Sistem creatine / creatine phosphate

Oleh Fabrizio Felici

Dalam kondisi istirahat permintaan ATP sederhana tetapi, ketika serat dirangsang untuk berkontraksi, permintaan ini segera meningkat.

Dalam sel otot, saat istirahat, sejumlah kecil ATP disimpan, tetapi tidak bisa bergantung padanya dalam waktu lama, setelah mulai berkontraksi. Jadi untuk menghindari penurunan suplai ATP, sel otot harus meningkatkan laju produksinya untuk mengimbangi peningkatan kecepatan penggunaan. ATP yang menyediakan energi yang diperlukan untuk kontraksi diproduksi dalam sel-sel otot oleh fosforilasi pada tingkat substrat dan oleh fosforilasi oksidatif. Ketika konsumsi energi meningkat dalam sel, terjadi pengurangan konsentrasi ATP dan peningkatan ADP. Variasi ini mengarah pada peningkatan aktivitas enzim yang bertanggung jawab untuk pembentukan ATP, dengan konsekuensi bahwa ATP diproduksi pada tingkat yang lebih tinggi. Meskipun ini terjadi segera setelah sel mulai berkontraksi, reaksi-reaksi ini membutuhkan waktu beberapa detik untuk mencapai kecepatan yang diperlukan. Jadi untuk memastikan ketersediaan ATP yang diperlukan sementara itu, otot mengandalkan energi tinggi dan segera tersedia cadangan fosfat, kreatin fosfat (CP), yang mentransfer gugus fosfatnya ke ADP (yang selalu ada) untuk membentuk ATP. Sel istirahat mengandung sejumlah creatine fosfat yang cukup untuk memberikan jumlah ATP sama dengan 4-5 kali yang biasanya hadir, yang memungkinkan sel untuk mempertahankan aktivitasnya, sampai reaksi lain yang mampu menghasilkan ikut bermain. ATP.

Reaksi kreatin fosfat dengan ADP dikatalisis oleh enzim creatine kinase dan bersifat reversibel:

Ketika reaksi ini berlangsung dari kiri ke kanan, ia menghasilkan ATP dan kreatin; ketika bergerak dari kanan ke kiri, ia menghasilkan ADP dan creatine fosfat. Dalam sel otot istirahat, reaksinya berada dalam kesetimbangan, dan untuk setiap molekul kreatin fosfat yang terbentuk, molekul lain dikonversi menjadi kreatin. Ketika aktivitas otot dimulai, konsentrasi ATP menurun, ADP meningkat, dan reaksi berlanjut ke kanan untuk hukum aksi massa. Akibatnya, sejumlah tertentu ADP diubah menjadi ATP, yang dapat digunakan dalam siklus jembatan silang dengan mengorbankan creatine phosphate, yang dikonsumsi. Karena stok CP terbatas, reaksi ini dapat menghasilkan ATP hanya untuk waktu yang singkat, tetapi cukup untuk reaksi metabolik lain yang memasok ATP untuk diaktifkan sementara itu. Ketika sel otot mengakhiri kontraksi, suplai kreatin fosfat dipulihkan karena berkurangnya permintaan ATP menyebabkan peningkatan konsentrasi ATP dan penurunan ADP, menyebabkan pergeseran reaksi ke kiri, sehingga kreatin fosfat kembali disintesis. dari creatine. Dengan cara ini cadangan CP dipertahankan karena peningkatan aktivitas yang tiba-tiba di kemudian hari.

Pemulihan cadangan creatine phosphate dalam fase restorasi cepat

Serangkaian percobaan menyoroti indikasi penting dalam hal ini. Dalam salah satu percobaan ini sampel jaringan otot diambil dengan biopsi jarum sebelum memulai latihan fisik dan, kemudian, secara berkala sepanjang fase restorasi setelah upaya maksimal yang menyeluruh. Tes dilakukan dengan dua cara berbeda:

Otot dengan aliran darah normal
Otot dengan aliran darah tersumbat

Dalam kasus pertama diamati bahwa setelah hanya 2 menit sekitar 85% dari CP telah dipulihkan, sedangkan pada menit ke-4, persentase mencapai 90%, untuk sampai pada pemulihan nilai awal yang hampir lengkap setelah sekitar 8 menit.

Dalam kasus kedua, di sisi lain, dengan aliran darah yang tersumbat, resintesis creatine fosfat tidak terjadi: ini telah mengarah pada konfirmasi bahwa siklus regenerasi terjadi berkat pemulihan oksigen yang diangkut dalam darah oleh hemoglobin.