Kreatin / kreatinfosfat-systemet

Av Fabrizio Felici

I hvilevilkårene er ATP-kravene beskjedne, men når fibrene stimuleres til kontrakt, øker denne forespørselen umiddelbart.

I en muskelcelle, i ro, lagres beskjedne mengder ATP, men det kan ikke stole på det lenge, når det er begynt å kontrakt. For å unngå nedgangen i ATP-tilførsel må muskelcellen øke produksjonshastigheten for å holde øye med økningen i hastigheten på bruk. ATP som gir den energien som trengs for sammentrekningen, blir produsert i muskelcellene ved fosforylering på substratnivå og ved oksidativ fosforylering. Når energiforbruket øker i en celle, er det en reduksjon i ATP-konsentrasjonen og en økning i ADP. Disse variasjonene fører til en økning i aktiviteten til enzymer som er ansvarlige for ATP-dannelse, med den konsekvens at ATP produseres med høyere hastighet. Selv om dette skjer så snart cellen begynner å kontrakt, tar disse reaksjonene noen sekunder for å nå den nødvendige hastigheten. For å sikre tilgjengeligheten av den nødvendige ATP, understreker musklene seg en høy-energi og umiddelbart tilgjengelig fosfatreserver, kreatinfosfat (CP), som overfører fosfatgruppen til ADP (som alltid er tilstede) for form ATP. Hvilecellen inneholder en mengde kreatinfosfat tilstrekkelig til å gi en mengde ATP lik 4-5 ganger det som normalt er til stede, noe som gjør at cellen kan opprettholde sin aktivitet, inntil de andre reaksjonene som er i stand til å produsere, kommer til spill. ATP.

Reaksjonen av kreatinfosfat med ADP katalyseres av enzymet kreatinkinas og er reversibel:

Når denne reaksjonen går fra venstre til høyre, genererer den ATP og kreatin; når det går fra høyre til venstre, genererer det ADP og kreatinfosfat. I hvilemuskulaturen er reaksjonen i likevekt, og for hvert kreatinfosfatmolekyl som dannes, blir en annen omdannet til kreatin. Når muskelaktiviteten starter i stedet, reduseres konsentrasjonen av ATP, den av ADP øker, og reaksjonen fortsetter til høyre for loven om masseaktivitet. Som et resultat blir en viss mengde ADP omdannet til ATP, som kan brukes i syklusen av kryssbroer på bekostning av kreatinfosfat, som forbrukes. Siden bestanden av CP er begrenset, kan denne reaksjonen bare produsere ATP i kort tid, men tilstrekkelig for de andre metabolske reaksjonene som forsyner ATP til å bli aktivert i mellomtiden. Når muskelcellen slutter sammentrekningen, blir kreatinfosfatforsyningen restaurert fordi den reduserte ATP-etterspørselen medfører en økning i ATP-konsentrasjonen og en reduksjon i ADP, forårsaker et skifte av reaksjonen til venstre, slik at kreatinfosfat igjen syntetiseres fra kreatin. På denne måten opprettholdes CP-reserver på grunn av en plutselig økning i aktiviteten på et senere tidspunkt.

Restaureringen av kreatinfosfatreserver i den raske restaureringsfasen

En rekke eksperimenter markerte viktige indikasjoner i denne forbindelse. I et av disse forsøkene ble en muskelvevprøve tatt av nålbiopsi før begynnelsen av fysisk trening og deretter periodisk gjennom gjenopprettingsfasen etter den uttømmende maksimale innsatsen. Testen ble utført på to forskjellige måter:

Muskel med normal blodgass
Muskel med okkludert blodstrøm

I det første tilfellet ble det observert at etter bare 2 minutter var ca. 85% av CP blitt gjenopprettet, mens i fjerde minutt av restaurering nådde prosentandelen 90% for å komme til nesten fullstendig restaurering av startverdien etter ca. 8 minutter.

I det andre tilfellet, derimot, med tilbaketrukket blodstrøm, oppstår ikke resyntese av kreatinfosfat: dette har ført til bekreftelsen av at regenereringssyklusen finner sted takket være restaureringen av oksygen transportert i blodet av hemoglobin.