Образование креатинфосфата

Содержание
  1. Синтез креатинина, креатина, креатин-фосфата и их значение ждя организма
  2. Использование креатинфосфата для ресинтеза АТФ
  3. Синтез креатина
  4. Реакции синтеза креатина в почках и печени
  5. Синтез креатинфосфата
  6. Креатинин
  7. Рекомендуемый режим питания
  8. Как лечат повышенный креатинин?
  9. Как поводят анализ
  10. Причины гипокреатинемии
  11. Патологические состояния, которые диагностируют на основании результатов анализа
  12. Унифицированный метод определения креатина по цветной
  13. Биохимия физической работы
  14. 1. Анаэробный креатинфосфатный
  15. 2. Анаэробный гликолиз
  16. 1. Аэробный путь ресинтеза
  17. Что такое креатинфосфат и какова его роль в организме человека
  18. Ресинтез АТФ
  19. Клиническое значение
  20. Какие бывают процессы в мышцах?
  21. Общие сведения о процессах в мышцах
  22. Участники энергетических процессов в мышцах
  23. Процессы в мышцах: АТФ
  24. Процессы в мышцах: креатинфосфат
  25. Процессы в мышцах: гликолиз
  26. Окислительное фосфорилирование
  27. Процессы в мышцах: восстановление и кислородная задолженность
  28. Креатин: функции, обмен в организме, норма и повышение в крови и моче
  29. Образование и роль креатина
  30. Причины повышенного креатина
  31. Физиологическая и патологическая креатинурия
  32. Как понизить креатин?
  33. : о креатине как пищевой добавке

Синтез креатинина, креатина, креатин-фосфата и их значение ждя организма

Образование креатинфосфата

Креатин – вещество скелетных мышц, миокарда, нервной ткани. В виде креатинфосфата креатин является «депо» макроэргических связей, используется для быстрого ресинтеза АТФ во время работы клетки.

Использование креатинфосфата для ресинтеза АТФ

Особенно показательна роль креатина в мышечной ткани.

Креатинфосфат обеспечивает срочный ресинтез АТФ в первые секунды работы (5‑10 сек), когда никакие другие источники энергии (анаэробный гликолиз, аэробное окисление глюкозы, β-окисление жирных кислот) еще не активированы, и кровоснабжение мышцы не увеличено. В клетках нервной ткани креатинфосфат поддерживает жизнеспособность клеток при отсутствии кислорода.

При мышечной работе ионы Са2+, высвободившиеся из саркоплазматического ретикулума, являются активаторами креатинкиназы.

Реакция еще интересна тем, что на ее примере можно наблюдать обратную положительную связь — активацию фермента продуктом реакции креатином.

Это позволяет избежать снижения скорости реакции по ходу работы, которое должно было бы произойти по закону действующих масс из-за снижения концентрации креатинфосфата в работающих мышцах.

Около 3% креатинфосфата постоянно в реакции неферментативного дефосфорилирования превращается в креатинин.

Количество креатинина, выделяемое здоровым человеком в сутки, всегда почти одинаково и зависит только от объема мышечной массы.

Уровень активности креатинкиназы в крови и концентрация креатинина в крови и моче являются ценными диагностическими показателями.

Синтез креатина

Синтез креатина идет последовательно в почках и печени в двух трансферазных реакциях. По окончании синтеза креатин с током крови доставляется в мышцы или мозг.

Реакции синтеза креатина в почках и печени

Здесь при наличии энергии АТФ (во время покоя или отдыха) он фосфорилируется с образованием креатинфосфата.

Синтез креатинфосфата

Если синтез креатина опережает возможность его фиксации в мышечной ткани, то развивается креатинурия – появление креатина в моче. Физиологическая креатинурия наблюдается в первые годы жизни ребенка.

Иногда к физиологической относят и креатинурию стариков, которая возникает как следствие атрофии мышц и неполного использования образующегося в печени креатина.

При заболеваниях мышечной системы (при миопатии или прогрессирующей мышечной дистрофии) в моче наблюдаются наибольшие концентрации креатина – патологическая креатинурия.

0

Креатинин

Существующие методы определения концентрации креатинина делятся на следующие группы.

  • основанные на реакции Яффе — реакция ароматических нитровеществ (пикриновая кислота) с веществами, содержащими активную метиленовую (=CH2) или метиновую (=СH–) группы. Методы отличаются по способу осаждения белков плазмы или сыворотки (вольфраматом натрия, пикриновой кислотой, трихлоруксусной кислотой). Методы этой группы недостаточно специфичны, поскольку в той же области спектра поглощают также неспецифические хромогены — пикраты пировиноградной кислоты, ацетоуксусной кислоты, ацетона, глюкозы, производных креатинина (глюкоциамид, 5‑метилкреатинин). Метод с осаждением белков при помощи пикриновой кислоты (метод Поппера) является наиболее точным, так как, вероятно, при этом часть креатиноподобных хромогенов удаляется.
  • основанные на реакции креатинина с 3,5‑динитробензойной кислотой — окраска мало стабильна и метод применяется редко.
  • с ортонитробензальдегидом , базируется на превращении креатинина в метил‑гуанидин. Метод весьма специфичен, но трудоемок и длителен в исполнении.
  • с α‑нафтолом — в основе лежит реакция Сакагучи на аргинин: гуанидиновая группировка аргинина окисляется гипобромитом и аминокислота конденсируется с α‑нафтолом.
  • с ферментом креатинкиназой — точен, но требует специальной аппаратуры.
  • c использованием ферментов пируваткиназы , лактатдегидрогеназы — эти методы неспецифичны и дорогостоящи.

Унифицированным методом определения в сыворотке крови и моче является метод Поппера с соавт., основанный на реакции Яффе.

