发酵乳中乳酸的多种生理功能

董佳康，庞广昌*

(天津市食品生物技术重点实验室，天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津 300134)

发酵乳中乳酸的多种生理功能

董佳康，庞广昌*

(天津市食品生物技术重点实验室，天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津 300134)

食品的功能化是当今世界食品发展的主要趋势之一，因此具有营养保健功效的发酵乳逐渐成为市场开发的热点。本文综述乳酸与肌肉疲劳、疾病诊断、机体能量代谢之间的关系及其抗癌作用，为进一步开发利用发酵乳中的乳酸提供参考。

乳酸；肌肉疲劳；疾病诊断；能量代谢；抗癌

Abstract：Functional foods are becoming one of the main development trends of the food industry. Now fermented milk with nutritional and health function is becoming a hot spot for the exploitation of the world market. This paper is structured in four sections. Section 1 covers pertinent topics on the conception of lactic acid as the most cause of skeletal muscle fatigue; section 2 discusses the meaning of lactic acid as a prognostic factor; section 3 identifies the relation between lactic acid and fuel supply for energy metabolism; and the last section reviews the potential of lactic acid as a anti-cancer agent.

Key words：lactic acid；muscle fatigue；disease diagnosis；energy metabolism；anti-cancer

发酵乳是一类经微生物发酵后的乳制品，是当今乳制品研究开发的一个主流。随着生活水平的提高，人们对食品加大了保健功效的需求。发酵乳由于乳酸菌的发酵作用，在营养成分得到改善的同时，也产生了一些生理活性物质，乳酸就是其中的重要活性物质之一。

关于乳酸研究的历史源远流长，最早可能起源于1808年。当时Gladden[1]在肌肉中发现了乳酸并且得出“肌肉中的自由乳酸的含量与肌肉训练的强度成比例”的结论。自从1808年Gladden发现了肌肉中的乳酸的若干年后，虽然有大量关于乳酸的研究报道，但是大多数科学家却一直把乳酸当作一种无用的无氧代谢废弃产物。

20世纪70年代，一场关于“乳酸的革命”发生了。Brooks[2]于1985年提出了著名的“乳酸穿梭”的概念；而Philp等[3]于2005年提出了一个更为新颖的概念：乳酸作为一种信号分子，能够调节细胞和全身的代谢过程。至此，关于乳酸的研究真正跨入了一个新的时代，乳酸不再作为一种无用的代谢产物，而是作为一种重要的功能性成分而被广泛研究。因此，本文对近年来乳酸的相关研究及其与肌肉疲劳、疾病诊断、机体能量代谢之间的关系和其抗癌作用进行综述，旨在为进一步开发利用发酵乳中的乳酸提供参考。

1 乳酸与肌肉疲劳

1.1 乳酸与肌肉疲劳悖论

1808年，Gladden[1]在疲劳的动物肌肉中发现了成比例积累的乳酸，相继有大量的研究结果[4-6]表明：在肌肉剧烈运动过程中乳酸积累与肌肉疲劳程度之间有着密切关系，同时也有大量的文献[7-8]报道肌肉力量的丧失与肌肉内pH值水平的下降密切相关，从而形成了迄今为止一直被广大运动员与部分研究学者普遍认同的观点：乳酸是衡量肌肉运动强度与疲劳程度的一个主要指标[9]，即在肌肉强烈活动下，“代谢废弃产物”乳酸的积累导致了肌肉的酸中毒[10]，并进而造成了运动肌肉的疲劳。因为在生理pH值下，99%的乳酸可以解离成乳酸阴离子和H+；在肌肉运动与收缩的过程中，血清中的乳酸阴离子和H+均可以达到很高的水平；而肌肉中高浓度的H+可以抑制肌肉的功能[11-12]，具体表现是：1)减少了横桥由弱向强状态的过渡；2)抑制了最大收缩速度；3)抑制了肌原纤维中ATP 酶的活性；4)抑制了糖酵解的效率；5)通过抑制肌钙蛋白中碳与Ca2+的结合减少了横桥的活性；6)通过抑制肌浆网中ATP 酶的活性而抑制Ca2+的摄取。

