Hệ thống phosphate creatine / creatine

Giám tuyển bởi Fabrizio Felici

Ở điều kiện nghỉ ngơi, các yêu cầu ATP rất khiêm tốn, nhưng khi các sợi được kích thích co lại, nhu cầu này tăng ngay lập tức.

Lượng ATP vừa phải được lưu trữ trong một tế bào cơ đang nghỉ ngơi, nhưng nó không thể dựa vào trong một thời gian dài, một khi nó đã bắt đầu co lại. Vì vậy, để tránh việc giảm nguồn cung ATP, tế bào cơ phải tăng tốc độ sản xuất để theo kịp tốc độ sử dụng. ATP cung cấp năng lượng cần thiết cho sự co lại được tạo ra trong các tế bào cơ bởi sự phosphoryl hóa ở mức cơ chất và bởi quá trình phosphoryl oxy hóa. Khi tiêu thụ năng lượng tăng trong một tế bào, có sự giảm nồng độ ATP và tăng ADP. Những thay đổi này gây ra sự gia tăng hoạt động của các enzyme chịu trách nhiệm hình thành ATP, với hậu quả là ATP được sản xuất với tốc độ cao hơn. Ngay cả khi điều này xảy ra khi tế bào bắt đầu co lại, những phản ứng này mất vài giây để đạt được tốc độ cần thiết. Vì vậy, để đảm bảo có sẵn ATP cần thiết trong thời gian này, các cơ dựa vào nguồn dự trữ photphat năng lượng cao và ngay lập tức, creatine phosphate (CP), tạo ra nhóm phosphate của nó cho ADP (luôn luôn có mặt) mẫu ATP. Tế bào ở phần còn lại chứa một lượng creatine phosphate đủ để cung cấp một lượng ATP bằng 4-5 lần so với bình thường, cho phép tế bào duy trì hoạt động của nó, cho đến khi các phản ứng khác có thể phát huy tác dụng. ATP.

Phản ứng creatine phosphate với ADP được xúc tác bởi enzyme creatine kinase và có thể đảo ngược:

Khi phản ứng này diễn ra từ trái sang phải, nó sẽ tạo ra ATP và creatine; khi nó đi từ phải sang trái, nó tạo ra ADP và creatine phosphate. Trong tế bào cơ đang nghỉ ngơi, phản ứng ở trạng thái cân bằng và đối với mỗi phân tử creatine phosphate được hình thành, một phân tử khác được chuyển thành creatine. Khi hoạt động cơ bắp bắt đầu thay vào đó, nồng độ ATP giảm, ADP giảm và phản ứng tiến tới bên phải theo luật hành động quần chúng. Kết quả là, một lượng ADP nhất định được chuyển thành ATP, có thể được sử dụng trong chu trình cầu ngang với chi phí của creatine phosphate, được tiêu thụ. Do nguồn cung cấp CP bị hạn chế, phản ứng này chỉ có thể tạo ra ATP trong một thời gian ngắn, nhưng đủ để kích hoạt các phản ứng trao đổi chất khác cung cấp ATP. Khi tế bào cơ kết thúc sự co lại, dự trữ creatine phosphate được phục hồi do nhu cầu ATP giảm làm tăng nồng độ ATP và giảm ADP, gây ra sự thay đổi trong phản ứng ở bên trái, do đó nó lại được tổng hợp creatine phosphate từ creatine. Theo cách này, dự trữ CP được giữ lại để tăng hoạt động đột ngột sau đó.

Phục hồi dự trữ creatine phosphate trong giai đoạn phục hồi nhanh chóng

Một loạt các thí nghiệm nêu bật các chỉ dẫn quan trọng trong vấn đề này. Trong một trong những thí nghiệm này, một mẫu mô cơ được lấy bằng sinh thiết kim trước khi bắt đầu bài tập thể chất và sau đó, định kỳ trong toàn bộ giai đoạn phục hồi sau nỗ lực tối đa. Thử nghiệm được thực hiện theo hai cách khác nhau:

Cơ bắp có lưu lượng máu bình thường
Cơ bắp có lưu lượng máu bị tắc

Trong trường hợp đầu tiên, người ta nhận thấy rằng chỉ sau khoảng 2 phút, 85% CP đã được khôi phục, trong khi ở phút thứ 4 phục hồi, tỷ lệ này đã đạt 90%, để thiết lập lại gần như hoàn toàn giá trị ban đầu sau khoảng 8 phút.

Trong trường hợp thứ hai, thay vào đó, với dòng máu bị tắc, quá trình tái tổng hợp creatine phosphate không xảy ra: điều này đã dẫn đến sự xác nhận rằng chu trình tái sinh diễn ra nhờ oxy được phục hồi trong máu bởi hemoglobin.