Kreatyna
3K 0 20.02.2019 (ostatnia aktualizacja: 28.02.2019)
Fosforan kreatyny (nazwa angielska - fosforan kreatyny, wzór chemiczny - C4H10N3O5P) to wysokoenergetyczny związek, który powstaje w procesie odwracalnej fosforylacji kreatyny i gromadzi się głównie (95%) w tkankach mięśniowych i nerwowych.
Jego główną funkcją jest zapewnienie stabilności produkcji energii wewnątrzkomórkowej poprzez ciągłe utrzymywanie wymaganego poziomu kwasu adenozynotrójfosforowego (ATP) poprzez resyntezę.
Biochemia fosforanu kreatyny
W organizmie w każdej sekundzie zachodzi wiele procesów biochemicznych i fizjologicznych wymagających energochłonności: synteza substancji, transport cząsteczek związków organicznych i mikroelementów do narządów komórek, wykonywanie skurczów mięśni. Wymagana energia jest wytwarzana podczas hydrolizy ATP, której każda cząsteczka jest resyntetyzowana ponad 2000 razy dziennie. Nie kumuluje się w tkankach, a do prawidłowego funkcjonowania wszystkich układów i narządów wewnętrznych wymagane jest ciągłe uzupełnianie jego stężenia.
Do tych celów przeznaczony jest fosforan kreatyny. Jest stale wytwarzany i jest głównym składnikiem reakcji redukcji ATP z ADP, która jest katalizowana przez specjalny enzym - fosfokinazę kreatynową. W przeciwieństwie do kwasu adenozynotrójfosforowego, mięśnie mają zawsze wystarczającą podaż.
U zdrowej osoby ilość fosforanu kreatyny wynosi około 1% całkowitej masy ciała.
W procesie fosfatazy kreatynowej biorą udział trzy izoenzymy fosfokinazy kreatynowej: typy MM, MB i BB, które różnią się lokalizacją: pierwsze dwa znajdują się w mięśniach szkieletowych i mięśniu sercowym, trzeci w tkankach mózgu.
Resynteza ATP
Regeneracja ATP przez fosforan kreatyny jest najszybszym i najbardziej wydajnym z trzech źródeł energii. Wystarczą 2-3 sekundy pracy mięśni pod dużym obciążeniem, a resynteza osiąga już maksymalną wydajność. W tym przypadku energia jest wytwarzana 2-3 razy więcej niż podczas glikolizy, CTA i fosforylacji oksydacyjnej.
© makaule - stock.adobe.com
Wynika to z lokalizacji uczestników reakcji w bezpośrednim sąsiedztwie mitochondriów oraz dodatkowej aktywacji katalizatora produktami rozszczepienia ATP. Dlatego gwałtowny wzrost intensywności pracy mięśni nie prowadzi do obniżenia stężenia kwasu adenozynotrójfosforowego. W procesie tym następuje intensywne zużycie fosforanu kreatyny, po 5-10 sekundach jego prędkość zaczyna gwałtownie spadać, a po 30 sekundach spada do połowy wartości maksymalnej. W przyszłości w grę wchodzą inne metody przekształcania związków makroenergetycznych.
Normalny przebieg reakcji fosforanu kreatyny ma szczególne znaczenie dla sportowców, którym towarzyszą gwałtowne zmiany obciążenia mięśni (bieganie na krótkich dystansach, podnoszenie ciężarów, różne ćwiczenia z ciężarami, badminton, szermierka i inne wybuchowe rodzaje gier).
Biochemia tylko tego procesu jest w stanie zapewnić superkompensację wydatków energetycznych w początkowej fazie pracy mięśni, kiedy intensywność obciążenia gwałtownie się zmienia i wymagana jest maksymalna moc wyjściowa w minimalnym czasie. Trening w powyższych sportach należy prowadzić z obowiązkowym uwzględnieniem dostatecznego nasycenia organizmu źródłem takiej energii - kreatyną oraz „akumulatorem” wiązań makroenergetycznych - fosforanem kreatyny.
W spoczynku lub przy znacznym spadku intensywności aktywności mięśni zużycie ATP spada. Tempo resyntezy oksydacyjnej pozostaje na tym samym poziomie, a „nadwyżka” kwasu adenozynotrifosforowego jest wykorzystywana do odbudowy rezerw fosforanu kreatyny.
Synteza kreatyny i fosforanu kreatyny
Głównymi narządami wytwarzającymi kreatynę są nerki i wątroba. Proces rozpoczyna się w nerkach od produkcji octanu guanidyny z argininy i glicyny. Następnie kreatyna jest syntetyzowana w wątrobie z tej soli i metioniny. Jest przenoszona z krwiobiegiem do mózgu i tkanek mięśniowych, gdzie w odpowiednich warunkach (brak lub mała aktywność mięśni i wystarczająca liczba cząsteczek ATP) jest przekształcana w fosforan kreatyny.
Znaczenie kliniczne
W zdrowym organizmie część fosforanu kreatyny (około 3%) jest stale przekształcana w kreatyninę w wyniku nieenzymatycznej defosforylacji. Ta ilość pozostaje niezmieniona i zależy od objętości masy mięśniowej. Jako materiał nieodebrany jest swobodnie wydalany z moczem.
Aby zdiagnozować stan nerek, pozwala na analizę codziennego wydalania kreatyniny. Niskie stężenie we krwi może wskazywać na problemy z mięśniami, a przekroczenie normy wskazuje na możliwą chorobę nerek.
Zmiany poziomu kinazy kreatynowej we krwi pozwalają zidentyfikować objawy wielu chorób układu krążenia (zawał mięśnia sercowego, nadciśnienie) oraz obecność zmian patologicznych w mózgu.
W przypadku atrofii lub chorób układu mięśniowego wytworzona kreatyna nie jest wchłaniana w tkankach i jest wydalana z moczem. Jego stężenie zależy od stopnia zaawansowania choroby lub stopnia utraty wydolności mięśniowej.
Przedawkowanie kreatyny w moczu może skutkować zwiększeniem zawartości kreatyny w wyniku nieprzestrzegania zasad instrukcji stosowania suplementu sportowego.