然而，最近10年相关领域的研究已经开始对“乳酸-酸中毒-肌中毒”的观点产生了质疑。Westerblad等[13]通过对哺乳动物肌肉方面的研究发现，在体外刺激肌肉纤维的实验中，当实验温度接近哺乳动物的生理温度时，增加的H+对减少肌肉对Ca2+的敏感度，最大收缩速度和最大张力的影响将“不复存在”；并且他们推断，肌肉疲劳过程中由于磷酸肌酸分解而释放的无机Pi和ATP分解过程中所释放的质子，似乎才是造成肌肉疲劳的主要原因。但很可惜，他们的研究并没有将Ca2+释放能力的下降、pH值的降低与无机Pi的升高三者综合到一起来进行对比分析。与此同时，乳酸的积累与磷酸肌酸分解和ATP分解释放出质子，这三个过程都是在肌肉剧烈运动下同时发生的[14-15]，这就进一步误导了人们相信乳酸是引起细胞酸化乃至肌肉疲劳的原因。

1.2 乳酸对肌肉的保护作用

如今，一个更为崭新的假说由Nielsen等[16]提出：乳酸很可能对肌肉起到了保护作用。在他们的实验中，用分离出的肌纤维放置在含高浓度K+的缓冲液中使其达到强直，再放到20mmol/L的乳酸缓冲液中，观察到其强直状态减少。Nielsen等[16]认为高强度锻炼下肌肉中产生的乳酸，可以平衡胞外高浓度的K+所产生的抑制肌肉力量的效果，从而起到增加肌肉力量与保护肌肉的作用。最近，Pedersen等[17]的研究结果进一步证实了Nielsen等的观点。

乳酸不但有可能对肌肉具有保护作用，最近的一些研究结果暗示乳酸对锻炼中的疼痛感觉具有影响。酸敏感离子通道家族(acid-sensitive ion channel family，ASCIs)是一种Na+通道家族。McCleskey等[18]提出ASCI通道会被Ca2+关闭，从而阻止Na+进入通道。而H+的积累能够减少Ca2+的亲和力并促进Ca2+的释放，使Na+进入通道以产生对兴奋组织的去极化作用。因此，pH值水平的改变可以改变ASCI通道的活性，从而增加肌肉的收缩能力，延缓疲劳的发作或起终止运动信号传递的作用。乳酸似乎正是通过加强ASCI3的敏感性，使得ASCI通道在较低的H+水平下一直处于开放状态并对乳酸更加敏感，即乳酸通过向神经细胞发出信号以表明运动的强度，从而造成疼痛感，使肌肉或其他器官在发生损伤前减少或终止运动。

2 乳酸与疾病诊断

血液乳酸水平常被研究者们作为诊断某些人类疾病严重程度如机体血流灌注不足和休克的一个重要“标记”或“指示参数”[19-21]。因此，血液乳酸水平常常被广泛地作为判断一些病危患者身体机能状况的一个可靠“预测因子”。

2.1 乳酸与脑损伤诊断

乳酸与脑损伤之间的关系一直备受争议。Elizabeth等[22]发现正常血压下的脑损伤患者的乳酸水平随损伤的严重程度而增加；脑外伤患者体内无氧代谢增加的乳酸或许不仅对受伤期间的大脑起到了保护的作用，并且可以作为一种潜在的用于诊断脑损伤与预测后遗症的有效工具。像其他组织一样，乳酸可以由损伤而导致局部缺氧的大脑释放。大脑严重损伤以后，血液和脑脊髓液中的乳酸含量均升高，血液中的乳酸在损伤后的24～36h趋于正常，而脑脊髓液中的乳酸含量依然高于正常水平[23]。