Рекомендуемый режим питания

Невысокие превышения показателей содержания креатинина от допустимой нормы возможно скорректировать рационом:

  • Выпивать в сутки не менее восьми стаканов воды. Обезвоживание увеличивает этот показатель в крови. Кроме того, недостаток жидкости в организме приводит к уменьшению объема выделяемой урины, что также увеличивает это вещество. С другой стороны, избыток воды отрицательно сказывается на работе почек, они не справляются. Чрезмерное употребление жидкости может спровоцировать повышение артериального давления, которое увеличивает нагрузку на почки. Правильный питьевой режим поможет скорректировать ваш лечащий доктор.
  • Количество потребляемых белковых продуктов не должно превышать 250 грамм в день.
  • От жирной пищи животного происхождения следует отказаться. Отдавать предпочтение нужно белкам растительным.
  • Ограничение потребления соли. Среднее количество в сутки не должно превышать трех грамм, так как большое содержание ее в продуктах питания задерживает жидкость в организме, повышает давление и в результате увеличивает концентрацию природного метаболита.
  • Продукты с высоким содержанием фосфора также негативно влияют на этот показатель и затрудняют работу почек. Рекомендуется ограничить прием: кабачков, тыквы, сыра, орехов, сои и нежирных молочных продуктов.
  • Минимизировать употребление калия. Микроэлемент накапливается в организме, и нездоровые почки не справляются с его выведением в необходимых количествах.

Как лечат повышенный креатинин?

Проводят мероприятия, направленные на устранение причины. Пациенту внутривенно вводят лекарственные средства — сорбенты и мочегонные препараты, которые увеличивают диурез и помогают почкам выводить это вещество.

Такие манипуляции эффективны при условии нормальной работы мочевыводящей системы и поступления в кровь экзогенного или эндогенного креатинина. При почечной недостаточности назначают процедуру гемодиализа.

В этом случае кровь очищается с помощью специального аппарата «искусственная почка» в стационарных условиях. Проводят такую процедуру три раза в неделю.

Народная медицина также предлагает несколько способов снижения креатинина. Использование лекарственных трав возможно при условии нормальной функции почек.

Заваривают чаи из трав, обладающих мочегонным действием: листьев шалфея и крапивы; из корней одуванчика. Ежедневный прием напитков активизирует работу почек и стимулирует повышенное отделение урины, а соответственно, и креатинина.

Прежде чем приступать к его снижению, следует обратиться к доктору для определения тактики лечения.

Как поводят анализ

В основном исследование проводиться, если:

  • имеются симптомы, указывающие на повышенное наличие данного вещества;
  • человек является донором почки;
  • имеется мочекаменная болезнь, сбой в работе почек и мышц;
  • существует необходимость в определении дозы медикамента с токсичным действием.

Обычно, если в результате выявляют высокую концентрацию химического соединения, его повторяют вновь. Это помогает избежать лабораторий ошибки. В случае, когда повторный анализ показывает отклонение от нормы, врач назначает дополнительные методы исследования.

Кровь следует сдавать натощак, желательно до 11 часов. Перед этим нужно голодать 8-12 часов. Перед забором не следует есть жирную или жареную пищу. Также следует отказаться от спиртных напитков, курения и физической активности.

За 15 минут до забора нужно посидеть в спокойном положении. Если принимаете определенные медикаменты об этом стоит предупредить лабораторию. Когда биоматериал нужно сдать ребенку до 5 лет, его следует поить кипячёной водой. Необходимо, чтобы он выпил стакан воды небольшими глотками за полчаса.

Концентрацию выявляют двумя методами: биохимическим анализом и пробой Реберга. Последний также называют клиренсом.

Самым распространенным является биохимия крови. В этом случае определяется наличие данного вещества в сыворотке. Биоматериал берется из вены.

При пробе Реберга дополнительно проводиться исследование суточной мочи. Пациент ее собирает самостоятельно. Забор начинается со второго мочеиспускания после пробуждения. Собирается моча в ёмкость не менее 3 литров. Во время сбора содержимое хранится в темном прохладном месте. Последний забор происходит на следующее утро. На анализ после берется 30 миллилитров.

Причины гипокреатинемии

Отклонение креатинина в моче от нормы в сторону уменьшения встречается довольно редко. Причина кроется в нарушении обменных процессов белков или неполадок в работе мышечной системы. В этих случаях работа почек не нарушается. Сильнейшее истощение организма приводит к тому, что из мышечной ткани креатинин расходуется на пополнение энергетических запасов организма.

Причины низкой концентрации:

  • кахексия, вызванная голодом или хроническими болезнями;
  • вегетарианство;
  • недостаточное питание в совокупности с усиленной физической активностью и, как следствие, резкое снижение массы тела;
  • дистрофия;
  • атрофия;
  • прием глюкокортикоидных средств;
  • беременность.

Таким образом, основная проблема гипокреатинемии кроется в истощении организма. А что делает креатинин? Он участвует в энергетическом обмене, поэтому для восстановления показателя до нормы необходимо устранить непосредственную причину.

Концентрация этого вещества в крови на определенном допустимом уровне поддерживается благодаря нормальной работе почек. Биохимический анализ крови на креатинин что показывает? Колебания показателя в ту или иную сторону свидетельствуют о нарушениях в функционировании почек.

Патологические состояния, которые диагностируют на основании результатов анализа

Причины отклонения этого показателя от нормы в сторону увеличения:

  1. Почечная недостаточность. Независимо от стадии этой патологии, орган не справляется с выводом креатинина, и он накапливается в организме.
  2. Гипертиреоз. Заболевание, вызванное нарушением функции щитовидной железы. Избыточное производство гормонов, содержащих йод, вносит дисбаланс в обменные процессы, и тем самым способствует быстрому разложению карбоновой кислоты, как следствие, увеличивается объем креатинина.
  3. Сердечная недостаточность. Данная патология провоцирует нарушение нормальной функции почек, что приводит к уменьшению выведения урины, а соответственно, и продуктов распада белка.
  4. Онкологическая патология, затрагивающая мышцы.
  5. Обширные травмы мышечной ткани.

