Creatin / creatinphosphatsystemet

Af Fabrizio Felici

I hvilevilkår er ATP-kravene beskedne, men når fibrene stimuleres til at indgå kontrakt, øges denne anmodning omgående.

I en muskelcelle, hvile, gemmes beskedne mængder af ATP, men det kan ikke stole på det for længe, når det er begyndt at indgå kontrakt. For at undgå faldet i ATP-forsyningen skal muskelcellen øge sin produktionshastighed for at holde øje med stigningen i brugshastigheden. ATP'en, som tilvejebringer den energi, der er nødvendig for sammentrækningen, produceres i muskelcellerne ved phosphorylering på substratniveauet og ved oxidativ phosphorylering. Når energiforbruget stiger i en celle, er der en reduktion i koncentrationen af ATP og en stigning i ADP. Disse variationer fører til en stigning i aktiviteten af de enzymer, der er ansvarlige for ATP-dannelse, med den konsekvens, at ATP produceres ved en højere hastighed. Selv om dette sker så snart cellen begynder at indgå, tager disse reaktioner et par sekunder for at nå den nødvendige hastighed. For at sikre tilgængeligheden af den krævede ATP i mellemtiden er musklerne afhængige af en høj energi og umiddelbart tilgængelig fosfatreserve, kreatinphosphat (CP), som overfører sin fosfatgruppe til ADP (som altid er til stede) til form ATP. Hvilecellen indeholder en mængde kreatinphosphat, der er tilstrækkelig til at tilvejebringe en mængde ATP, som er lig med 4-5 gange det, som normalt er til stede, hvilket gør det muligt for cellen at opretholde sin aktivitet, indtil de andre reaktioner, der er i stand til at producere, kommer i spil. ATP.

Reaktionen af kreatinphosphat med ADP katalyseres af enzymet creatinkinasen og er reversibel:

Når denne reaktion fortsætter fra venstre til højre, genererer den ATP og kreatin; når det går fra højre mod venstre, genererer det ADP og kreatinphosphat. I hvilende muskelcelle er reaktionen i ligevægt, og for hvert creatinphosphatmolekyle, der dannes, konverteres en anden til kreatin. Når muskelaktiviteten starter i stedet for, falder koncentrationen af ATP, den af ADP stiger, og reaktionen går ud til højre for loven om masseaktivitet. Som et resultat transformeres en vis mængde ADP til ATP, som kan anvendes i cyklen af krydsbroer på bekostning af kreatinphosphat, som forbruges. Da lagrene af CP er begrænsede, kan denne reaktion kun producere ATP i en kort periode, men tilstrækkelig til de andre metaboliske reaktioner, som leverer ATP, i mellemtiden. Når muskelcellen slutter sammentrækningen, genoprettes kreatinphosphatforsyningen, fordi den reducerede ATP-efterspørgsel medfører en stigning i ATP-koncentrationen og et fald i ADP'en, hvilket forårsager et skifte af reaktionen til venstre, således at kreatinphosphat igen syntetiseres fra kreatin. På denne måde bevares CP-reserverne på grund af en pludselig stigning i aktiviteten på et senere tidspunkt.

Restaureringen af kreatinphosphatreserver i den hurtige restaureringsfase

En række eksperimenter fremhævede vigtige indikationer i denne henseende. I et af disse eksperimenter blev en muskelvævsprøve taget af nålbiopsi inden begyndelsen af fysisk træning og efterfølgende periodisk i hele restaureringsfasen efter den udtømmende maksimale indsats. Prøven blev udført på to forskellige måder:

Muskel med normal blodgennemstrømning
Muskel med okkluderet blodgennemstrømning

I det første tilfælde blev det observeret, at efter kun 2 minutter var ca. 85% af CP blevet genoprettet, mens den 4. minut efter restaurering nåede procenten 90% for at nå frem til den næsten fuldstændige genopretning af den oprindelige værdi efter ca. 8 minutter.

I det andet tilfælde forekommer derimod ikke med recluderet blodgennemstrømning resyntese af kreatinphosphat: dette har ført til bekræftelsen af, at regenereringscyklussen finder sted takket være genoprettelsen af ilt transporteret i blodet af hæmoglobin.