乳酸实际上存在两种光学异构体：D-乳酸和L-乳酸。L-乳酸在人类和哺乳动物中含量更丰富，其在血液中的浓度是D-乳酸的100倍。乳酸的两种异构体都是由LDH产生和代谢的，但是LDH具有异构体特异性，这意味着L-乳酸是由L-LDH产生的，而D-乳酸是由D-LDH产生的。L-LDH是酶在哺乳动物中存在的唯一形式；但许多发酵碳水化合物的细菌，包括乳杆菌和双歧杆菌都具有两种形式的酶，能够以不同的比例产生两种乳酸异构体。

D-乳酸在健康受试者血液中的浓度为5-20μmol/L。先前对此公认的解释是，D-乳酸由胃肠道中的细菌产生，然后被吸收入血。然而，这种解释似乎不足以解释人类血液中D-乳酸的水平。最近，已经非常清楚，D-乳酸是由人类细胞产生和代谢的，只不过通过另一种途径（不同于L-乳酸），即甲基乙二醛途径。

甲基乙二醛途径是糖酵解的一个分支，糖酵解将葡萄糖转化为甲基乙二醛，然后转化为D-乳酸。在缺乏D-LDH的情况下，D-乳酸被D-2-羟基酸脱氢酶（D-2-hydroxyacid-dehydrogenase）代谢为丙酮酸，然后丙酮酸进入三羧酸（TCA）循环（图3）。甲基乙二醛途径不会净生成ATP，甲基乙二醛是一种对细胞毒性很大的活性醛，与糖尿病的许多并发症有关，细胞过量摄入葡萄糖是激活甲基乙二醛途径最重要的机制。

图3：人体甲基乙二醛和D-乳酸生成的代谢途径

甲基乙二醛代谢途径中的毒性中间体。人类缺乏D-LDH，需要另一种酶（d-2-羟基酸脱氢酶）将D-乳酸转化回丙酮酸。

目前测量血浆和全血乳酸的方法只能检测到L-乳酸异构体。然而，在许多临床情况下，测量D-乳酸可能很重要。D-乳酸酸中毒（血浆D-乳酸 > 3.0mmol/L，血液pH < 7.35）是短肠综合征的并发症之一，继发于弥漫性小肠疾病或切除。由于碳水化合物吸收缺陷，向大肠中发酵碳水化合物细菌输送的底物增加。这些细菌可产生D-乳酸和L-乳酸，并被吸收。体内的L-LDH可代谢L-乳酸，但人类代谢D-乳酸的能力有限，导致代谢性酸中毒。导致酸血症所需的D-乳酸水平是健康人水平的100多倍。D-乳酸酸中毒表现为神经功能障碍和脑病。这些患者L-乳酸水平通常是正常的。现已开发出新的灵敏和特异的方法来检测人血浆中的D-乳酸。这些方法基于D-LDH催化的反应。

DKA患者的血浆D-乳酸水平明显高于健康对照组或稳定的糖尿病患者。似乎D-乳酸浓度增加与DKA患者代谢性酸中毒和高AG的严重程度有关。有意思的是，DKA组血浆甲基乙二醛水平也增加了，而L-乳酸水平仅略有增加，这支持了D-乳酸是通过甲基乙二醛途径产生的假设。作者还发现，经过治疗后D-乳酸浓度大幅下降（3.44±1.99 vs. 0.53±0.35mmol/L，p < 0.001），并且与血糖、β-羟基丁酸和AG的下降相平行。在这些患者中，β-羟丁酸盐和D-乳酸都贡献了AG。测量血浆D-乳酸浓度有助于解释DKA患者的AG和代谢性酸中毒的严重程度。血浆D-乳酸测定似乎对预测DKA严重程度，监测DKA进展或消退具有潜在意义。

最后，通过测量D-乳酸帮助诊断急性肠系膜（肠）缺血受到了一定的关注。Murray等人通过急性肠缺血大鼠模型证实，D-乳酸水平升高与观察到的组织损伤之间存在显著相关性。然而，尽管在这种情况下D-乳酸可能比L-乳酸特异性更高，但仍然缺乏足够的数据表明它足够可靠地用于诊断急性肠系膜缺血。