Унифицированный метод определения креатина по цветной

Реакции Яффе

В синтезе эндогенного креатина принимают участие аминокислоты – аргинин, глицин, метионин. Креатин при фосфорилировании превращается в креатинфосфат, из которого образуется креатинин (ангидрид креатина). Этот процесс в живом организме необратимый.

Креатин и креатининфосфат являются важными азотистыми веществами мышц, участвующими в химических процессах, связанных с мышечными сокращениями. В сыворотке крови содержится в основном креатинин.

Суточное выделение креатинина для каждого человека – величина постоянная, которая зависит от массы мышечной ткани и мало зависит в отличие от мочевины от питания.

креатинина в сыворотке крови уменьшается с возрастом.

Принцип метода: Креатинин реагирует с пикриновой кислотой в щелочной среде с образованием окрашенных соединений.

1. Пикриновая кислота, насышенный раствор. В 100 мл воды растворяют 2 г пикриновой кислоты при нагревании в горячей бане. Затем профильтровать.

3. Основной калибровочный раствор креатинина, 10 ммоль/л: 113,1 мг креатинина доводят до 100 мл 0,1 моль/л раствором НCI. Для определения креатинина в сыворотке крови рабочий калибровочный раствор получают разведением основного раствора водой в 100 раз; 1 мл раствора содержит 0,1 ммоль креатинина.

Ход определения: 2 мл сыворотки крови смешивают с 6 мл насыщенного раствора пикриновой кислоты. Через 5 минут пробирку помещают на 15-20 сек в кипящую водяную баню, затем центрифугируют.

К 4 мл центрифугата добавляют 0,2 мл 2,5 моль/л раствора едкого натра и тщательно смешивают. Иногда после подщелачивания раствор мутнеет вследствие выпадения фосфатов. В этом случае раствор еще раз центрифугируют. Затем раствор доводят до объема 10 мл водой.

Через 10 мин измеряют в кювете с толщиной слоя 2 см при длине волны 500-560 нм (зеленый светофильтр) против холостой пробы.

Холостая проба: 3 мл насыщенного раствора пикриновой кислоты и 0,2 мл 2,5 моль/л раствора едкого натра доводят до объема 10 мл водой.

Расчет производят по калибровочному графику.

Источник: https://sportpit68.ru/dobavki/sintez-kreatinina.html

Биохимия физической работы

Образование креатинфосфата

Прежде чем мы описать систему MOVEOUT, я хочу, чтобы вы вообще понимали какие процессы происходят в мышцах при работе.

Я не буду вдаваться в мельчайшие подробности, дабы не травмировать вашу психику, поэтому расскажу о самом важном.

Что же, возможно многие не поймут этот раздел, но советую его хорошо изучить, так как благодаря нему вы поймете как работают наши мышцы, а значит поймете как их правильно тренировать.

Итак, основное, что нужно для работы наших мышц – это молекулы АТФ с которой мышцы получают энергию. От расщепления АТФ образуется молекула АДФ + энергия. Вот только запасов АТФ хватает в наших мышцах всего на 2 секунды работы, а далее идет ресинтез АТФ из молекул АДФ. Собственно, от типов процессов ресинтеза АТФ и зависит работоспособность и функциональность.

Итак, выделяют такие процессы. Они обычно подключаются друг за другом

1. Анаэробный креатинфосфатный

Главным преимуществом креатинфосфатного  пути образования АТФ являются

  • малой время развертывания,
  •  высокая мощность.

Креатинфосфатный путь связан с веществом креатинфосфатом. Креатинфосфат состоит из вещества креатина. Креатинфосфат обладает большим запасом энергии и высоким сродством с АДФ.

  Поэтому он легко вступает во взаимодействие с молекулами АДФ, появляющимися в мышечных клетках при физической работе в результате реакции гидролиза АТФ.

В ходе этой реакции остаток фосфорной кислоты с запасом энергии переносится с креатинфосфата на молекулу  АДФ с образованием креатина и АТФ.

Креатинфосфат + АДФ → креатин + АТФ.

Эта реакция катализируется ферментом креатинкиназой. Данный путь ресинтеза АТФ иногда называют креатикиназным, иногда фосфатным или алактатным.

Креатинфосфат – вещество непрочное. Образование из него креатина происходит без участия ферментов. Не используемый организмом креатин, выводится из организма с мочой.

Синтез креатинфосфата происходит во время отдыха  из избытка АТФ. При мышечной работе умеренной мощности запасы креатинфосфата могут частично восстанавливаться.

Запасы АТФ и креатинфосфата в мышцах называют также  фосфагены.

Фосфатная система отличается очень быстрым ресинтезом АТФ из АДФ, однако она эффективна только в течение очень короткого времени. При максимальной нагрузке фосфатная система истощается в течение 10 с. Вначале в течение 2 с расходуется АТФ, а затем в течение 6-8 с – КФ.

Фосфатная система называется анаэробной, потому что в ресинтезе АТФ не участвует кислород, и алактатной, поскольку не образуется молочная кислота.

Эта реакция является главным источником энергии для упражнений максимальной мощности: бег на короткие дистанции, прыжки метания, подъем штанги. Эта реакция может неоднократно включаться во время выполнения физических упражнений, что делает возможным быстрое повышение мощности выполняемой работы.

2. Анаэробный гликолиз

По мере увеличения интенсивности нагрузки наступает период, когда мышечная работа уже не может поддерживаться за счет одной только анаэробной системы из-за нехватки кислорода.

С этого момента в энергообеспечение физической работы вовлекается лактатный механизм ресинтеза АТФ, побочным продуктом которого является молочная кислота.

При недостатке кислорода молочная кислота, образовавшаяся в первой фазе анаэробной реакции, не нейтрализуется полностью во второй фазе, в результате чего происходит ее накопление в работающих мышцах, что приводит к ацидозу, или закислению, мышц.

Гликолитический путь ресинтеза АТФ, так же как креатинфосфатный является анаэробным путем. Источником энергии, необходимой для ресинтеза АТФ в данном случае является мышечный гликоген.