Elizabeth等[22]通过对555名正常血压的脑损伤患者使用单变量和多变量分析的方法，对患者体内乳酸水平与格拉斯哥昏迷程度之间的联系进行了分析，并对患者刚入院时的乳酸水平与神经机能进行了相关性分析。通过参照患者的损伤严重程度得分和年龄因素，发现增加的乳酸与脑损伤的严重程度密切相关(P＜0.0001)。轻度损害、中度损害和重度损伤患者入院时体内的乳酸水平分别是(2.2±0.07)、(3.7±0.7)mmol/L和(4.7±0.8)mmol/L(P＜0.01)。中度损害和重度损伤并且入院时体内的乳酸水平大于5mmol/L的患者更加可能以正常的精神状态出院(P＜0.0001)(出院时对患者的神经机能与精神状态的诊断结果可以预测6个月至1年的神经机能与精神状态[24-25])。因此，乳酸可能不仅对受伤期间的大脑起到了保护的作用，并且可以作为一种用于诊断脑损伤与预测后遗症的有效工具[22]。

2.2 乳酸与CO中毒诊断

CO中毒将导致中毒患者多方面的神经性生理损伤，如迟发型脑病和死亡等。然而与这些后遗症的最终结果相关的因素到底有哪些，至今仍不是十分清楚。高水平的血液乳酸是组织缺氧与血流灌注不足的信号，而乳酸的清除也是一项可靠的评价机体生理水平的指标[26-27]，一些报道[28-29]已经指出最初患者机体的血液乳酸水平与CO中毒的严重程度相关。

Shigeaki等[30]最近对3例同时发生但最终结果不同的CO中毒自杀案例进行了分析，发现经过10d高压氧气治疗(hyperbaric oxygen therapy)后，最初血清乳酸为75.1mg/dL的患者一直处于昏迷状态并于休克31d后死于中枢性尿崩症(central diabetes insipidus)；最初血清乳酸为41.9mg/dL的患者从昏迷中苏醒并出院，但该患者于45d后由于迟发型脑病发作而再次入院，并经10d的高压氧气治疗后完全康复；最初血清乳酸为26.3mg/dL的患者恢复意识并在没有任何后遗症的情况下完全恢复。因此Shigeaki等[30]认为最初血液乳酸的水平可能与患者中毒后的最终结果存在相关性。因此血液乳酸水平可以作为一个可靠的诊断CO中毒患者最终结果的重要指标。

2.3 乳酸与急性肝移植

有效地鉴别哪些患有急性肝功能衰竭的病人需要进行急性肝移植(emergency liver transplantation)是十分必要的。一次错误的鉴别和移植将造成不必要手术、长期的免疫排斥和增加死亡风险等诸多问题。由伦敦大学国王学院医院(Kings College Hospital)所建立的移植选择标准(KCH)已成为英国急性肝移植登记的基础，并在国际间普遍使用[31-32]。然而通过对有关案例的分析发现，移植选择标准的灵敏性和否定预测值(negative predictive value)是有限的，并且或许不能鉴别一部分不进行移植就无法生还的重要患者[33-34]。因此就需要一项“补充的早期标记”(supplemental early markers)来提高KCH的鉴别准确性，而且要求既快速简便又能维持KCH的专一性和临床简便性，同时亦增加其灵敏性。

动脉血乳酸测量就满足以上条件，在不同疾病患者的病危时刻，动脉血乳酸水平与多种器官衰竭的严重程度密切相关[35]，它可以快速并准确地进行测定；并且在急性肝功能衰竭中，动脉血乳酸水平反应了外周组织和损伤的肝脏生产能力的增加和清除能力的下降，而这是损伤的肝脏代谢循环能力下降的结果。在这种情形下，乳酸过高也许预示了持续不变的肝脏损伤的严重程度和若干器官的衰竭[36]。

因此，尽管Schmidt等[37]认为血液乳酸的水平不能作为急性肝功能衰竭患者的确切诊断指标。但Bernal[38]还是指出，血液乳酸的测量在对急性肝功能衰竭患者的全面评价中构成了一个有用的“元件”，并对预后起到了辅助判定作用。

3 乳酸与机体能量代谢

最近20年乳酸的研究已经重新激起了人们的兴趣，乳酸不再作为一种无用的无氧糖酵解终产物，而是一种能量代谢的氧化底物。最近大量的证据已经证明乳酸在大脑、心脏、骨骼肌、一些其他的组织与器官的有氧能量代谢中具有重要作用。

