Acid Lactic

Danh pháp

Tên chung quốc tế

Lactic Acid

Tên danh pháp theo IUPAC

2-hydroxypropanoic acid

Mã ATC

G – Hệ tiết niệu Genito và hormone giới tính

G01 – Thuốc chống nhiễm trùng và sát trùng phụ khoa

G01A – Thuốc chống nhiễm trùng và sát trùng, không bao gồm kết hợp với corticosteroid

G01AD – Axit hữu cơ

G01AD01 – Axit lactic

Mã UNII

3B8D35Y7S4

Mã CAS

50-21-5

Cấu trúc phân tử

Công thức phân tử

C3H6O3

Phân tử lượng

90.08 g/mol

Cấu trúc phân tử

Acid lactic là một axit monocarboxylic 2-hydroxy, trong đó một trong các alpha-hydrogens được thay thế bằng nhóm hydroxy.

Các tính chất phân tử

Số liên kết hydro cho: 2

Số liên kết hydro nhận: 3

Số liên kết có thể xoay: 1

Diện tích bề mặt tôpô: 57.5Ų

Số lượng nguyên tử nặng: 6

Các tính chất đặc trưng

Điểm nóng chảy: 16.8°C

Điểm sôi: 122°C ở 1.50E+01 mmHg

Tỷ trọng riêng: 1.2060 g/cu cm ở 21 °C

Độ nhớt: 1,042 mPa s (6,29 wt%) ở 25 °C

Độ pH: 1,75 (10%)

Độ tan trong nước: 1000000mg/L

Hằng số phân ly pKa: 3,86 (ở 20 °C)

Chu kì bán hủy:

Khả năng liên kết với Protein huyết tương:

Dạng bào chế

Dung dịch tiêm: 5.6 g/10mL, 1.87 g/100mL

Lotion: 1 mL/1mL, 1 g/10mL

Kem: 100 mg/1g

Độ ổn định và điều kiện bảo quản

Axit lactic có một mức độ ổn định lý hóa tương đối. Dưới điều kiện bình thường, nó có thể tồn tại ở dạng chất lỏng ổn định. Tuy nhiên, nó có thể phân hủy dưới sự tác động của nhiệt độ cao, ánh sáng mạnh và điều kiện pH cực đoan.

Ở nhiệt độ cao, axit lactic có thể chịu hiệu ứng nhiệt phân, dẫn đến phân hủy thành các sản phẩm khác như nước, axit acetic và các chất khác. Nhiệt độ và thời gian tác động là những yếu tố quan trọng trong quá trình phân hủy này.

Ánh sáng mạnh cũng có thể gây phân hủy axit lactic. Tia tử ngoại có thể gây tác động lên liên kết hóa học trong phân tử, dẫn đến phản ứng oxi hóa và phân hủy.

Điều kiện pH cực đoan, chẳng hạn như môi trường rất axit hoặc rất kiềm, cũng có thể ảnh hưởng đến ổn định của axit lactic. Trong các điều kiện này, nó có thể tạo ra các phản ứng hóa học khác, ảnh hưởng đến cấu trúc và tính chất của nó.

Tuy nhiên, trong điều kiện bình thường và khi được lưu trữ và sử dụng đúng cách, axit lactic có thể tồn tại ổn định trong một khoảng thời gian dài.

Nguồn gốc

Axit lactic là gì? Axit lactic là một chất trung gian trao đổi chất bình thường được sản xuất bởi hầu hết các tế bào động vật có vú và các sinh vật khác, chẳng hạn như vi khuẩn axit lactic; nó được chuyển hóa ưu tiên thành axit D-lactic ở người, chó và chuột. Axit lactic được chuyển thành axit pyruvic nhờ axit lactic dehydrogenase.

Vào năm 1780, nhà hóa học người Thụy Điển Carl Wilhelm Scheele đã thành công trong việc phân lập axit lactic trong sữa chua, đánh dấu sự khởi đầu của quá trình này. Tên gọi “lactic” được hình thành từ từ “lac” trong tiếng Latinh, có nghĩa là “sữa”. Sau đó, vào năm 1808, Jöns Jacob Berzelius phát hiện ra rằng axit lactic (thực ra là l-lactate) cũng được hình thành trong cơ bắp khi gắng sức. Cấu trúc của axit này được xác định bởi Johannes Wislicenus vào năm 1873.