При анаэробном распаде гликогена от его молекулы под действием фермента фосфорилазы поочередно отщепляются концевые остатки глюкозы в форме глюкозо-1-фосфата. Далее молекулы глюезо-1-фосфата после ряда последовательных реакций превращаются в молочную кислоту.

Этот процесс называется гликолиз. В результате гликолиза образуются промежуточные продукты, содержащие фосфатные группы, соединенные макроэргическими связями. Эта связь легко переносится на АДФ с образованием  АТФ.

В покое реакции гликолиза протекают медленно, но при мышечной работе его скорость может возрасти в 2000 раз, причем уже в предстартовом состоянии.

Время развертывания 20-30 секунд.     

Время работы с максимальной мощностью – 2 -3 минуты.

Гликолитический способ образования АТФ имеет ряд преимуществ перед аэробным путем:

  • он быстрее выходит на максимальную мощность,
  • имеет более высокую величину максимальной мощности,
  • не требует участия митохондрий и кислорода.

Однако у этого пути есть и свои недостатки:

  • процесс малоэкономичен,
  • накопление молочной кислоты в мышцах существенно нарушает их нормальное функционирование и способствует утомлению мышцы.

1. Аэробный путь ресинтеза

Аэробный путь ресинтеза АТФиначе называется тканевым дыханием – это основной способ образования АТФ, протекающий в митохондриях мышечных клеток.

В ходе тканевого дыхания от окисляемого вещества отнимаются два атома водорода и по дыхательной цепи передаются на молекулярный кислород, доставляемый в мышцы кровью, в результате чего возникает вода.

За счет энергии, выделяющейся при образовании воды, происходит синтез молекул АТФ из АДФ и фосфорной кислоты. Обычно на каждую образовавшуюся молекулу воды приходится синтез трех молекул АТФ.

Кислородная, или аэробная, система является наиболее важной для спортсменов на выносливость, поскольку она может поддерживать физическую работу в течение длительного времени. Кислородная система обеспечивает организм, и в частности мышечную деятельность, энергией посредством химического взаимодействия пищевых веществ (главным образом, углеводов и жиров) с кислородом.

Пищевые вещества поступают в организм с пищей и откладываются в его хранилищах для дальнейшего использования по необходимости. Углеводы (сахар и крахмалы) откладываются в печени и мышцах в виде гликогена. Запасы гликогена могут сильно варьироваться, но в большинстве случаев их хватает как минимум на 60-90 мин работы субмаксимальной интенсивности.

В то же время запасы жиров в организме практически неисчерпаемы.

Углеводы являются более эффективным “топливом” по сравнению с жирами, так как при одинаковом потреблении энергии на их окисление требуется на 12% меньше кислорода. Поэтому в условиях нехватки кислорода при физических нагрузках энергообразование происходит в первую очередь за счет окисления углеводов.

Поскольку запасы углеводов ограничены, ограничена и возможность их использования в видах спорта на выносливость. После исчерпания запасов углеводов к энергообеспечению работы подключаются жиры, запасы которых позволяют выполнять очень длительную работу.

Вклад жиров и углеводов в энергообеспечение нагрузки зависит от интенсивности упражнения и тренированности спортсмена. Чем выше интенсивность нагрузки, тем больше вклад углеводов в энергообразование.

Но при одинаковой интенсивности аэробной нагрузки тренированный спортсмен будет использовать больше жиров и меньше углеводов по сравнению с неподготовленным человеком.

Таким образом, тренированный человек будет более экономично расходовать энергию, так как запасы углеводов в организме небезграничны.

Производительность кислородной системы зависит от количества кислорода, которое способен усвоить организм человека. Чем больше потребление кислорода во время выполнения длительной работы, тем выше аэробные способности. Под воздействием тренировок аэробные способности человека могут вырасти на 50%.

Время развертывания составляет 3 – 4 минуты, но у хорошо тренированных спортсменов может составлять 1 мин. Это связано с тем, что на доставку кислорода в митохондрии требуется перестройка практически всех систем организма.

Время работы с максимальной мощностью составляет десятки минут. Это дает возможность использовать данный путь  при длительной работе мышц.

По сравнению с другими идущими в мышечных клетках процессами ресинтеза АТФ аэробный путь имеет ряд преимуществ:

  • Экономичность: из одной молекулы гликогена образуется 39 молекул АТФ, при анаэробном гликолизе только 3 молекулы.
  • Универсальность в качестве начальных субстратов здесь выступают разнообразные вещества: углеводы, жирные кислоты, кетоновые тела, аминокислоты.
  • Очень  большая продолжительность работы. В покое скорость аэробного ресинтеза АТФ может быть небольшой, но при физических нагрузках она может стать максимальной.

Однако есть и недостатки.

  • Обязательное потребление кислорода, что ограничено скоростью доставки кислорода в мышцы и скоростью проникновения кислорода через мембрану митохондрий.
  • Большое время развертывания.
  • Небольшую по максимальной величине мощность.

Поэтому мышечная деятельность, свойственная большинству видов спорта, не может быть полностью получена этим путем ресинтеза АТФ.

Примечание. Эта глава написана на основе учебника “ОСНОВЫ БИОХИМИИ СПОРТА” Кучерявый Всеволод Владимирович.

Участники подполья получают методику “Путь к Неоспоримому”, доступ к закрытым разделам и индивидуальные консультации.

Подробнее

Также советую подписаться на бесплатные обновления системы moveout

Источник: https://moveout.in/book/index_move2.html

Что такое креатинфосфат и какова его роль в организме человека

Образование креатинфосфата

© logos2012 — stock.adobe.com

Креатинфосфат (английское наименование – creatine phosphate, химическая формула – C4H10N3O5P) представляет собой высокоэнергетическое соединение, которое образуется в процессе обратимого фосфорилирования креатина (creatine) и накапливается в основном (95 %) в мышечных и нервных тканях.

