le controversie. Alcuni studi in vivo sull’uomo hanno infatti osservato che il lattato per infusione a riposo (19) e durante l’esercizio (20) non inibisce la lipolisi, ma più recentemente è stata osservata un’inibizione del 30% (21).

Questi dettagli fisiologici però non hanno alcuna particolare valenza pratica poiché il tasso di ossidazione dei grassi durante l’esercizio non è un predittore del dimagrimento. Questo è spiegato anche da altri dettagli fisiologici acuti: se si impiegano più carboidrati durante l’esercizio (e quindi si produce più lattato), inevitabilmente si impiegano più grassi nel periodo post-esercizio e viceversa (22). 

Lattato come integratore

Il lattato è studiato dagli anni ’90 anche come integratore soprattutto per gli sport di endurance. Essendo un substrato energetico diretto (ossidato) e indiretto (convertito a glucosio) – con un valore calorico stimato di 3.6 kcal/g (23) – si è ipotizzato che questo potesse avere un effetto ergogenico (24).

In effetti, circa il 50% del lattato esogeno viene ossidato mentre il resto viene utilizzato come substrato per vari processi metabolici, soprattutto la conversione in glucosio (gluconeogenesi) (24).

Inoltre, poiché lo smaltimento del lattato mediante ossidazione e gluconeogenesi consuma H+, si è ipotizzato anche un effetto tampone sull’acidosi (agente buffer o alcalinizzante) influenzando i livelli ematici di bicarbonato e pH (24). Dato che il lattato ha anche la priorità ossidativa sul glucosio per molti tessuti, si è anche ipotizzato che la supplementazione sia utile nell’endurance prolungata per supportare le richieste del cervello migliorando l’efficienza neuromuscolare (25).

L’integratore di lattato in effetti viene prontamente ossidato dal muscolo attivo, può mantenere stabile la glicemia nell’esercizio prolungato, e potrebbe avere anche un “effetto buffer” (24). Ma nonostante alcune evidenze suggeriscano efficacia, tutt’oggi gli esiti in ricerca sono equivoci e poco convincenti, e sembra l’eventuale minima utilità sarebbe riscontrata perlopiù nelle performance ad alta intensità (24,26).

Infine, il lattato non è ben tollerato dal tratto gastrointestinale e può essere consumato solo in soluzioni relativamente diluite (soluzione al 2% rispetto al ≥6% nelle bevande a base di carboidrati), quindi la quantità totale che può essere approvvigionata durante l’esercizio è piuttosto limitata (24). Questi dati spiegano i motivi per cui ad oggi il lattato non è particolarmente considerato e studiato come integratore sportivo.

Punti chiave

• Il lattato è una molecola naturalmente prodotta dal corpo umano, normalmente come prodotto intermedio del metabolismo dei carboidrati;
• La sua produzione aumenta quindi nei contesti in cui il metabolismo fa più affidamento ai carboidrati come combustibile, come in risposta all’ingestione di carboidrati, alla dieta ricca di carboidrati, o all’attività fisica e all’esercizio;
• Il lattato ha molte funzioni positive nel corpo umano, e oltre ad essere un substrato energetico, è oggi riconosciuto anche come ormone e miochina con una potenziale influenza positiva su stress ossidativo, immunità, plasticità neuronale, e molto altro;
• Contrariamente a quanto si credeva, il lattato non è solo convertito a glucosio per poter essere impiegato come energia, ma è primariamente un substrato energetico impiegato nelle vie aerobiche (ossidato);
• Nell’esercizio esistono due soglie di lattato: la prima soglia (soglia aerobica) determina il limite per mantenere minima la produzione di lattato; la seconda soglia (soglia anaerobica) determina il limite per mantenere un equilibrio tra la produzione di lattato e lo smaltimento dal sangue, e dove il metabolismo aerobico rappresenta ancora una sistema energetico importante;
• Tra gli scienziati e i fisiologi l’accettazione del termine acido lattico è dibattuta, e nonostante non traspaia, il modo in cui viene generato lattato e l’esistenza stessa dell’acido lattico in questi processi sono ancora oggetto di dibattiti;
• Il lattato non è causa dell’indolenzimento muscolare a insorgenza ritardata (DOMS);
• Nonostante le affermazioni di molti testi e fonti divulgative, il lattato sembra essere una concausa del bruciore e della fatica generati durante gli sforzi intensi (anaerobici);
• Ad oggi il lattato è stato fortemente messo in discussione come fattore anabolico per il muscolo scheletrico;
• Nonostante il lattato venga comunemente riconosciuto come fattore anti-lipolitico o antagonista del metabolismo dei grassi, le evidenze sull’uomo a riguardo sono tuttora conflittuali;
• Il lattato è studiato da decenni come integratore sportivo, ma l’efficacia è poco convincente e forse più riscontrabile nell’esercizio ad alta intensità;

Riferimenti:

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