3.1 乳酸与大脑供能

哺乳动物大脑的主要能源物质是葡萄糖，并且哺乳动物大脑的主要能量接受器是神经元，所以大脑能源代谢的传统观点是葡萄糖首选在神经元被消耗。而最近的研究[39]表明，兴奋性突触传递是大量耗能的过程，神经元细胞即可以通过代谢葡萄糖，也可以通过代谢乳酸而获得ATP。Oz等[40]通过对葡萄糖与乳酸在大脑中的消耗速率与稳定状态下的浓度推断，如果大脑中葡萄糖的供给被中断，葡萄糖库(glucose pool)可以维持大脑各个组织150s的正常生理功能，而乳酸库(lactate pool)亦可以提供75s的燃料供应。

Pellerin和Magistretti[41]在1994年培养星形胶质细胞实验及相关研究之后，提出了著名的星形胶质细胞-神经元乳酸穿梭假说(astrocyte-neuron lactate shuttle hypothesis，ANLSH)，星形胶质细胞摄取了大量的葡萄糖并以乳酸的形式输出，而乳酸则被神经元细胞以底物的方式吸收并氧化，其基本原理是在神经元细胞被谷氨酸盐激活的过程中，星型胶质细胞摄取了位于突触前端、由突触间隙通过特定的依赖Na+的谷氨酸盐运输蛋白所释放的谷氨酸盐，从而增加了星型胶质细胞内Na+的浓度，Na+浓度的增加则诱发Na-K-ATP酶活性增加，以此来排出细胞内的Na+。而激活排出活性需要ATP，从而诱发了星型胶质细胞的糖酵解过程和乳酸生成。增加的星型胶质细胞的乳酸通过位于星型胶质细胞膜的乳酸穿梭蛋白MCTs运输到胞外，进而被临近的神经元细胞吸收在其线粒体中氧化[42](图1)。

图1 星形胶质细胞-神经元乳酸穿梭示意图Fig.1 Illustration of astrocyte-neuron lactate shuttle

图1所示为毛细血管中的葡萄糖可以通过葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)运输到附近的星形胶质细胞，或者通过葡萄糖转运蛋白3(GLUT3)运输到神经元细胞，是它们的主要能源底物。进入到星形胶质细胞中的葡萄糖可以通过糖酵解生成丙酮酸，并最后生成乳酸，此时的乳酸可以通过MCT1运输到细胞外液中(ECF)，再通过MCT2运输到神经元细胞，再在乳酸脱氢酶1(LDH1)的作用下还原成丙酮酸，进线粒体进行有氧氧化、供能。

Schurr[42]在Pellerin等[43]的基础上提出一种更为大胆的假说：无论是有氧还是无氧、神经元细胞还是星型胶质细胞、休息状态还是活动状态，糖酵解总是进行到最后一步，由乳酸脱氢酶催化形成乳酸；乳酸是大脑(和其他组织)糖酵解唯一的主要代谢产物，同时也是一种即使不唯一但也很重要的线粒体三羧酸循环的代谢底物。与此同时，Pellerin等[43]重新改进了ANLSH并强调了乳酸作为一种主要的有氧能量代谢底物的概念，赋予了脑源性乳酸一个新的代谢功能。

3.2 乳酸与心脏供能

在正常的条件下，健康的心脏可以利用乳酸和葡萄糖供能，但与葡萄糖相比，乳酸显得更适合被心肌利用。运动的肌肉产生的乳酸增加了血浆乳酸的浓度，增加的血浆乳酸被心脏以一种首选燃料的方式吸收。乳酸的吸收主要用于形成丙酮酸，健康心脏中50%的丙酮酸由乳酸氧化形成，进而为心肌氧化供能。