Его главная функция – это обеспечение стабильности выработки внутриклеточной энергии за счет постоянного поддержания необходимого уровня аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) путем ресинтеза.

В организме ежесекундно происходит множество биохимических и физиологических процессов, которые требуют затрат энергии: синтезирование веществ, транспортировка к органам клеток молекул органических соединений и микроэлементов, совершение мышечных сокращений.

Необходимая энергия вырабатывается при гидролизе АТФ, каждая молекула которой за сутки ресинтезируется более 2000 раз.

Она не накапливается в тканях, и для нормального функционирования всех внутренних систем и органов требуется постоянное восполнение ее концентрации.

Для этих целей и предназначен креатинфосфат. Он постоянно вырабатывается и является основным компонентом реакции восстановления АТФ из АДФ, которая катализируется специальным ферментом – креатинфосфокиназой. В отличие от аденозинтрифосфорной кислоты в мышцах всегда имеется его достаточный запас.

У здорового человека объем креатинфосфата составляет около 1 % общей массы тела.

В процессе креатинфосфатаза участвуют три изофермента креатинфосфокиназы: типа MM, MB и BB, которые отличаются местом расположения: первые два – в скелетных и сердечных мышцах, третий – в тканях головного мозга.

Ресинтез АТФ

Регенерирование АТФ креатинфосфатом является самым быстрым и эффективным из трех способов получения энергии. Достаточно 2-3 секунд работы мышц под интенсивной нагрузкой, и ресинтез уже достигает максимальной производительности. При этом энергии вырабатывается в 2-3 раза больше, чем при гликолизе, ЦТК и окислительном фосфорилировании.

© makaule — stock.adobe.com

Это происходит благодаря локализации участников реакции в непосредственной близости от митохондрий и дополнительной активации катализатора продуктами расщепления АТФ.

Поэтому резкое увеличение интенсивности работы мышц не приводит к снижению концентрации аденозинтрифосфорной кислоты.

В этом процессе происходит интенсивное расходование креатинфосфата, через 5-10 секунд его скорость резко начинает снижаться, и на 30 секунде – уменьшается до половины максимального значения. В дальнейшем в дело вступают другие методы преобразования макроэнергических соединений.

Особую значимость нормальное протекание креатинфосфатной реакции имеет для спортсменов, которые связаны с рывковыми изменениями мышечной нагрузки (бег на короткие дистанции, тяжелая атлетика, различные занятия с тяжестями, бадминтон, фехтование и прочие игровые виды взрывного характера).

Биохимия только этого процесса в состоянии обеспечивать суперкомпенсацию затрат энергии на начальной фазе работы мышц, когда резко меняется интенсивность нагрузки и требуется отдача максимальной мощности в минимальное время. Тренировки в вышеназванных видах спорта должны проводиться с обязательным учетом достаточной насыщенности организма источником такой энергии – креатином и «аккумулятором» макроэнергических связей – креатинфосфатом.

В состоянии покоя или при значительном снижении интенсивности мышечной активности уменьшается расход АТФ. Скорость окислительного ресинтеза остается на прежнем уровне и «излишки» аденозинтрифосфорной кислоты используются для восстановления запасов креатинфосфата.

Основные органы, которые производят креатин, – это почки и печень. Процесс начинается в почках с выработки из аргинина и глицина гуанидин ацетата. Затем в печени из этой соли и метионина синтезируется креатин.

Кровотоком он разносится к мозговым и мышечным тканям, где и происходит его преобразование в креатинфосфат при наличии соответствующих условий (отсутствие или малая мышечная активность и достаточное количество молекул АТФ).

Клиническое значение

В здоровом организме постоянно происходит превращение части креатинфосфата (около 3 %) в креатинин в результате не ферментативного дефосфорилирования. Это количество неизменно, и определяется объемом массы мускулатуры. Как невостребованный материал он беспрепятственно выводится с мочой.

Диагностировать состояние почек позволяет анализ суточной экскреции креатинина. Малая концентрация в крови может свидетельствовать о проблемах с мышцами, а превышение нормы указывает на возможные заболевания почек.

Изменения уровня креатинкиназы в крови дает возможность выявить симптомы целого ряда сердечно-сосудистых заболеваний (инфаркта миокарда, гипертонии) и наличия патологических изменений в головном мозге.

При атрофии или заболеваниях мышечной системы выработанный креатин не усваивается в тканях и выводится с мочой. Его концентрация зависит от тяжести заболевания или степени утраты работоспособности мышц.

К повышенному содержанию креатина в моче может привести его передозировка из-за несоблюдения правил инструкции по применению спортивной добавки.

Источник: https://cross.expert/sportivnoe-pitanie/kreatin/kreatinfosfat.html

Какие бывают процессы в мышцах?

Образование креатинфосфата

Процессы в мышцах. Какие бывают? Что такое кислородная задолженность? Что такое АТФ? На эти вопросы вы найдете ответ в этой статье.

Энергетический обмен – совокупность сложных химических процессов, протекающих в тканях.

Метаболизм при этом может развиваться по катаболическому или анаболическими пути.

В целом процесс отражает то, как именно разрушаются клетки жиров, углеводов и белков. С целью получения энергии, направленной на рост или восстановление.

Понимание процессов в мышцах позволяет создавать условия для их роста и быстрого восстановления после нагрузок.

Общие сведения о процессах в мышцах

vsporte.net

Мышечная ткань имеет способность к сокращению. При этом выделяется три типа ткани:

  • гладкая
  • сердечная
  • скелетная

Наибольший общей энергии требуют именно скелетные мышцы.

Используется он для мышечного сокращения, что достигается за счет взаимодействия молекул актина и миозина.

Для расслабления мышечной ткани необходим кальций, содержащийся в саркоплазме.

Одновременно с этим в клетках поддерживается определенная концентрация ионов натрия и калия.

Все перечисленные процессы требуют определенного объема энергии.

