Kreatin / kreatinfosfat-systemet

Av Fabrizio Felici

Vid viloperioder är ATP-kraven blygsamma, men när fibrerna stimuleras till kontrakt, ökar denna begäran omedelbart.

I en muskelcell, i vila, lagras blygsamma mängder ATP, men det kan inte förlita sig på det länge, när det har börjat avtala. För att undvika minskningen av ATP-försörjningen måste muskelcellen öka sin produktionshastighet för att hålla fast vid ökningen av användarhastigheten. ATP som ger den energi som behövs för sammandragningen produceras i muskelcellerna genom fosforylering vid substratnivå och genom oxidativ fosforylering. När energiförbrukningen ökar i en cell, är det en minskning av koncentrationen av ATP och en ökning av den hos ADP. Dessa variationer leder till en ökning i aktiviteten hos enzymerna som är ansvariga för ATP-bildning, med den konsekvens att ATP produceras i högre grad. Även om detta inträffar så fort cellen börjar kontrahera, tar dessa reaktioner några sekunder för att nå den nödvändiga hastigheten. För att säkerställa tillgången på den nödvändiga ATP under tiden är musklerna beroende av en hög energi och omedelbart tillgänglig fosfatreserver, kreatinfosfat (CP), som överför dess fosfatgrupp till ADP (som alltid är närvarande) för bilda ATP. Den vilande cellen innehåller en mängd kreatinfosfat som är tillräcklig för att ge en mängd ATP som är lika med 4-5 gånger det som normalt är närvarande, vilket tillåter cellen att bibehålla sin aktivitet tills de andra reaktioner som kan producera komma i spel. ATP.

Reaktionen av kreatinfosfat med ADP katalyseras av enzymet kreatinkinas och är reversibel:

När denna reaktion fortsätter från vänster till höger genererar den ATP och kreatin; när det går från höger till vänster, genererar det ADP och kreatinfosfat. I vilande muskelcell är reaktionen i jämvikt och för varje kreatinfosfatmolekyl som bildas omvandlas en annan till kreatin. När muskelaktiviteten börjar i stället minskar koncentrationen av ATP, den för ADP ökar, och reaktionen fortsätter till höger för massaktivitetslagen. Som ett resultat omvandlas en viss mängd ADP till ATP, som kan användas i cykeln av korsbroar på bekostnad av kreatinfosfat, som konsumeras. Eftersom lagret av CP är begränsat kan denna reaktion endast producera ATP under en kort tid men tillräcklig för de andra metaboliska reaktionerna som ger ATP aktivering under tiden. När muskelcellen slutar sammandragningen, återställs kreatinfosfattillförseln eftersom den reducerade ATP-efterfrågan orsakar en ökning av ATP-koncentrationen och en minskning av ADP, vilket orsakar en förändring av reaktionen till vänster, så att kreatinfosfat igen syntetiseras från kreatin. På så sätt bevaras CP-reserverna på grund av en plötslig ökning av aktiviteten vid en senare tidpunkt.

Återställandet av kreatinfosfatreserver i den snabba restaureringsfasen

En serie experiment lyfte fram viktiga indikationer i detta avseende. I ett av dessa experiment togs ett muskelvävnadsprov av nålbiopsi före träningens början och därefter periodiskt under återställningsfasen efter den uttömmande maximala ansträngningen. Testet utfördes på två olika sätt:

Muskel med normalt blodflöde
Muskel med tillslutet blodflöde

I det första fallet observerades att efter endast 2 minuter hade cirka 85% av CP återställts, medan den vid 4: e minutens återställning nådde 90% för att komma fram till nästan fullständig återställning av initialvärdet efter ca 8 minuter.

I det andra fallet uppträder däremot inte blodtrycksmaterialet, men kreatinsfosfatets resyntes skapas inte. Detta har lett till bekräftelsen att regenereringscykeln äger rum tack vare restaureringen av syre som transporteras i blodet genom hemoglobin.