Was sind Milchsäure und Milchsäuregärung? Warum entstehen sie?

Auch wenn im täglichen Sprachgebrauch in der Medizin häufig von „Milchsäure“ gesprochen wird, ist die im Blut bestimmte Substanz überwiegend Laktat. Laktat ist ein Bestandteil des normalen Energiestoffwechsels und entsteht im Körper unter bestimmten Bedingungen ganz natürlich. Daher wird das Vorhandensein von Laktat für sich genommen nicht als abnormal oder gefährlich angesehen. Wichtig ist, unter welchen Umständen das Laktat ansteigt, wie lange die Erhöhung anhält und mit welchen Symptomen sie bei der betroffenen Person einhergeht.

Wie entsteht Laktat im Körper?

Zellen spalten Glukose, um Energie zu gewinnen. Der Abbau der Glukose beginnt mit einem Prozess, der als Glykolyse bezeichnet wird. Am Ende der Glykolyse entsteht Pyruvat, und die Zelle gewinnt auf diesem Weg rasch Energie. Abhängig vom Energiebedarf der Zelle und den metabolischen Bedingungen kann Pyruvat auf unterschiedlichen Wegen weiterverwendet werden. In Situationen, in denen die Glykolyse beschleunigt ist, wird ein Teil des Pyruvats in Laktat umgewandelt und trägt so zur Aufrechterhaltung des Energiestoffwechsels bei.

An dieser Umwandlung ist das Enzym Laktatdehydrogenase, also LDH, beteiligt. Während der Reaktion wird NADH wieder in die Form NAD+ zurückverwandelt. Anders ausgedrückt ist die Milchsäuregärung ein funktioneller Anpassungsmechanismus, mit dem die Zelle ihre kurzfristige Energieproduktion aufrechterhalten kann.

Wichtig ist hier, dass die Bildung von Laktat nicht automatisch eine Erkrankung bedeutet. Laktat kann auch während intensiver Muskelarbeit entstehen und kann zudem von einigen Geweben als Brennstoff genutzt werden. Herz, Muskulatur und andere Gewebe können das im Kreislauf befindliche Laktat zur Energiegewinnung verwerten. In dieser Hinsicht ist Laktat kein passiver, sondern ein aktiver Bestandteil des Stoffwechsels.

Wie verläuft die Milchsäuregärung?

Die Milchsäuregärung ist der Prozess, bei dem das durch Glykolyse entstandene Pyruvat in Laktat umgewandelt wird. Durch diese Umwandlung wird NAD+ wiedergewonnen und die Glykolyse kann noch eine gewisse Zeit fortgesetzt werden. Dieser Mechanismus wird in Situationen wichtiger, in denen der Energiebedarf rasch ansteigt und die Sauerstoffausnutzung vorübergehend unzureichend ist. In der Folge kann die Zelle ihre Energieproduktion noch für kurze Zeit weiterführen.

Im menschlichen Körper wird dieser Prozess am häufigsten anhand des Beispiels intensiver körperlicher Belastung erklärt. Während kurzzeitiger, hoher Anstrengung steigt der Energiebedarf der Muskeln sehr schnell an. In dieser Phase beschleunigt sich die Glykolyse, die Produktion von Pyruvat nimmt zu und ein Teil davon wird in Laktat umgewandelt. Die Milchsäuregärung ist jedoch kein ausschließlich auf Muskelzellen beschränkter Prozess. Verschiedene Gewebe können je nach metabolischen Bedingungen Laktat bilden oder das gebildete Laktat verwerten.

Die Leber nimmt in diesem Kreislauf eine besondere Stellung ein. Ein Teil des in den Kreislauf gelangenden Laktats kann in der Leber wieder zu Glukose umgewandelt werden. Dieser Rückgewinnungsweg ist als Cori-Zyklus bekannt.

Die Milchsäuregärung kommt nicht nur in der menschlichen Physiologie vor. Einige Bakterien produzieren während der Lebensmittel-Fermentation ebenfalls Milchsäure. Prozesse wie bei Joghurt und ähnlichen fermentierten Produkten können hierfür als Beispiel dienen. Allerdings ist die Fermentation in Lebensmitteln nicht dasselbe wie eine Erhöhung des Laktats im Blut. Ersteres ist ein von Mikroorganismen durchgeführter Gärungsprozess, letzteres ein laborchemischer Befund im Zusammenhang mit dem menschlichen Stoffwechsel.

Warum steigt Laktat während der Belastung an und wie normalisiert es sich wieder?

Während intensiver körperlicher Belastung steigt der Energiebedarf der Muskeln innerhalb kurzer Zeit deutlich an. Die betroffene Person kann dabei ein Brennen, eine beschleunigte Atmung und einen vorübergehenden Leistungsabfall verspüren. Dieses Bild ist meist die natürliche Reaktion des Körpers auf den erhöhten Energiebedarf.

Wenn die Belastung beendet oder das Tempo reduziert wird, verändert sich das metabolische Gleichgewicht erneut. Das im Kreislauf befindliche Laktat kann von verschiedenen Geweben genutzt werden; ein Teil fließt in die Energieproduktion ein, ein weiterer Teil kann in der Leber über den Cori-Zyklus in Glukose umgewandelt werden. Mit der Stabilisierung von Atmung und Kreislauf verbessert sich die Sauerstoffversorgung und der Laktatspiegel tendiert dazu, wieder zu sinken.