Năm 1856, Louis Pasteur đã phát hiện vai trò của vi khuẩn Lactobacillus trong quá trình tổng hợp axit lactic. Như vậy, con đường này đã được áp dụng trong lĩnh vực thương mại bởi nhà thuốc Boehringer Ingelheim của Đức từ năm 1895.

Dược lý và cơ chế hoạt động

Vai trò của Lactic acid trong cơ thể

Axit lactic có tác dụng gì? Axit lactic đóng vai trò quan trọng trong cơ thể, đặc biệt là trong quá trình trao đổi chất và năng lượng. Dưới đây là một số vai trò chính của axit lactic trong cơ thể:

Nguồn năng lượng: Axit lactic là một sản phẩm phụ của quá trình chuyển hóa glucose trong cơ thể. Khi cơ thể cần năng lượng nhanh chóng, như trong trường hợp tập luyện cường độ cao, axit lactic được tạo ra từ glucose và chuyển hóa thành lactate. Lactate sau đó có thể được sử dụng làm nguồn năng lượng cho các cơ bắp đang hoạt động.

Chuyển đổi lactate: Một vai trò quan trọng của axit lactic là nó có thể được chuyển đổi thành glucose thông qua quá trình gluconeogenesis. Điều này xảy ra trong gan, khi cơ thể cần glucose để duy trì mức đường huyết ổn định hoặc cung cấp năng lượng cho các cơ bắp và cơ quan quan trọng khác. Trong quá trình tập luyện cường độ cao, axit lactic trong cơ bắp được tạo ra khi hoạt động mạnh. Sự tạo ra lactate giúp giảm sự tích tụ các chất catabolite như acid pyruvic trong cơ bắp và duy trì cân bằng axit-bazơ trong cơ thể.

Quá trình tái tạo axit citric: Trong quá trình tái tạo axit citric trong chu kỳ Krebs, axit lactic có thể được chuyển hóa thành axit pyruvic, từ đó cung cấp substrat cho quá trình chuyển hóa năng lượng tiếp theo.

Giao tiếp tế bào: Ngoài vai trò trong năng lượng và chuyển hóa, axit lactic cũng có thể tham gia vào quá trình giao tiếp tế bào. Nó có thể là một tín hiệu tế bào để điều chỉnh sự phát triển tế bào, quá trình viêm, và sự phát triển của mạch máu.

Tuy nhiên, việc tích tụ axit lactic quá mức trong cơ thể có thể gây ra tình trạng axit lactic tăng, gây ra các triệu chứng như mệt mỏi, buồn nôn và mất ý thức. Điều này thường xảy ra trong trường hợp bệnh nhân bị suy tim, suy thận hoặc trong tình huống cơ thể không thể loại bỏ axit lactic đúng cách.

Tác dụng của Lactic acid trên da

Axit lactic có nhiều cơ chế tác dụng dược lý trong các ứng dụng y tế và dược phẩm. Dưới đây là một số cơ chế tác dụng chính của axit lactic:

Tác dụng peeling và làm mềm da: Axit lactic có khả năng làm mềm và làm sáng da thông qua việc loại bỏ các tế bào chết trên bề mặt da. Khi được bôi lên da, axit lactic tác động lên các liên kết giữa các tế bào da chết, làm giảm độ dày của lớp sừng da và kích thích quá trình tái tạo tế bào da mới. Điều này giúp cải thiện cấu trúc và màu sắc da, làm mờ các vết thâm và nếp nhăn.

Điều trị sẹo và vết thâm: Axit lactic có khả năng làm giảm sự xuất hiện của sẹo và vết thâm trên da. Khi được bôi lên da, nó có tác động làm mềm mô sẹo, tăng cường quá trình tái tạo tế bào da và kích thích tổng hợp collagen. Điều này giúp làm mờ sẹo và vết thâm, đồng thời cải thiện độ đàn hồi và kết cấu của da.