正常状态与心脏衰竭状态下心肌利用的底物不同[44]。在正常条件下，健康的心脏通过水解大约2/3的ATP来进行心肌收缩活动，而余下的1/3则用来为离子泵供能[44-45]。在氧气存在的条件下，98%的ATP由线粒体氧化磷酸化生成，2%的ATP则由细胞胞液糖酵解生成。而其中由线粒体氧化磷酸化生成的ATP则有60%～90%来源于脂肪酸β氧化，10%～40%来源于丙酮酸氧化。而在代谢失调型心脏衰竭中，心脏的供能方式由脂肪酸氧化转向以碳水化合物氧化为主。因此，在心脏衰竭与局部缺血恢复的最初阶段，乳酸作为一种关键中间代谢物通过供给丙酮酸来缓解危机时刻心脏的能量紧缺状态[46-47]。

3.3 乳酸对机体燃料选择的调节作用

在如今发现的许多脊椎动物中，燃料选择(fue l selection)与机体运动的强度密切相关。在休息或中等强度运动状态下，脂肪氧化是主要的能源物质——ATP的来源，而随着运动强度的增加，碳水化合物氧化供能启动，乳酸的净生成也随即发生。这种协调的控制就是被Philp等[3]命名的“葡萄糖-脂肪酸循环”：升高的葡萄糖刺激了胰岛素的分泌，而胰岛素的分泌则抑制了脂肪组织的非酯化脂肪酸的释放，从而改变了燃料的使用与供给并导致碳水化合物燃料的优先使用；在相反的情形下，当血浆非酯化脂肪酸的水平升高(饥饿，低胰岛素水平)，脂肪酸将显著释放并氧化，而此时血浆的葡萄糖水平则较低。Brooks等[48]提出这种底物利用的选择，主要依赖一种在运动强度响应(增强碳水化合物氧化供能)和运动耐力响应(促进脂肪的运用与氧化)之间的“交替作用”(trade off)。

大量的研究结果[49]表明乳酸对此“交替作用”有直接的影响。Philp等[3]认为乳酸可以通过减少肉碱棕榈酰转移酶(carnitine palmitoyl-transferase)复合物与游离脂肪酸的底物亲合力，同时配合H+浓度积累而产生的对肉碱棕榈酰转移酶1的抑制作用[50]，从而下调了自由脂肪酸的转运，限制了机体对游离脂肪酸的摄取，进而起到了转换燃料使用的作用，使机体的供能物质由脂肪酸转换到了碳水化合物；同时随着糖酵解和氧化磷酸化的进行，乳酸本身又可以作为一种燃料而再次使用。因此乳酸起到了一个有效的调解机体燃料供给方式的信号作用。

4 乳酸与癌症治疗

1920年，德国科学家Warburg[51-52]通过大量观察癌症细胞的代谢行为，发现增生(腹水)肿瘤细胞以极高的速率消耗葡萄糖并释放乳酸而非CO2，即增生的癌症细胞并没有发挥葡萄糖氧化代谢的全部能力来生产迫切需要的ATP，而是生产乳酸。Lopez-Rios等[53]对产生这种现象的解释是：由于线粒体所驱动的代谢遭到了不可逆的破坏，并使氧化磷酸化过程中的瓶颈酶——线粒体H+-ATP合成酶的β催化亚基的表达在所有的人类癌症中都下降了。由此Warburg提出了一个关于诱发癌症起因的假说：“癌症的发生具有一个最主要的诱发原因：正常机体的有氧糖代谢被发酵作用所取代”。癌细胞的这种行为即被称为有氧糖酵解或瓦尔堡效应(Warburg effect)[54]。

在瓦尔堡假说提出后的80年里，虽然仅仅有少量的证据支持瓦尔堡关于癌症起因的假说，但是瓦尔堡效应存在于大量的癌症细胞的事实已得到了广泛的证实。并且以瓦尔堡效应为基础的各种癌症治疗方案与假说也相继提出，以乳酸代谢为主的治疗方案就是其中之一。

4.1 葡萄糖供给抑制抗癌假说

许多通过抑制糖酵解来作为抗癌治疗的相关策略已经提出。在体外实验中，葡萄糖下降的确具有强烈的肿瘤杀伤效果[55]。一些研究者由此提出，可以通过对非肿瘤细胞提供一种“急救燃料”(salvage fuel)，而同时利用胰岛素来减少全身葡萄糖水平，以此减少肿瘤细胞生长所需的燃料供给，从而“饿死”肿瘤细胞。

