รวบรวมโดย Fabrizio Felici
ในสภาวะที่เหลือคำขอ ATP นั้นเรียบง่าย แต่เมื่อเส้นใยถูกกระตุ้นให้หดตัวความต้องการนี้จะเพิ่มขึ้นทันที
ATP จำนวนเล็กน้อยถูกเก็บไว้ในเซลล์กล้ามเนื้อพักผ่อน แต่ไม่สามารถไว้วางใจได้เป็นเวลานานเมื่อเริ่มหดตัว ดังนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงการลดอุปทาน ATP เซลล์กล้ามเนื้อจะต้องเพิ่มอัตราการผลิตเพื่อให้ทันกับการเพิ่มขึ้นของความเร็วในการใช้งาน ATP ที่ให้พลังงานที่จำเป็นสำหรับการหดตัวนั้นผลิตขึ้นในเซลล์กล้ามเนื้อโดยการฟอสโฟรีเลชั่นในระดับชั้นล่างและโดยการออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชัน เมื่อการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นในเซลล์จะมีการลดความเข้มข้นของ ATP และ ADP ที่เพิ่มขึ้น การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมของเอนไซม์ที่รับผิดชอบการก่อตัวของเอทีพีซึ่งเป็นผลให้เอทีพีผลิตในอัตราที่สูงขึ้น แม้ว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อเซลล์เริ่มหดตัวปฏิกิริยาเหล่านี้ใช้เวลาสองสามวินาทีในการเข้าถึงความเร็วที่ต้องการ ดังนั้นเพื่อให้แน่ใจว่ามี ATP ที่จำเป็นในระหว่างนี้กล้ามเนื้อจึงต้องอาศัยฟอสเฟตพลังงานสูงและมี creatine phosphate (CP) ซึ่งให้กลุ่มฟอสเฟตใน ADP (ซึ่งมีอยู่เสมอ) เพื่อ แบบฟอร์ม ATP เซลล์ที่เหลือมีปริมาณของ creatine phosphate ที่เพียงพอเพื่อให้ ATP เท่ากับ 4-5 เท่าของปกติซึ่งจะช่วยให้เซลล์สามารถรักษากิจกรรมไว้ได้จนกว่าปฏิกิริยาอื่น ๆ เอทีพี
ปฏิกิริยา creatine ฟอสเฟตกับ ADP ถูกเร่งโดยเอนไซม์ไคเนส creatine และย้อนกลับได้:
เมื่อปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นจากซ้ายไปขวามันจะสร้าง ATP และ creatine เมื่อไปจากขวาไปซ้ายจะสร้าง ADP และ creatine phosphate ในเซลล์กล้ามเนื้อพักผ่อนปฏิกิริยาจะอยู่ในภาวะสมดุลและสำหรับแต่ละโมเลกุลของ creatine phosphate ที่เกิดขึ้นอีกอันจะถูกแปลงเป็น creatine เมื่อกิจกรรมของกล้ามเนื้อเริ่มต้นขึ้นความเข้มข้นของ ATP จะลดลง ADP นั้นจะลดลงและปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นทางด้านขวาตามกฎหมายการกระทำของมวล ด้วยเหตุนี้ ADP จำนวนหนึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็น ATP ซึ่งสามารถใช้ในวงจรสะพานขวางตามค่าใช้จ่ายของ creatine phosphate ซึ่งถูกใช้ไป เนื่องจากวัสดุสิ้นเปลือง CP นั้นมี จำกัด ปฏิกิริยานี้สามารถสร้าง ATP ได้เพียงช่วงเวลาสั้น ๆ แต่เพียงพอที่จะกระตุ้นปฏิกิริยาการเผาผลาญอื่น ๆ ที่ให้ ATP เมื่อเซลล์กล้ามเนื้อสิ้นสุดการหดตัวสต็อก creatine ฟอสเฟตจะถูกเรียกคืนเนื่องจากความต้องการ ATP ที่ลดลงทำให้ความเข้มข้นของ ATP เพิ่มขึ้นและการลดลงของ ADP ทำให้เกิดปฏิกิริยาเปลี่ยนไปทางซ้ายเพื่อที่จะสังเคราะห์ creatine phosphate อีกครั้ง จาก creatine ด้วยวิธีนี้การสำรอง CP จะถูกเก็บไว้สำหรับการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมในภายหลัง
ฟื้นฟู creatine ฟอสเฟตสำรองในช่วงระยะการฟื้นฟูอย่างรวดเร็ว
ชุดการทดลองเน้นข้อบ่งชี้สำคัญในเรื่องนี้ ในการทดลองอย่างใดอย่างหนึ่งตัวอย่างเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อได้รับการตรวจชิ้นเนื้อด้วยเข็มก่อนที่จะเริ่มการออกกำลังกายและหลังจากนั้นจะมีการเคลื่อนไหวเป็นระยะ ๆ ในช่วงระยะการฟื้นฟูทั้งหมดหลังจากความพยายามอย่างเต็มที่ การทดสอบทำสองวิธีที่แตกต่างกัน:
- กล้ามเนื้อมีการไหลเวียนของเลือดตามปกติ
- กล้ามเนื้อที่มีการไหลเวียนของเลือดอุดตัน
ในกรณีแรกพบว่าหลังจากนั้นประมาณ 2 นาที 85% ของ CP ได้รับการกู้คืนในขณะที่นาทีที่ 4 ของการฟื้นฟูเปอร์เซ็นต์ถึง 90% เพื่อให้ได้ค่าเริ่มต้นเกือบเสร็จสมบูรณ์หลังจากนั้นประมาณ 8 นาที
ในกรณีที่สองแทนด้วยการไหลเวียนของเลือดอุดตัน creatine phosphate resynthesis จะไม่เกิดขึ้น: สิ่งนี้นำไปสู่การยืนยันว่าวงจรการฟื้นฟูเกิดขึ้นเนื่องจากการคืนค่าออกซิเจนที่ขนส่งผ่านฮีโมโกลบินในเลือด
การกู้คืน CP (%) | เวลา (นาที) |
85 | 2 |
90 | 4 |
100 | 8 |
ตามธรรมชาติแล้วการลดลงของ creatine phosphate ซึ่งเป็นผลมาจากการออกกำลังกายจะยิ่งใหญ่ขึ้นและปริมาณของออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ใหม่จะมีมากขึ้น