Tác động làm giảm mụn trứng cá: Axit lactic có khả năng làm giảm tình trạng mụn trứng cá. Nó có tác dụng chống vi khuẩn và làm giảm sự tiết dầu trên da, ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn gây viêm và mụn. Ngoài ra, axit lactic cũng có khả năng làm mềm và làm mờ các mụn có sẵn, giúp cải thiện tình trạng da mụn.

Điều chỉnh pH da: Axit lactic có khả năng điều chỉnh pH da. Da khỏe mạnh thường có một pH lý tưởng, và việc duy trì cân bằng axit và kiềm trên da là rất quan trọng. Axit lactic giúp điều chỉnh và cân bằng pH da, tạo một môi trường lý tưởng cho da khỏe mạnh. Điều này có thể giúp hạn chế sự phát triển của vi khuẩn gây kích ứng và viêm nhiễm trên da.

Tác dụng chống oxy hóa: Axit lactic có tính chất chống oxy hóa, giúp bảo vệ da khỏi sự tác động của các gốc tự do và tác nhân gây hại từ môi trường. Nó có khả năng giảm thiểu các tổn thương gây ra bởi stress oxy hóa, làm chậm quá trình lão hóa và giúp duy trì da khỏe mạnh.

Các cơ chế tác dụng trên được mô tả dựa trên các nghiên cứu và quan sát trong lĩnh vực dược phẩm và thẩm mỹ. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng cơ chế chính xác của axit lactic và tác dụng của nó trên da vẫn còn nhiều khía cạnh cần được tiếp tục nghiên cứu và hiểu rõ hơn.

Ứng dụng trong y học

Axit lactic, một hợp chất hữu cơ tồn tại trong tự nhiên, đã có nhiều ứng dụng đáng chú ý trong lĩnh vực y học. Với tính chất kháng vi khuẩn, kháng nấm và tính chất tái tạo da, axit lactic đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng từ chăm sóc da đến điều trị bệnh lý.

Một trong những ứng dụng chính của axit lactic là trong việc điều trị mụn trứng cá. Nhờ tính chất chống vi khuẩn, axit lactic giúp làm giảm vi khuẩn gây viêm và mụn trên da. Nó cũng giúp làm mềm tế bào da chết và lớp sừng da, giúp mở rộng lỗ chân lông và ngăn chặn sự tắc nghẽn. Điều này làm giảm mụn trứng cá và cải thiện tình trạng da mụn.

Ngoài ra, axit lactic còn được sử dụng trong điều trị sẹo và vết thâm. Khi bôi lên vùng da bị tổn thương, axit lactic kích thích quá trình tái tạo tế bào da mới và tăng cường tổng hợp collagen. Điều này giúp làm mờ và làm giảm sự xuất hiện của sẹo và vết thâm, đồng thời cải thiện độ đàn hồi và kết cấu của da.

Trong lĩnh vực chăm sóc da, axit lactic được sử dụng để cải thiện cấu trúc da và làm sáng da. Khi dùng trực tiếp lên da, nó loại bỏ tế bào chết và tác động lên các liên kết giữa các tế bào da, giúp làm mềm và tái tạo da. Điều này làm cho da mịn màng, tươi sáng và giảm thiểu tình trạng da khô, nhạy cảm.

Ngoài ra, axit lactic còn có khả năng điều chỉnh pH da. Da khỏe mạnh thường có một pH lý tưởng, và việc duy trì cân bằng axit và kiềm trên da là rất quan trọng. Axit lactic giúp điều chỉnh và cân bằng pH da, tạo một môi trường lý tưởng cho da khỏe mạnh. Điều này có thể giúp hạn chế sự phát triển của vi khuẩn gây kích ứng và viêm nhiễm trên da.

Các ứng dụng của axit lactic trong y học còn tiếp tục được nghiên cứu và phát triển. Hiện nay, nó đã được sử dụng trong các sản phẩm dược phẩm và chăm sóc da, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho người dùng.

Dược động học

Hấp thu

Khi được sử dụng ngoài da, axit lactic thường được hấp thụ vào lớp thượng bì của da và có thể tiếp tục thẩm thấu vào các lớp sâu hơn. Quá trình hấp thụ này phụ thuộc vào nồng độ, dạng pha và tính chất của axit lactic.