同时，展现出瓦尔堡效应的癌症细胞更倾向于通过糖酵解途径生产ATP和乳酸，但并不消耗乳酸，这或许是由于癌症细胞几乎不能利用乳酸作为燃料。因此，Maarten等[54]提出了一种抗癌假说：在不伤害正常细胞的前提下，通过诱发局部或全身性低血糖并结合可以作为“急救燃料”的乳酸供给，来有效抑制表现出瓦尔堡效应的癌症细胞的生长。具体实施方法可以通过使用本身无毒的、半衰期短并易于服用的物质，如以静脉注射或单臂输液的形式供给机体胰岛素和乳酸钠盐，并同时控制葡萄糖水平。

4.2 MCT1抑制抗癌假说

乳酸作为糖酵解的最终产物，在适当的微环境下或许扮演了主要能量物质的作用。因此Feron[56]在瓦尔堡效应基础之上，提出了一种关于肿瘤细胞的代谢共生模型(metabolic symbiosis model)：即缺氧肿瘤细胞(hypoxic tumor cells)所生成的乳酸，通过乳酸穿梭被有氧肿瘤细胞(aerobic tumor cells)摄取并作为主要的能源物质。因此，有氧肿瘤细胞(位于血管附近)节省了葡萄糖的利用并使其更广泛地用于缺氧肿瘤细胞(hypoxic tumor cells)的氧化供能，从而形成了一种代谢共生体(metabolic symbiont)(图2)。图2所示细胞中氧气的梯度由左向右依次降低。在血管附近(左侧)的有氧肿瘤细胞倾向于以乳酸作为只要能源物质，可以通过表达单羧酸转运蛋白来摄取周围环境的乳酸，并通过乳酸脱氢酶B的作用，将其转化为丙酮酸以供线粒体有氧氧化。远离血管的缺氧肿瘤细胞由于缺乏氧气供给，则倾向于将从周围环境中摄取的葡萄糖进行无氧酵解以形成乳酸，而非有氧氧化。而生成的乳酸可以通过单羧酸转运蛋白来分泌到细胞外，而被有氧肿瘤细胞以能源的形式被吸收利用，从而形成一种肿瘤细胞的代谢共生模型：有氧肿瘤细胞以乳酸作为主要能源物质，为缺氧肿瘤细胞节省出更多的可以利用的葡萄糖，而缺氧肿瘤细胞则通过酵解葡萄糖而生成乳酸，以供有氧肿瘤细胞作为能源物质使用。在老鼠的肿瘤细胞中，该模型的存在得到了验证[57]。

图2 肿瘤细胞代谢共生模型示意图Fig.2 Illustration of metabolic symbiosis model in tumors

单羧酸转运蛋白(monocarboxylate transporters，MCTs)是乳酸穿梭与代谢共生模型的关键参与者。MCT4作为一种由组织缺氧所诱发的移除酵解细胞中乳酸的运输载体，因为其对乳酸具有较低的亲合力；MCT1作为主要的使乳酸氧化型肿瘤细胞(oxidative tumor cells)摄取的运输载体，因为其对乳酸的亲合力较高。由于在代谢共生模型中，MCT1作为一种负责有氧肿瘤细胞摄取乳酸的关键参与者，Feron[56]据此提出了一种MCT1抑制抗癌假说，即是通过抑制MCT1，阻拦有氧肿瘤细胞利用乳酸的能力而逼迫它们使用葡萄糖，从而剥夺了缺氧肿瘤细胞充足的葡萄糖供给。因此MCT1抑制起到了两方面的作用：1)瓦解了代谢共生模型并通过作用于有氧肿瘤细胞而间接作用于缺氧肿瘤细胞；2)转变了有氧肿瘤细胞代谢方式，使其由最初的乳酸氧化供能转变到葡萄糖非氧化供能。如果将MCT1抑制方法与化疗方法相结合，将更显著消灭那些剩余的位于血管附近的氧化能力较好的肿瘤细胞。因为化疗的对象是锁定了一个即将死于葡萄糖饥饿的细胞群，这使肿瘤细胞对化疗的杀伤效果更加敏感(图3)。