Der nach dem Sport verspürte Schmerz ist nicht ausschließlich durch Laktat bedingt. Vor allem die Muskelschmerzen, die Stunden nach der Belastung oder am nächsten Tag stärker werden, stehen eher mit belastungsbedingten Veränderungen im Muskelgewebe und entzündlichen Prozessen in Zusammenhang als mit einer Laktatansammlung. Daher ist es aus wissenschaftlicher Sicht nicht korrekt, Milchsäure als alleinige Erklärung für sämtliche belastungsbedingten Beschwerden darzustellen.

Sind Milchsäure und Laktatazidose dasselbe?

Diese beiden Begriffe bedeuten nicht dasselbe. Eine Laktaterhöhung kann in manchen Fällen lediglich ein Laborbefund sein. Laktatazidose hingegen bezeichnet ein ernstes klinisches Bild, bei dem zu einem erhöhten Laktatspiegel eine metabolische Azidose hinzukommt. Folglich ist nicht jede Laktaterhöhung gleichbedeutend mit einer Laktatazidose.

Ärztinnen und Ärzte verwenden mitunter den Begriff Hyperlaktatämie. Hyperlaktatämie beschreibt einen erhöhten Laktatwert im Blut, weist jedoch für sich genommen nicht auf eine Azidose hin. Die Bedeutung des Ergebnisses wird im Zusammenhang mit dem Allgemeinzustand der Patientin oder des Patienten, den Untersuchungsbefunden, der Durchblutung, der Atmung, der Blutgasanalyse und begleitenden Erkrankungen beurteilt. Eine Diagnose Laktatazidose wird nicht auf Grundlage eines einzelnen Symptoms oder eines einzelnen Testergebnisses gestellt.

Während ein kurzzeitiger Laktatanstieg nach intensiver körperlicher Belastung physiologisch sein kann, wird ein Anstieg des Laktats im Rahmen einer schweren Infektion, einer ausgeprägten Durchblutungsstörung oder eines Schockzustands anders bewertet. Es sollte nicht vergessen werden, dass weniger der Zahlenwert selbst als vielmehr der klinische Kontext ausschlaggebend ist.

Was ist ein Laktat-Test und warum wird er veranlasst?

Der Laktat-Test ist eine Laboruntersuchung zur Bestimmung des Laktatspiegels im Blut. Dieser Test kann insbesondere bei der Abklärung von schweren Infektionen, Verdacht auf Sepsis, ausgeprägten Durchblutungsstörungen, Schock, deutlicher Atemnot oder einem ungeklärten stark reduzierten Allgemeinzustand angeordnet werden. Auch in der Sportphysiologie wird die Laktatmessung eingesetzt; diese Nutzung verfolgt jedoch einen anderen Zweck als die Beurteilung akuter Erkrankungen.

Das Testergebnis allein erlaubt keine gesicherte Diagnose. Die Bedingungen zum Zeitpunkt der Messung, die aktuellen Beschwerden, begleitende Laboruntersuchungen sowie die klinische Untersuchung werden gemeinsam bewertet. Die notwendigen Untersuchungen sind nicht bei jeder Person gleich, sondern werden je nach Beschwerden und klinischem Bild geplant.

In welchen Situationen sollte eine Laktaterhöhung ernst genommen werden?

Ein belastungsbedingter, vorübergehender Laktatanstieg ist von einer Erhöhung im Rahmen einer Erkrankung zu unterscheiden. Bei schneller oder erschwerter Atmung, ausgeprägter Schwäche, Verschlechterung mit Übelkeit und Erbrechen, Bewusstseinstrübung, niedrigem Blutdruck oder einem Zustand, der an Schock denken lässt, ist eine sofortige ärztliche Abklärung erforderlich. Eine Verschlechterung im Rahmen einer schweren Infektion, Sepsis oder einer ausgeprägten Herz- oder Lungenerkrankung ist ebenfalls ein wichtiges Warnzeichen.

Derartige klinische Befunde können auch ein Hinweis auf andere zugrunde liegende Gesundheitsprobleme sein. Bei Atemnot, die in Ruhe nicht nachlässt, einem deutlich beeinträchtigten Allgemeinzustand oder Bewusstseinsveränderungen sollte unverzüglich die nächstgelegene Notaufnahme aufgesucht werden. Bei ungeklärten, wiederkehrenden Beschwerden, die den Allgemeinzustand beeinträchtigen, wird für eine ausführliche Abklärung die Konsultation einer Fachärztin oder eines Facharztes für Innere Medizin empfohlen.

Zusammenfassend sind Milchsäure und Laktat natürliche Bestandteile des Energiestoffwechsels. Die Milchsäuregärung unterstützt durch die Umwandlung von Pyruvat in Laktat die Regeneration von NAD+ und damit das Fortbestehen der Glykolyse. Ein vorübergehender Laktatanstieg unter Belastung kann in vielen Fällen physiologisch sein; im Gegensatz dazu stellt eine Laktatazidose ein ernsteres Krankheitsbild dar und muss im Zusammenhang mit den Symptomen beurteilt werden. Die korrekte Unterscheidung der Begriffe hilft, unnötige Sorgen zu verringern und gleichzeitig wirklich bedeutsame Situationen rechtzeitig zu erkennen.