Основным топливом выступает АТФ. Но сложность в том, что фосфатного соединения хватит только на пару секунд.

Для регенерации аденозинтрифосфата необходим КФ, но и его запасов хватит на 6-8 секунд.

Поэтому организм черпает энергию из других источников, а именно глюкозы и жирных кислот.

В данном процессе немаловажную роль играет вес человека, степень физической подготовки и доступность кислорода.

Чем больше потребность мышц в энергии, тем быстрее протекает процесс образования АТФ в ходе гликолиза и окисления жиров.

Если же потребности продолжают расти, но источники уже иссякли, запускается анаэробный процесс выработки АТФ. Это сопровождается выработкой молочной кислоты.

По сравнению со скелетной сердечная мышца может использовать и другие источники энергии, а гладкая требует в целом меньше АТФ. Поэтому наибольшее значение уровень аденозинтрифосфата имеет именно для скелетной мускулатуры.

Уникальность энергетического обмена в мышечной ткани заключается в том, что ферменты способны на кратковременную анаэробную активность.

При этом качество содержания АТФ меняется практически в сто раз.

Количество затраченного аденозинтрифосфата сказывается на дыхательной и сердечной деятельности.

Если в состоянии покоя мышцы используют в среднем 15% минутного объема крови на сто грамм ткани, то при максимальных нагрузках она вырастает до 88%.

Потребление кислорода рабочей мышцей также возрастает примерно в сто раз.

Но даже этот показатель нельзя назвать большим.

К примеру, у животных при нагрузке потребление кислородом мышц возрастает в тысячи раз.

Участники энергетических процессов в мышцах

Итак, для того чтобы мышечная ткань сокращалась, необходима энергия.

В качестве источника могут выступать различные вещества.

Процесс использования этих источников имеет определенную последовательность и каждый имеет свою конктерную роль.

Процессы в мышцах: АТФ

vsporte.net

Аденозинтрифосфат можно назвать универсальным источником энергии, для тканей живого организма.

Образуется вещество в цикле трикарбоновых кислот.

Фермент АТФ заставляется молекулу взаимодействовать с водой, выделяя при этом фосфатную группу.

В ее состав входит ортофосфорная кислота. В результате этого аденозинтрифосфат переходит в АДФ.

Процесс сопровождается выраженным выделением энергии.

Мышечная ткань состоит из толстых и тонких белковых нитей.

Первые носят название миозин. Тонкие нити или актины при сокращении втягиваются между нитями миозина.

Эффект достигается за счет способности головки миозиновой белковой структуры расщеплять аденозинтрифосфат, получая при этом необходимую энергию.

Ее объема будет достаточно для того, чтобы мышца сокращалась в течение первых 3-5 секунд. Далее в качестве источника энергии используются уже другие вещества.

Процессы в мышцах: креатинфосфат

Так как содержание аденозинтрифосфата минимальное, хватает его только на запуск сократительной способности мышечной ткани. Восполнить уровень АТФ удается за счет креатинфосфата.

Вещество также отсоединяет фосфатную группу с образованием креатина.

Впоследствии первая присоединяется к АДФ. Это соединение переходит в АТФ. Цепочка этих изменений носит название реакции Ломана.

Способность вещества стимулировать выработку АТФ активно используется в бодибилдинге.

Но наиболее важным является то, что активность креатина отмечается только в ходе выполнения анаэробных упражнений.

Запаса креатинфосфата тоже немного и хватает его только на две минуты.

Впоследствии запускаются иные процессы получения энергии.

Это объясняет низкую эффективность приема креатина в составе добавок при выполнении атлетических упражнений.

Низкий запас креатинфосфата, как и АТФ, используется только для запуска работы мышечной ткани.

После этого активируются иные источники, в том числе и гликолиз.

В ходе сокращения мышечной ткани расходуется КФ. Как только мышцы перестают сокращаться и отмечается расслабление, запускается процесс восстановление уровня креатинфосфата.

Иными словами, реакция Ломана протекает в обратном направлении.

Для восстановления первоначального уровня КФ достаточно нескольких минут.

Когда мышечная ткань находится в покое, то есть нет необходимости в потреблении энергии с целью сокращения, протекают процессы восстановления КФ.

При этом вещества образуется в пять раз больше, чем АТФ.

Как только мышца начинает сокращаться, через пару секунд запас аденозинтрифосфата иссякает, возрастает уровень АДФ, запускается процесс формирования АТФ из креатинфосфата.

Безусловно, синтез аденозинтрифосфата и креатинфосфата требует минимум времени и всего одной реакции.

Но в любом случае конечный объем АТФ зависит от того, сколько было КФ.

Максимально этот комплекс может обеспечить энергией мышечные ткани на 8-10 секунд.

Другими словами, данная энергия важна при краткосрочных нагрузках, например, при подъеме штанги, беге на короткие дистанции, метании копья.

Процессы в мышцах: гликолиз

Химические реакции, протекающие по гликолитическому пути, способствуют выработке малого объема аденозинтрифосфата из одной единицы глюкозы.

В то же время, если будет достаточное количество ферментов и субстрата, тогда синтез протекает существенно быстрее. Это положительно сказывается на количестве АТФ.

Примечательно, что данные химические реакции с успехом протекают и при отсутствии кислорода.

Для осуществления гликолиза используется глюкоза. Она получается из крови либо из запасов гликогена.

В последнем случае в ходе фосфоролитического гликогенолиза формируется целых три молекулы аденозинтрифосфата.

Стоит учесть и тот факт, что чем выше активность, тем быстрее возрастает потребность в энергии у мышечной ткани.

Вместе этим возрастает потребность в АТФ для расщепления гликогена при отсутствии кислорода.

В результате этого возрастает выработка молочной кислоты в тканях мышц.

Она уже является причиной изменения кислотно-щелочного баланса в волокнах, провоцируя снижение pH.