Phân bố

Trong cơ thể, lactate được phân bổ tương đương hoặc thấp hơn một chút so với tổng lượng nước trong cơ thể. Lactate khuếch tán qua màng tế bào một cách dễ dàng, chủ yếu bằng cách vận chuyển thụ động; trong một số điều kiện nhất định, sự phân phối có thể không đồng đều hoặc nhóm lactate có thể bao gồm một số nhóm nhỏ hơn với các hằng số tốc độ khác nhau.

Chuyển hóa

Trong cơ thể, axit lactic thường được chuyển hóa bởi một enzym gọi là lactat dehydrogenase (LDH) thành lactate, một dạng ion của axit lactic. Quá trình chuyển hóa này thường xảy ra trong các mô và cơ bắp có hoạt động cao. Lactate có thể được sử dụng làm nguồn năng lượng cho cơ bắp hoặc chuyển hóa thành axit pyruvic để tiếp tục quá trình trao đổi chất trong cơ thể.

Thải trừ

Axit lactic cũng có thể được loại bỏ khỏi cơ thể thông qua quá trình chủ yếu là qua hệ thống thận. Thận là cơ quan chính trong việc loại bỏ axit lactic ra khỏi cơ thể qua quá trình lọc máu và tiết niệu. Nồng độ axit lactic trong máu được điều chỉnh bởi cơ chế cân bằng giữa sản xuất và tiêu hóa.

Các yếu tố như tuổi tác, trạng thái sức khỏe và chức năng thận có thể ảnh hưởng đến dược động học của axit lactic. Người già hoặc những người có vấn đề về chức năng thận có thể có khả năng chuyển hóa và loại bỏ axit lactic kém hơn so với những người khác.

Phương pháp sản xuất

Axit lactic trong sản xuất công nghiệp được tạo ra thông qua hai phương pháp chính: quá trình lên men carbohydrate bởi vi khuẩn và tổng hợp hóa học từ acetaldehyde. Đến năm 2009, quá trình lên men chiếm phần lớn sản xuất axit lactic (70-90%). Quá trình sản xuất axit lactic racemic bao gồm sự kết hợp 1:1 của cả hai đồng phân lập thể D và L, hoặc tạo ra hỗn hợp axit L-lactic tới 99,9%, có thể thực hiện bằng cách sử dụng vi khuẩn trong quá trình lên men vi sinh vật. Sản xuất công nghiệp axit d-lactic thông qua quá trình lên men cũng có thể thực hiện, nhưng gặp nhiều khó khăn hơn.

Sản xuất lên men

Vi khuẩn axit lactic là gì? Trong quá trình sản xuất sữa lên men ở quy mô công nghiệp, vi khuẩn Lactobacillus như Lactobacillus acidophilus, Lacticaseibacillus casei (trước đây là Lactobacillus casei), Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (Lactobacillus bulgaricus), Lactobacillus helveticus, Lactococcus lactis, Bacillus amyloliquefaciens và Streptococcus salicylic subsp. thermophilus được sử dụng để lên men sữa hoặc whey.

Trong công nghiệp, hầu hết các nguồn carbohydrate chứa C5 (pentose) và C6 (hexose) đều có thể được sử dụng như nguyên liệu ban đầu để sản xuất axit lactic. Các nguồn nguyên liệu bao gồm sucrose tinh khiết, glucose từ tinh bột, đường mía và củ cải đường. Vi khuẩn sản xuất axit lactic có thể được chia thành hai loại: vi khuẩn lên men đồng hình như Lactobacillus casei và Lactococcus lactis, tạo ra hai mol lactate từ một mol glucose, và vi khuẩn lên men dị hình tạo ra một mol lactate từ một mol glucose cùng với carbon dioxide và axit acetic/ethanol.

Tổng hợp hóa học

Phương trình điều chế axit lactic: Sản xuất axit lactic racemic công nghiệp được thực hiện bằng cách phản ứng acetaldehyde với hydroxylamine và sau đó thủy phân lactonitrile để tạo ra axit lactic. Khi quá trình thủy phân được thực hiện bằng axit clohydric, amon clorua sẽ được tạo thành như một sản phẩm phụ. Công ty Musashino của Nhật Bản đã là một trong những nhà sản xuất axit lactic quan trọng cuối cùng theo phương pháp này. Ngoài ra, cũng có thể tổng hợp cả axit lactic racemic và axit lactic enantiopure từ nguyên liệu khác như vinyl acetate, glycerol, và các chất khác thông qua các quy trình xúc tác.