图3 MCT1抑制抗癌示意图Fig.3 Illustration of anti-cancer mechanism based on MCT1 inhibition

4.3 乳酸代谢调控抗癌假说

我国早就注意到食品对健康的作用，我们的祖先甚至从阴阳学说出发，在食品和健康的关系方面积累了大量的经验。到目前为止，已经有越来越多的研究结果证明，食品及其饮食习惯都对机体的细胞因子网络具有重要的影响[58]。因此李可伟等[59]和李家鹏等[60]通过相关研究分析后提出：乳酸类食品和饮料很有可能在预防癌症和恶性肿瘤的发生中起到积极作用，并由此提出了一种从乳酸代谢调控的角度进行抗癌的设想。

代谢调控的目的就是通过控制物质代谢的流向和通量来经济、高效地满足系统在特定环境和状态下的需要。众多研究表明，癌变细胞与正常细胞相比具有明显的反巴斯德效应[61]。癌变细胞在组织缺氧状态时与正常细胞一样进行乳酸发酵。但当氧气充足时，癌变细胞却依然主要靠糖酵解途径获得能量，继续产生乳酸，对葡萄糖的消耗速率比正常细胞要快很多，即通氧并不能抑制癌变细胞的产酸能力。这说明在癌细胞中乳酸-酵解途径完全失去了正常的调控能力，乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase，LDH)等一些酶从调节型升高变成了组成型升高。因此设法找到阻止癌变细胞反巴斯德行为的方法，将会是一条不错的防癌路线。

乳酸和乳酸代谢在生物体的代谢网络中扮演着重要角色，它能通过调节丙酮酸的代谢流向，调节机体内NADH/NAD+比值，调节机体的氧化还原和呼吸状态。当人体在正常状态下，适量摄入乳酸时，会导致血液中的乳酸含量升高，便可模拟出类似巴斯德效应的效果，从而使机体在非运动状态下即可得到锻炼，来达到增强体质和提高对不良环境抵抗力的目的，而且此过程可以诱导活化组织内的B型乳酸脱氢酶，这有效地抑制了某些潜在癌变细胞的反巴斯德效应，从而抑制其癌变的过程。因此乳酸类食品和饮料很有可能在预防癌症和恶性肿瘤的发生中起到积极作用。

5 结 语

综上所述，乳酸参与大量代谢器官的平衡和内脏的协作，机体极其重要的器官如脑、心、肝、肾脏和肌肉都具备把乳酸作为葡萄糖的一种替代燃料的能力，在某些特殊情况下可以作为一种人类的“急救燃料”。乳酸已不再是一种无用的代谢废弃产物，而是一种存在于细胞与器官间的重要中间代谢物，甚至是机体代谢或能源危机的一个重要参考对象和调节者，在代谢调节、疾病预测、癌症治疗等方面发挥着越来越重要的作用。

20世纪80年代开始，人们对食品的要求越来越高，除要求“补充营养”和“满足嗜好”两个基本功能外，还要求有“调节生理机能、预防疾病”功效。因此，富含乳酸的发酵乳必将成为关系我国民生的重要功能化日常食品之一。

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Multi-physiological Functions of Lactic Acid in Fermented Milk

DONG Jia-kang，PANG Guang-chang*
(Tianjin Key Laboratory of Food Biotechnology, College of Biotechnology and Food Science, Tianjin University of Commerce,Tianjin 300134, China)

TS252.54

A

1002-6630(2010)17-0480-07

2010-06-28

国家自然科学基金项目(30871951)

董佳康(1983—)，男，硕士研究生，研究方向为代谢工程与食品免疫学。E-mail：allnewjkang@qq.com

*通信作者：庞广昌(1956—)，男，教授，博士，研究方向为食品生物技术及食品免疫学。E-mail：pgc@tjcu.edu.cn