В таких условиях ферменты действуют уже намного медленнее. Такое изменение кислотно-щелочного баланса в сторону снижения становится причиной появления болей в мышцах.

Особенно выражен болевой синдром в том случае, если выработка молочной кислоты происходит существенно быстрее, чем ее удаление из тканей.

Окислительное фосфорилирование

Реакция подразумевает метаболический путь, в результате которого энергия в виде АТФ накапливается в митохондриях.

Образуется она в ходе окисления питательных веществ.

При этом из глюкозы удается получить значительно больше энергии по сравнению с процессами, протекающими в анаэробных условиях.

Запускается этот механизм при умеренной нагрузке, например, при беге на длинные дистанции.

В этом случае больший объем аденозинтрифосфата получается именно путем окислительного фосфорилирования.

Важно отметить тот факт, что жировые клетки распадаются только в ходе окислительных процессов. В результате катаболизирования жиров также выделяется энергия.

Таким образом, при умеренных нагрузках первые семь минут в качестве топлива для тела используется собственный гликоген, содержащийся в мышечной ткани.

Далее на протяжении тридцати минут основным источником становятся вещества, содержащиеся в крови.

При этом в равном количестве используется и глюкоза в крови, и жирные кислоты.

Далее с ростом нагрузки использование жирных кислот в качестве источника энергии начинает преобладать над использованием глюкозы.

Поэтому значение имеют и аэробные процессы, и анаэробные.

При этом при низких нагрузках используется первый вариант метаболизма.

Краткосрочные повышенные нагрузки нуждаются в анаэробном метаболизме.

Процессы в мышцах: восстановление и кислородная задолженность

vsporte.net

Даже с окончанием нагрузки потребность мышечной ткани в кислороде не снижается.

Данное состояние носит название кислородной задолженности.

На протяжении времени, необходимого для восстановления АТФ и КФ, потребность в кислороде не снижается.

Далее, в течение 60 минут, также расходуется кислород для выведения молочной кислоты.

При этом выделяется две фазы:

  • ранняя или алактатная
  • последняя или лактатная

Увеличение скорости метаболизма и повышение потребности в кислороде может сопровождаться повышением температуры тела.

Продолжительность периода восстановления напрямую зависит от интенсивности нагрузки.

Если будет израсходован весь гликоген, потребуется несколько дней для устранения истощения.

Отчасти это объясняется тем, что при избыточных нагрузках возникают микротравмы мышечных волокон, что также требует времени на восстановление.

Знание энергетических процессов в мышцах позволяет подобрать оптимальный режим нагрузки и восстановления после спортивных занятий.

Если статья была вам полезна, не забудьте поставить лайк.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/vsporte_net/kakie-byvaiut-processy-v-myshcah-5f40c0d86dbe8c7a508e8cec

Креатин: функции, обмен в организме, норма и повышение в крови и моче

Образование креатинфосфата

© З. Нелли Владимировна, врач лабораторной диагностики НИИ трансфузиологии и медицинских биотехнологий, специально для СосудИнфо.ру (об авторах)

Слово «креатин», скорее всего, вызовет ассоциации с известной добавкой, применяемой в питании спортсменов, желающих без устали работать для достижения небывалых результатов. Действительно, это вещество не только поднимает интенсивность тренировок, помогает преодолеть усталость, но и способствует наращиванию мышечной массы и увеличению её видимых объемов, к чему обычно стремятся атлеты.

Подобная популярность креатина объясняется тем, что он является довольно важной составляющей фракции остаточного азота, участвующей в образовании очень необходимого организму вещества – креатинфосфата, дающего энергию клеткам и тканям. В связи с этим, анализ крови на креатин используют в качестве лабораторного показателя, помогающего диагностировать многие патологические состояния.

Норма креатина в крови мужчин составляет 8 – 31 мкмоль/л (или 1 – 4 мг/л). У женщин нормальные величины колеблются в пределах 15 – 53 мкмоль/л (или 2 – 7 мг/л).

Выведение креатина через почки находится в границах от 0 до 4,56 ммоль в сутки или от 0 до 60 мг в сутки (у женщин креатина выводится меньше, нежели у мужчин).

Повышенный креатин в крови и моче является признаком широкого круга заболеваний.

Образование и роль креатина

Непосредственный предшественник креатина – гуанидинуксусная кислота (C3H7N3O2), образуется в паренхиме почек из двух аминокислот:

  • Аминоуксусной кислоты – глицина (C2H5NO2), выступающего в роли фундамента для создания креатина;
  • 2-амино-5-гуанидинпентановой кислоты – аргинина (C6H14N4O2), выполняющего функцию метаболита в азотном клеточном обмене.

Реакцию образования креатина обеспечивает фермент трансамидиназа, он переносит амидиновый остаток с одной аминокислоты на другую (CNH(NH2) аргинина на глицин).

синтез и утилизация креатина в организме

Метилируется гуанидинуксусная кислота в печеночной паренхиме и там же превращается в энергоноситель, азотсодержащую карбоновую кислоту – креатин (C4H9N3O2), который подхватывается током крови и направляется в мышечные ткани, где вступает во взаимодействие с аденозинтрифосфатом (АТФ).

В период, когда клетка «отдыхает», креатин под влиянием фермента креатинкиназы фосфорилируется в митохондриях клеток мышечных волокон (миоцитов) за счет энергии АТФ и превращается в макроэргическое соединение (макроэрг креатинфосфат), способное в ходе реакционного процесса накапливать энергетические ресурсы. Данная реакция легко обратима и в обоих направлениях она идет при участии креатинкиназы:

C4H9N3O2 (креатин) + АТФ ↔ C4H10N3O5P (креатинфосфат) + АДФ

Выступая в форме креатинфосфата, креатин депонирует макроэргические связи, чем обеспечивает стремительный ресинтез аденозинтрифосфата в период деятельности клетки.

И происходит это буквально с первых секунд, пока другие источники энергии еще «спят», то есть, еще до того момента, когда эти источники (аэробный и анаэробный гликолиз, бета-окисление жирных кислот) еще не отреагировали, не активировались и не увеличилось снабжение тканей мышц кровью.

