Systém kreatin / kreatin fosfát

Fabrizio Felici

V klidových podmínkách jsou požadavky na ATP skromné, ale když jsou vlákna stimulována ke kontrakci, tento požadavek se okamžitě zvyšuje.

Ve svalové buňce, v klidu, skromné množství ATP jsou uloženy, ale to nemůže spoléhat se na to dlouho, jakmile to začalo se zkrátit. Aby se zabránilo poklesu dodávek ATP, musejí svalové buňky zvýšit svou produkční rychlost, aby udržely krok s nárůstem rychlosti používání. ATP, který poskytuje energii potřebnou pro kontrakci, vzniká ve svalových buňkách fosforylací na úrovni substrátu a oxidační fosforylací. Když se v buňce zvýší spotřeba energie, dojde ke snížení koncentrace ATP a ke zvýšení koncentrace ADP. Tyto variace vedou ke zvýšení aktivity enzymů zodpovědných za tvorbu ATP, což má za následek, že ATP je produkován vyšší rychlostí. Ačkoli k tomu dochází, jakmile se buňka začne stahovat, tyto reakce trvají několik sekund, než se dosáhne potřebné rychlosti. Aby se mezitím zajistila dostupnost požadovaného ATP, svaly se spoléhají na vysoce energetickou a okamžitě dostupnou fosfátovou rezervu, kreatin fosfát (CP), který převádí svou fosfátovou skupinu na ADP (která je vždy přítomna). formě ATP. Klidová buňka obsahuje množství kreatin fosfátu dostatečné k poskytnutí množství ATP rovného 4-5 násobku normálně přítomného množství, což umožňuje buňce udržet její aktivitu, dokud se do hry nedostanou další reakce, které jsou schopny produkovat. ATP.

Reakce kreatin fosfátu s ADP je katalyzována enzymem kreatin kináza a je reverzibilní:

Když tato reakce probíhá zleva doprava, vytváří ATP a kreatin; když jde zprava doleva, vytváří ADP a fosfát kreatinu. V klidové svalové buňce, reakce je v rovnováze, a pro každou kreatin fosfátovou molekulu, která tvoří, jiný je přeměněn na kreatin. Když místo toho začne svalová aktivita, koncentrace ATP se sníží, koncentrace ADP se zvýší a reakce postupuje k právu zákona hromadné akce. Výsledkem je, že určité množství ADP je transformováno na ATP, který může být použit v cyklu křížových můstků na úkor kreatin fosfátu, který je spotřebován. Protože zásoby CP jsou omezené, tato reakce může produkovat ATP jen na krátkou dobu, ale dostatečná pro ostatní metabolické reakce, které mezitím aktivují ATP. Když svalová buňka končí kontrakci, zásoba kreatin fosfátu je obnovena, protože snížená poptávka po ATP způsobuje zvýšení koncentrace ATP a snížení ADP, což způsobuje posun reakce doleva, takže kreatin fosfát je opět syntetizován z kreatinu. Tímto způsobem jsou zachovány zásoby CP z důvodu náhlého zvýšení aktivity později.

Obnovení zásob kreatin fosfátu v rychlé obnově

Série experimentů v tomto ohledu zdůraznila důležité indikace. V jednom z těchto experimentů byl vzorek svalové tkáně odebrán biopsií jehlou před začátkem fyzického cvičení a následně periodicky po celou dobu obnovy po vyčerpávajícím maximálním úsilí. Test byl proveden dvěma různými způsoby:

Sval s normálním průtokem krve
Sval s okludovaným průtokem krve

V prvním případě bylo pozorováno, že po pouhých 2 minutách bylo obnoveno přibližně 85% CP, zatímco ve 4. minutě obnovení bylo procento dosaženo 90%, aby bylo dosaženo téměř úplné obnovy počáteční hodnoty po přibližně 8 minutách.

V druhém případě, na druhé straně, s okludovaným průtokem krve nedochází k resyntéze kreatin fosfátu: to vedlo k potvrzení, že regenerační cyklus probíhá díky obnovovacímu kyslíku transportovanému v krvi hemoglobinem.