Kurz gesagt: Die Laktatdehydrogenase (LDH) reduziert Pyruvat zu Laktat und oxidiert dabei NADH zu NAD+. Der eigentliche Zweck ist die NAD+-Regeneration: Ohne NAD+ bleibt die Glykolyse am Schritt der Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase stehen. Laktat ist kein Abfall, sondern wird von Herz und Muskel oxidiert oder in der Leber zur Gluconeogenese genutzt. Und es entsteht auch bei ausreichender Sauerstoffversorgung.
„Laktat entsteht bei Sauerstoffmangel und macht Muskelkater.“ Beide Teile dieses Satzes halten einer biochemischen Prüfung nicht stand. Laktat entsteht immer dann, wenn die Glykolyse schneller NADH produziert, als Mitochondrien es aufnehmen können, oder wenn gar keine Mitochondrien da sind. Diese Seite erklärt die Laktatbildung von der Redoxbilanz her. So kannst du sie in jeder Fallkonstellation ableiten.
In der Glykolyse wird bei der Oxidation von Glycerinaldehyd-3-phosphat NAD+ zu NADH reduziert. Der NAD-Vorrat im Zytosol ist begrenzt. Damit die Glykolyse weiterläuft, muss NADH wieder oxidiert werden. Dafür gibt es zwei Wege: Über Shuttle-Systeme in die Atmungskette oder direkt im Zytosol über die LDH. Der zweite Weg ist schnell und braucht keinen Sauerstoff, liefert aber kein zusätzliches ATP.
| Situation | Warum Laktat entsteht | Was mit dem Laktat passiert |
|---|---|---|
| Erythrozyt | Keine Mitochondrien, LDH ist der einzige Weg zur NAD+-Regeneration | Abgabe ins Blut, Verwertung in Leber oder Herz |
| Sprintender Skelettmuskel | Glykolyse läuft schneller, als Mitochondrien NADH aufnehmen können | Cori-Zyklus zur Leber oder Oxidation in anderen Muskelfasern |
| Gewebehypoxie, Schock | Atmungskette ohne Sauerstoff blockiert, NADH staut sich | Anstieg im Blut, Laktatazidose möglich |
| Thiaminmangel, PDH-Defekt | Pyruvat kann nicht in Acetyl-CoA umgewandelt werden | Anstieg trotz normaler Sauerstoffversorgung |
| Herzmuskel | Kaum Bildung, das Herz nimmt Laktat eher auf | Rückumwandlung zu Pyruvat und Oxidation im Mitochondrium |
Erythrozyten gewinnen ihr gesamtes ATP aus der Glykolyse. Ohne Mitochondrien können sie NADH nicht in eine Atmungskette einspeisen. Die Antwort im Lernheft lautet daher: Ohne Mitochondrien muss zytosolisches NAD+ für die Glykolyse regeneriert werden. Die LDH ist für den Erythrozyten also kein Notfallweg, sondern Dauerbetrieb.
Lernheft 11
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Lernheft ansehenNein. Laktat ist ein Transportform für Kohlenstoff und Reduktionsäquivalente zwischen Geweben. Oxidative Muskelfasern und das Herz nehmen Laktat auf, wandeln es mit ihrer LDH-Isoform zu Pyruvat zurück und oxidieren es im Mitochondrium. Die Leber nutzt Laktat als wichtige Vorstufe der Gluconeogenese, das ist der Cori-Zyklus. Der Muskelkater nach ungewohnter Belastung wird heute vor allem auf Mikroschäden der Muskelfasern zurückgeführt und nicht auf Laktat.
Häufige Verwechslung
Laktat entsteht auch unter vorhandener Sauerstoffversorgung. Ein erhöhtes Laktat ist deshalb ein Hinweis auf ein Ungleichgewicht zwischen Bildung und Verwertung, nicht automatisch ein Beweis für Hypoxie. In der Klinik wird der Wert immer im Zusammenhang beurteilt.
Beliebt sind Fragen nach dem Zweck der LDH-Reaktion, nach dem Kompartiment, nach der Abhängigkeit vom Sauerstoff und nach der ATP-Bilanz der anaeroben Glykolyse (netto 2 ATP pro Glucose). In fallübergreifenden Aufgaben taucht Laktat zusammen mit Thiaminmangel, Alkohol oder Metformin auf. Hier hilft dir die Tabelle oben: Frag dich immer, ob Bildung erhöht oder Verwertung vermindert ist.
Die Regeneration von NAD+ im Zytosol, damit die Glykolyse weiterlaufen kann.
Nein. Erythrozyten bilden ständig Laktat, und auch gut versorgte Muskeln bilden es bei hoher glykolytischer Rate.
Netto 2 ATP pro Glucose. Die LDH-Reaktion selbst liefert kein ATP.
Es wird von Herz und oxidativen Muskelfasern oxidiert oder in der Leber zur Gluconeogenese genutzt.
Ja. Die Richtung hängt vom NADH/NAD+-Verhältnis und von den Konzentrationen von Pyruvat und Laktat ab.
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