Độc tính ở người

Tăng lactate máu và nhiễm toan lactic là một trong những tác dụng phụ nguy hiểm nhất và đe dọa đến tính mạng xảy ra trong quá trình điều trị bằng một số chất ức chế men sao chép ngược nucleoside.

Nhiễm axit lactic có liên quan đến cả bệnh chuyển hóa di truyền và mắc phải. Chuyển hóa axit lactic với sự hiện diện của quá trình tân tạo glucose bị thay đổi, quá trình đường phân kỵ khí và cân bằng axit-bazơ là yếu tố chính gây ra nhiều rối loạn. Axit lactic chỉ có thể được hình thành từ axit pyruvic; do đó, các rối loạn làm tăng nồng độ pyruvate, tăng cường hình thành axit lactic hoặc giảm thoái hóa axit lactic đều gây nhiễm toan lactic.

Các lỗi trao đổi chất bẩm sinh đi kèm với sự xáo trộn của các con đường chuyển hóa glucose, pyruvate, axit amin và axit hữu cơ cũng như các tình trạng nhiễm độc và hệ thống thúc đẩy tình trạng thiếu oxy mô hoặc tổn thương ty thể dẫn đến nhiễm axit lactic. Với sự hiện diện của các rối loạn mắc phải, việc điều trị ban đầu hướng tới việc sửa đổi hoặc chữa khỏi tình trạng ban đầu và sau đó hướng tới loại bỏ nhiễm toan và các biến chứng chuyển hóa khác..

Tính an toàn

Tác dụng của axit lactic đối với mắt cũng tương tự như các axit khác có độ mạnh vừa phải, gây ra hiện tượng đông tụ biểu mô ban đầu trên giác mạc và kết mạc, nhưng có tiên lượng tốt nếu được rửa sạch ngay bằng nước.

Ở người, việc vô tình tiêm vào tá tràng 100 mL axit lactic 33% đã gây tử vong trong vòng 12 giờ.

Tương tác với thuốc khác

Thuốc chứa các chất như retinol, hydroquinone hoặc tretinoin: Sử dụng lactic acid cùng với các chất này có thể làm tăng nguy cơ kích ứng da hoặc tác dụng phụ khác.

Thuốc chống coagulation (chống đông máu) như warfarin: Lactic acid có thể tác động lên quá trình đông máu, do đó cần cân nhắc khi sử dụng đồng thời với các thuốc này để tránh tác động không mong muốn lên quá trình đông máu.

Thuốc chứa các loại corticosteroid: Sử dụng lactic acid cùng với corticosteroid có thể tăng khả năng kích ứng da hoặc tác dụng phụ khác.

Thuốc trị mụn chứa các thành phần như benzoyl peroxide hoặc salicylic acid: Sử dụng lactic acid cùng với các thành phần này có thể làm tăng khả năng kích ứng da hoặc tác dụng phụ khác.

Lưu ý khi sử dụng Lactic Acid

Tăng cường nhạy cảm với ánh nắng: Việc sử dụng axit lactic có thể gây tổn thương và làm da trở nên nhạy cảm hơn với ánh mặt trời. Vì vậy, cần sử dụng kem chống nắng với chỉ số SPF 30 trở lên để bảo vệ da khỏi tác động của ánh nắng mặt trời.

Phản ứng kích ứng trên da: Nếu sử dụng axit lactic với nồng độ quá cao, da có thể gặp phải các phản ứng như đỏ da, cháy da, lột da, da khô, ngứa da và sưng tấy da.

Tuyệt đối không sử dụng axit lactic nếu da đang gặp phải các vấn đề kích ứng như viêm da, v.v.

Hãy tuân theo hướng dẫn sử dụng và tránh sử dụng quá liều axit lactic, vì điều này có thể làm tình trạng da trở nên tồi tệ hơn.