В форме креатинфосфата данное вещество передвигается к органеллам, обеспечивающим сокращение мышц (миофибриллам), там распадается, выделяя дозу энергии, которая впоследствии используется сократительными волокнами.

Переход на мышечную активность направляет реакцию в обратную сторону. Во время интенсивной работы клетки креатинфосфат также под воздействием креатинкиназы переходит в креатин. Очевидно, что креатинфосфат по своим характеристикам должен находиться в тканях, легко возбудимых, то есть, в нервной и мышечной, что, в общем-то, соответствует действительности.

В этом, в принципе, и заключается показательность роли креатина в функционировании тканей мышечного аппарата. Вместе с тем, немаловажно это вещество и в процессе деятельности ткани нервной системы. Креатинфосфат является подспорьем в поддержании жизнеспособности нейронов (нейроны, нейроциты – клетки нервной ткани) в условиях гипоксии.

Кроме перечисленных достоинств креатина, за ним числится еще одно, установленное в 70-х годах прошлого века известным кардиологом Чазовым Е. И. Он, изучая различные нарушения сердечной сократимости при патологии сердца (в частности, при инфаркте миокарда), обозначил роль данного вещества в регуляции силы сердечных сокращений, что важно учитывать в подобных случаях.

Конечный продукт распада креатина – креатинин. Поскольку последний представляет собой не подвергаемое реабсорбции (беспороговое) вещество, он выводится из организма с мочой. Уровень креатинина в крови и моче изменяется при различных заболеваниях, поэтому креатинин считается важным диагностическим показателем.

Причины повышенного креатина

Причинами повышенного уровня креатина в биологических жидкостях выступают многие патологические состояния, способные нарушить нормальный ход вышеперечисленных реакций.

Высокий креатин в крови, а также моче наблюдается в случаях:

  1. Поражения скелетной мускулатуры;
  2. Травмирования мышц;
  3. Обширных хирургических операций;
  4. В послеродовом периоде (при восстановлении матки);
  5. Мышечных дистрофий (атрофическая миотония, прогрессирующая мышечная дистрофия, myasthenia gravis – врожденная и приобретенная аутоиммунная патология, сопровождаемая чрезмерно быстрой утомляемостью поперечнополосатых мышц);
  6. Мышечной гипотрофии при боковом амиотрофическом склерозе, остром полиомиелите, миозите;
  7. В периоде заживления значительных переломов костей;
  8. Беременности на фоне крайнего истощения (кахексии);
  9. Гипертиреоза (повышения функциональных способностей щитовидной железы);
  10. Содержания большого количества сырого мяса в ежедневном пищевом рационе;
  11. Белкового голодания и диеты, исключающей употребление углеводов;
  12. Лихорадочных состояний;
  13. Недостатка витамина Е;
  14. Кишечной непроходимости;
  15. Ожоговой болезни;
  16. Инфекционных заболеваний;
  17. Гормонального дисбаланса;
  18. Сердечно-сосудистой недостаточности;
  19. Ревматоидного артрита;
  20. Гематологической патологии (лейкозов);
  21. Болезней почек.

Между тем, не приходится ожидать, что креатин будет повышен в плазме (сыворотке) крови при поражениях периферической нервной системы, которая иннервирует скелетные мышцы – этот факт является значимым при проведении дифференциальной диагностики болезней мышечного аппарата и нервной системы.

Физиологическая и патологическая креатинурия

Вообще уровень креатина в моче здорового человека зависим от объема и массы его мышц и обычно не подвержен особым изменениям. В случае патологических состояний образование креатина может наступать ранее его поступления в мышцы, что приводит к развитию креатинурии (креатин повышен в моче). Физиологическое повышение креатина в моче можно наблюдать:

  • У маленьких (первых лет жизни) детей;
  • У людей преклонных лет.

Однако следует заметить, что физиологической креатинурию у стариков считают тогда, когда она обусловлена свойственной пожилому возрасту атрофией мышечной системы и неполным использованием синтезируемого печеночной паренхимой креатина.

В других случаях ищут патологию, ставшую причиной повышенного данного лабораторного показателя.

Патологическая креатинурия, при которой отмечается самый высокий креатин в моче, в первую очередь формируется при болезнях мышечного аппарата, например:

  • При миопатиях (миопатия – представленная множеством форм группа прогрессирующих нервно-мышечных заболеваний, для которой характерно первичное поражение мышечного аппарата);
  • В случаях прогрессирующей мышечной дистрофии.

Мочу для исследования собирают ровно за сутки (24 часа). Пациента предупреждают, что вместе с мочой ему предстоит сдать анализ крови на креатин (эти тесты должны проходить параллельно). Кровь берут из вены натощак, так же, как и для других биохимических тестов.

Как понизить креатин?

Узнав о повышении какого-либо лабораторного показателя, большинству пациентов всенепременно хочется понизить его любым способом, ошибочно полагая, что тогда все проблемы будут решены.

Безусловно, если креатин повышен у человека изо дня в день потребляющего в непомерных количествах сырое мясо, то почувствовать себя здоровым поможет пересмотр своего рациона.

Аналогично могут поступать люди, которые исключили для себя употребление углеводов и белков: серьезный подход к питанию, скорее всего, предоставит возможность понизить уровень креатина в биологических жидкостях.

Восстановит норму креатина в крови и моче прием витамина Е в случаях, когда причиной повышенного уровня этого вещества стал авитаминоз Е. Однако, если креатин повышен по причине другой патологии, то никакие диеты и витаминные комплексы не помогут. Придется искать и лечить болезнь, которая вызвала изменение лабораторных показателей.

: о креатине как пищевой добавке

© 2012-2020 sosudinfo.ru

Источники

Вывести все публикации с меткой:

Источник: https://sosudinfo.ru/krov/kreatin/

О вашем здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: