Sustav kreatin / kreatin fosfat

Fabrizio Felici

U uvjetima mirovanja zahtjevi ATP-a su skromni, ali kada se vlakna stimuliraju na kontrakciju, taj se zahtjev odmah povećava.

U stanici mišića, u mirovanju, pohranjuju se skromne količine ATP-a, ali se na nju ne može dugo osloniti, nakon što se počne smanjivati. Kako bi se izbjegao pad ponude ATP-a, mišićne stanice moraju povećati brzinu proizvodnje kako bi održale korak s povećanjem brzine korištenja. ATP koji osigurava energiju potrebnu za kontrakciju proizvodi se u mišićnim stanicama fosforilacijom na razini supstrata i oksidativnom fosforilacijom. Kada se potrošnja energije poveća u stanici, dolazi do smanjenja koncentracije ATP-a i porasta ADP-a. Ove varijacije dovode do povećanja aktivnosti enzima odgovornih za tvorbu ATP-a, što za posljedicu ima proizvodnju ATP-a većom brzinom. Iako se to događa čim se stanica počne skupljati, za te reakcije je potrebno nekoliko sekundi da bi se postigla potrebna brzina. Kako bi se u međuvremenu osigurala dostupnost potrebnog ATP-a, mišići se oslanjaju na visoko-energetski i trenutno raspoloživi fosfatni rezervat, kreatin-fosfat (CP), koji svoju fosfatnu skupinu prenosi na ADP (koji je uvijek prisutan) za obliku ATP. Stanica za odmor sadrži količinu kreatin-fosfata dovoljnu da osigura količinu ATP-a koja je jednaka 4-5 puta koji je normalno prisutan, što omogućuje stanici da zadrži svoju aktivnost, dok druge reakcije koje mogu proizvesti ne dođu u igru. ATP.

Reakcija kreatin fosfata s ADP katalizirana je enzimom kreatin kinaza i reverzibilna je:

Kada se ova reakcija odvija s lijeva na desno, ona stvara ATP i kreatin; kada se kreće s desna na lijevo, stvara ADP i kreatin fosfat. U stanicama mišića u mirovanju, reakcija je u ravnoteži, a za svaku molekulu kreatin fosfata koja se formira, druga se pretvara u kreatin. Kada se umjesto toga počne mišićna aktivnost, smanjuje se koncentracija ATP-a, povećava se koncentracija ADP-a, a reakcija se odvija pravo za zakon masovnog djelovanja. Kao rezultat toga, određena količina ADP-a pretvara se u ATP, koji se može koristiti u ciklusu poprečnih mostova na trošak kreatin-fosfata koji se konzumira. Budući da su zalihe CP ograničene, ova reakcija može proizvesti ATP samo kratko vrijeme, ali dovoljna za druge metaboličke reakcije koje dovode do aktivacije ATP-a u međuvremenu. Kada mišićna stanica okonča kontrakciju, opskrba kreatin fosfatom se obnavlja jer smanjena potražnja ATP-a uzrokuje povećanje koncentracije ATP-a i smanjenje ADP-a, uzrokujući pomak reakcije u lijevo, tako da se kreatin-fosfat ponovno sintetizira od kreatina. Na taj se način zadržavaju rezerve CP zbog naglog povećanja aktivnosti u kasnijem razdoblju.

Obnova rezervi kreatin fosfata u fazi brzog obnavljanja

Niz eksperimenata istaknuo je važne indikacije u tom pogledu. U jednom od tih eksperimenata uzorak mišićnog tkiva uzet je biopsijom igle prije početka fizičke vježbe, a zatim povremeno tijekom faze restauracije nakon iscrpnog maksimalnog napora. Test je proveden na dva različita načina:

Mišić s normalnim protokom krvi
Mišić s okludiranim protokom krvi

U prvom slučaju uočeno je da je nakon samo 2 minute oko 85% CP obnovljeno, dok je na 4. minuti restauracije postotak dosegao 90%, da bi se došlo do gotovo potpune obnove početne vrijednosti nakon oko 8 minuta.

U drugom slučaju, s druge strane, s začepljenim protokom krvi, ne dolazi do resinteze kreatin-fosfata: to je dovelo do potvrde da se ciklus regeneracije odvija zahvaljujući restauracijskom kisiku koji se u krvi prenosi hemoglobinom.