Door Fabrizio Felici
In rustomstandigheden zijn de ATP-eisen bescheiden, maar wanneer de vezels gestimuleerd worden om samen te trekken, neemt dit verzoek onmiddellijk toe.
In een spiercel, in rust, worden bescheiden hoeveelheden ATP opgeslagen, maar het kan er niet lang op vertrouwen, als het eenmaal begint te samentrekken. Om de afname van de ATP-toevoer te voorkomen, moet de spiercel dus zijn productiesnelheid verhogen om de toename in snelheid van gebruik bij te houden. Het ATP dat de energie verschaft die nodig is voor de samentrekking wordt in de spiercellen geproduceerd door fosforylatie op substraatniveau en door oxidatieve fosforylering. Wanneer het energieverbruik in een cel toeneemt, neemt de concentratie van ATP af en neemt die in ADP toe. Deze variaties leiden tot een toename van de activiteit van de enzymen die verantwoordelijk zijn voor ATP-vorming, met als gevolg dat ATP met een hogere snelheid wordt geproduceerd. Hoewel dit gebeurt zodra de cel begint te samentrekken, duurt het enkele seconden voordat deze reacties de benodigde snelheid hebben bereikt. Dus om te zorgen voor de beschikbaarheid van de vereiste ATP, vertrouwen de spieren op een hoogenergetische en onmiddellijk beschikbare fosfaatreserve, creatinefosfaat (CP), die zijn fosfaatgroep overbrengt naar ADP (die altijd aanwezig is) voor vorm ATP. De rustcel bevat een hoeveelheid creatinefosfaat die voldoende is om een hoeveelheid ATP te verschaffen die gelijk is aan 4-5 maal de normaal aanwezige hoeveelheid, waardoor de cel zijn activiteit kan behouden totdat de andere reacties die kunnen produceren in het spel komen. ATP.
De reactie van creatinefosfaat met ADP wordt gekatalyseerd door het enzym creatinekinase en is reversibel:
Wanneer deze reactie van links naar rechts verloopt, genereert het ATP en creatine; wanneer het van rechts naar links gaat, genereert het ADP en creatinefosfaat. In de rustende spiercel is de reactie in evenwicht en voor elk creatinefosfaatmolecuul dat zich vormt, wordt een ander omgezet in creatine. Wanneer de spieractiviteit in plaats daarvan begint, neemt de ATP-concentratie af, die van ADP neemt toe en de reactie gaat naar rechts voor de wet van massale actie. Als een resultaat wordt een bepaalde hoeveelheid ADP getransformeerd in ATP, dat kan worden gebruikt in de cyclus van kruisende bruggen ten koste van creatinefosfaat, dat wordt verbruikt. Aangezien de voorraden van CP beperkt zijn, kan deze reactie slechts korte tijd ATP produceren, maar voldoende voor de andere metabolische reacties die ATP leveren om in de tussentijd te worden geactiveerd. Wanneer de spiercel de contractie beëindigt, wordt de creatinefosfaattoevoer hersteld omdat de verminderde ATP-vraag een verhoging van de ATP-concentratie en een afname van de ADP veroorzaakt, waardoor een verschuiving van de reactie naar links wordt veroorzaakt, zodat creatinefosfaat opnieuw wordt gesynthetiseerd van creatine. Op deze manier worden de CP-reserves bewaard door een plotselinge toename van de activiteit op een later tijdstip.
Het herstel van creatinefosfaatreserves in de snelle herstelfase
Een reeks experimenten bracht belangrijke aanwijzingen naar voren in dit verband. In een van deze experimenten werd een spierweefselmonster genomen door naaldbiopsie vóór het begin van lichamelijke oefening en vervolgens periodiek gedurende de herstelfase na de uitputtende maximale inspanning. De test is op twee verschillende manieren uitgevoerd:
- Spier met normale doorbloeding
- Spier met afgesloten bloedstroom
In het eerste geval werd waargenomen dat na slechts 2 minuten ongeveer 85% van de CP was hersteld, terwijl bij de 4e minuut van restauratie het percentage 90% bereikte, om na ongeveer 8 minuten te komen tot de bijna volledige restauratie van de initiële waarde.
In het tweede geval, aan de andere kant, met afgesloten bloedstroom, vindt de hersynthese van creatinefosfaat niet plaats: dit heeft geleid tot de bevestiging dat de regeneratiecyclus plaatsvindt dankzij de restauratie van zuurstof die door hemoglobine in het bloed wordt getransporteerd.
CP herstel (%) | Tijd (min.) |
85 | 2 |
90 | 4 |
100 | 8 |
Natuurlijk is de uitputting van creatinefosfaat groter als gevolg van lichaamsbeweging en des te groter de hoeveelheid zuurstof die nodig is voor de hersynthese.
