Systém kreatín / kreatínfosfát

Autor: Fabrizio Felici

V pokojových podmienkach sú požiadavky na ATP skromné, ale keď sú vlákna stimulované na kontrakciu, táto požiadavka sa okamžite zvyšuje.

Vo svalovej bunke, v pokoji, sú skromné množstvá ATP uskladnené, ale nemôže sa na ňu dlho spoliehať, keď sa začne uzatvárať. Aby sa zabránilo zníženiu dodávky ATP, svalová bunka musí zvýšiť svoju rýchlosť produkcie, aby mohla držať krok s nárastom rýchlosti používania. ATP, ktorý poskytuje energiu potrebnú na kontrakciu, je produkovaný vo svalových bunkách fosforyláciou na úrovni substrátu a oxidačnou fosforyláciou. Keď sa v bunke zvyšuje spotreba energie, dochádza k zníženiu koncentrácie ATP a zvýšeniu koncentrácie ADP. Tieto variácie vedú k zvýšeniu aktivity enzýmov zodpovedných za tvorbu ATP, čo má za následok, že ATP sa produkuje vyššou rýchlosťou. Aj keď k tomu dochádza, akonáhle sa bunka začne sťahovať, tieto reakcie trvajú niekoľko sekúnd na dosiahnutie potrebnej rýchlosti. Aby sa medzičasom zabezpečila dostupnosť požadovaného ATP, svaly sa spoliehajú na vysokoenergetickú a okamžite dostupnú fosfátovú rezervu, kreatínfosfát (CP), ktorý prenáša svoju fosfátovú skupinu na ADP (ktorá je vždy prítomná). forme ATP. Odpočívajúca bunka obsahuje množstvo kreatínfosfátu dostatočné na to, aby poskytlo množstvo ATP rovné 4-5-násobku, ktoré je normálne prítomné, čo umožňuje bunke udržať si svoju aktivitu, kým sa do hry nedostanú ďalšie reakcie, ktoré sú schopné produkcie. ATP.

Reakcia kreatínfosfátu s ADP je katalyzovaná enzýmom kreatínkinázou a je reverzibilná:

Keď táto reakcia prebieha zľava doprava, vytvára ATP a kreatín; keď ide zprava doľava, vytvára ADP a fosfát kreatínu. V pokojovej svalovej bunke je reakcia v rovnováhe a pre každú molekulu kreatínfosfátu, ktorá sa tvorí, sa druhá premieňa na kreatín. Keď sa namiesto toho začne svalová aktivita, koncentrácia ATP klesá, koncentrácia ADP sa zvyšuje a reakcia pokračuje na právo na hromadné pôsobenie. V dôsledku toho sa určité množstvo ADP transformuje na ATP, ktorý sa môže použiť v cykle priečnych mostíkov na úkor kreatínfosfátu, ktorý sa spotrebuje. Keďže zásoby CP sú obmedzené, táto reakcia môže produkovať ATP len na krátky čas, ale postačuje na to, aby sa medzičasom aktivovali iné metabolické reakcie, ktoré dodávajú ATP. Keď svalová bunka ukončí kontrakciu, obnoví sa zásoba kreatínfosfátu, pretože znížený dopyt po ATP spôsobuje zvýšenie koncentrácie ATP a zníženie ADP, čo spôsobuje posun reakcie doľava, takže kreatínfosfát je opäť syntetizovaný. z kreatínu. Týmto spôsobom sa zachovávajú zásoby CP kvôli náhlemu zvýšeniu aktivity neskôr.

Obnovenie zásob kreatínfosfátu v rýchlom štádiu obnovy

Séria experimentov zdôraznila dôležité indikácie v tomto ohľade. V jednom z týchto experimentov sa vzorka svalového tkaniva odobrala biopsiou ihly pred začiatkom fyzického cvičenia a následne periodicky počas fázy obnovy po vyčerpávajúcom maximálnom úsilí. Test bol vykonaný dvoma rôznymi spôsobmi:

Sval s normálnym prietokom krvi
Sval s okludovaným prietokom krvi

V prvom prípade sa zistilo, že po iba 2 minútach sa obnovilo približne 85% CP, zatiaľ čo v 4. minúte obnovenia percento dosiahlo 90%, aby sa dosiahlo takmer úplné obnovenie počiatočnej hodnoty po približne 8 minútach.

V druhom prípade, na druhej strane, s oklúznym prietokom krvi sa nevyskytuje resyntéza kreatínfosfátu: to viedlo k potvrdeniu, že regeneračný cyklus prebieha vďaka obnovenému kyslíku transportovanému v krvi hemoglobínom.