Система креатин / креатинфосфат

Фабріціо Фелічі

У умовах спокою вимоги АТФ скромні, але, коли волокна стимулюються до контракту, цей запит зростає негайно.

У м'язовій клітці, в стані спокою, зберігаються скромні кількості АТФ, але вона не може покладатися на неї довго, як тільки вона почала скорочуватися. Таким чином, щоб уникнути зниження запасу АТФ, м'язові клітини повинні збільшити швидкість виробництва, щоб не відставати від збільшення швидкості використання. АТФ, що забезпечує енергію, необхідну для скорочення, виробляється в м'язових клітинах шляхом фосфорилювання на рівні субстрату та окисного фосфорилювання. Коли в клітині зростає споживання енергії, спостерігається зниження концентрації АТФ і збільшення ADP. Ці зміни призводять до збільшення активності ферментів, відповідальних за утворення АТФ, внаслідок чого АТФ виробляється більш високою швидкістю. Хоча це відбувається, як тільки клітина починає стискатися, ці реакції займають кілька секунд, щоб досягти необхідної швидкості. Таким чином, щоб забезпечити наявність необхідного АТФ, м'язи покладаються на високоенергетичний і негайно доступний фосфатний резерв, креатинфосфат (КП), який передає свою фосфатну групу до АДФ (яка завжди присутній) для утворюють АТФ. Клітина, що відпочиває, містить кількість креатинфосфату, достатню для забезпечення кількості АТФ, що дорівнює 4-5 разів, що нормально присутня, що дозволяє клітці підтримувати свою активність, поки інші реакції, здатні виробляти, не вступають у гру. СПС.

Реакція креатинфосфату з АДФ каталізується ферментом креатинкінази і є оборотним:

Коли ця реакція протікає зліва направо, вона генерує АТФ і креатин; коли вона йде справа наліво, вона генерує АДФ і креатинфосфат. У клітині м'язів спокою реакція знаходиться в рівновазі, і для кожної молекули фосфату креатину, яка утворюється, інша перетворюється на креатин. Коли активність м'язів починається замість цього, концентрація АТФ зменшується, а ADP зростає, і реакція протікає вправо для закону дії маси. В результаті певна кількість АДФ перетворюється на АТФ, яка може бути використана в циклі перехресних мостів за рахунок креатинфосфату, який споживається. Оскільки запаси КП обмежені, ця реакція може продукувати АТФ лише на короткий час, але достатньо для інших метаболічних реакцій, які забезпечують активацію АТФ. Коли м'язові клітини закінчують скорочення, постачання креатинового фосфату відновлюється, оскільки зниження попиту АТФ викликає збільшення концентрації АТФ і зменшення АДФ, викликаючи зсув реакції вліво, так що креатинфосфат знову синтезується від креатину. Таким чином, резерви ЦП зберігаються внаслідок різкого зростання активності на більш пізній час.

Відновлення запасів креатинфосфату в фазі швидкого відновлення

Серія експериментів підкреслила важливі ознаки в цьому відношенні. В одному з цих експериментів зразок м'язової тканини був взятий біопсією голки до початку фізичних вправ і, згодом, періодично протягом всієї фази відновлення після вичерпного максимального зусилля. Тест проводили двома різними способами:

М'язи з нормальним кровотоком
М'язи з закупореним кровотоком

У першому випадку спостерігалося, що лише через 2 хвилини близько 85% КП було відновлено, а на 4-й хвилині відновлення - 90%, що призвело до майже повного відновлення початкового значення приблизно через 8 хвилин.

У другому випадку, з іншого боку, при закупореному кровотоці ресинтез креатинфосфату не відбувається: це призвело до підтвердження, що цикл регенерації відбувається завдяки відновленню кисню, що транспортується в кров гемоглобіном.