Một vài nghiên cứu của Lactic Acid trong Y học

Khả năng chấp nhận và ưu tiên điều trị đối với viêm âm đạo do vi khuẩn tái phát-Acid lactic trong dung dịch vệ sinh tại chỗ hoặc kháng sinh metronidazole đường uống

Bối cảnh: Viêm âm đạo do vi khuẩn (BV) có liên quan đến độ pH âm đạo tăng cao và sự hiện diện của khí hư bất thường. Nó phổ biến, thường xuyên tái phát và phác đồ điều trị hiệu quả nhất vẫn chưa được biết.

‘Metronidazole so với axit lactic để điều trị bệnh vAginosis do vi khuẩn’ (VITA) là một thử nghiệm ngẫu nhiên có kiểm soát ở Vương quốc Anh đánh giá hiệu quả lâm sàng và chi phí của gel axit lactic tại chỗ so với kháng sinh metronidazole đường uống để điều trị đợt BV thứ hai và tiếp theo. Rất ít thử nghiệm tại BV báo cáo về sở thích điều trị của phụ nữ trong bối cảnh kinh nghiệm của chính họ.

Phương pháp: Nghiên cứu định tính này điều tra khả năng chấp nhận và dung nạp của hai phương pháp điều trị. Trong quá trình thử nghiệm, các cuộc phỏng vấn bán cấu trúc qua điện thoại đã được thực hiện từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2018. Tổng cộng 33 phụ nữ được chẩn đoán mắc bệnh BV đã được lấy mẫu liên tiếp sau đó được phỏng vấn từ 6 địa điểm trên khắp nước Anh.

Phân tích chuyên đề được hướng dẫn bởi khả năng chấp nhận của khuôn khổ can thiệp y tế. Các nguyên nhân tiềm ẩn của BV và tác động của nó đối với cuộc sống của phụ nữ đã được khám phá bên cạnh sở thích điều trị của phụ nữ và hiệu quả điều trị được cảm nhận.

Kết quả: Mặc dù phụ nữ cảm thấy kháng sinh điều trị BV hiệu quả và kéo dài thời gian giữa các đợt điều trị, nhưng họ thường thích sử dụng gel axit lactic hơn vì dễ sử dụng, bôi một lần mỗi ngày và ít tác dụng phụ hơn. Phụ nữ sẽ giới thiệu gel axit lactic cho những người khác đối với các trường hợp nhẹ của BV nhưng dùng kháng sinh khi nặng hơn.

Nguy cơ kháng thuốc kháng sinh là một mối quan tâm chung. Tự dùng thuốc hoặc tự quyết định không điều trị cũng là điều hiển nhiên do kinh nghiệm trước đó về kết quả điều trị kém. Các tác nhân gây BV được cho là do thói quen vệ sinh cá nhân – xà phòng dùng để rửa âm đạo và các hoạt động tình dục như quan hệ tình dục không an toàn.

Kết luận: Khả năng chấp nhận và ưu tiên sử dụng gel axit lactic tại chỗ hoặc viên metronidazole đường uống trong điều trị BV tái phát bị ảnh hưởng bởi lựa chọn cá nhân liên quan đến thái độ tình cảm, gánh nặng, đạo đức, sự gắn kết can thiệp, chi phí cơ hội và hiệu quả của bản thân. Những điều này khác nhau tùy thuộc vào mức độ dễ sử dụng, khả năng dung nạp và kinh nghiệm trong quá khứ, nhưng không nhất thiết dựa trên hiệu quả của thuốc được cảm nhận.

Kiến thức về sở thích của bệnh nhân đối với liệu pháp gel axit lactic tại chỗ mặc dù hiệu quả nhận thấy thấp hơn có thể hữu ích cho các bác sĩ lâm sàng khi đưa ra quyết định điều trị.

Tài liệu tham khảo

1. Anstey Watkins, J., Ross, J. D. C., Thandi, S., Brittain, C., Kai, J., & Griffiths, F. (2019). Acceptability of and treatment preferences for recurrent bacterial vaginosis-Topical lactic acid gel or oral metronidazole antibiotic: Qualitative findings from the VITA trial. PloS one, 14(11), e0224964. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0224964
2. Drugbank, Lactic Acid, truy cập ngày 1 tháng 7 năm 2023
3. Pubchem, Lactic Acid, truy cập ngày 1 tháng 7 năm 2023
4. Bộ Y Tế (2012), Dược thư quốc gia Việt Nam, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội