Ресинтез АТФ в креатинфосфокиназной реакции
В этой реакции роль донора макроэргической фосфатной связи для регенерации АТФ выполняет креатинфосфат – фосфорилированное производное креатина.
Креатин в организме последовательно синтезируется в почках и печени из глицина, аргинина и метионина, после чего отправляется в мышцы. Если мышца находится в состоянии отдыха или покоя, то он фосфорилируется. Источником макроэргического фосфата является АТФ. Реакция идет «слева направо» и катализируется ферментом креатинфосфокиназой:
Креатин + АТФ ó Креатинфосфат + АДФ
Сразу после начала мышечной работы, как только появляется АДФ, реакция идет «справа налево». Она начинается, поскольку и креатинфосфат и АДФ проявляют высокое химическое сродство к ферменту. Уже на второй секунде после начала работы скорость реакции максимальна (рис.8).
К тому же ионы Са2+, высвободившиеся из саркоплазматического ретикулума, являются активаторами креатинфосфокиназы. 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.
 |
Рис.8. Интенсивность энергообразующих процессов в работающей мышце в зависимости от продолжительности упражнения. Быстрое истощение запасов АТФ в первые секунды работы вызывает необходимость активации энергопоставляющих процессов. В первую очередь активируется креатинфосфокиназа, которая обеспечивает продолжение мышечных сокращений еще в течение 5‑10 секунд. В случае высокой интенсивности работы приток кислорода недостаточен, и в клетке идет гликолиз – анаэробное окисление глюкозы (получаемой из гликогена) до молочной кислоты. При невысокой мощности и достаточной продолжительности работы кровообращение в мышце увеличивается, и она переходит в аэробный метаболизм. При этом в качестве субстратов используются глюкоза крови, жирные кислоты и кетоновые тела
В связи с отмеченными особенностями регуляции, креатинфосфокиназная реакция первой включается в процесс ресинтеза АТФ при физической работе и протекает с максимальной скоростью до тех пор, пока не будут значительно исчерпаны запасы креатинфосфата в мышечном волокне. Эта реакция играет роль «энергетического буфера», который обеспечивает постоянство содержания АТФ в мышце при резких перепадах скорости использования энергии.
Благодаря тому, что количество креатинфосфата в мышцах практически в 3 раза превышает содержание АТФ, общее количество этих двух макроэргов обеспечивает мышечные усилия максимальной мощности в течение 10-15 секунд.
Однако, с другой стороны, высокая скорость данной реакции в первые секунды работы не позволяет уровню АДФ увеличиться до «сигнальной» величины, то есть до той величины, которая будет оказывать активирующее действие на клеточные ферменты. Только после того, как запасы креатинфосфата будут исчерпаны примерно на треть (около 5‑6 секунд), накопление АДФ будет стимулировать процессы гликолиза и дыхания.
Дата добавления: 2015-12-22; просмотров: 1851;