Kreatin
3K 0 20.02.2019 (letzte Überarbeitung: 28.02.2019)
Kreatinphosphat (englischer Name - Kreatinphosphat, chemische Formel - C4H10N3O5P) ist eine energiereiche Verbindung, die während der reversiblen Phosphorylierung von Kreatin gebildet wird und sich hauptsächlich (95%) im Muskel- und Nervengewebe ansammelt.
Seine Hauptfunktion besteht darin, die Stabilität der Produktion von intrazellulärer Energie sicherzustellen, indem der erforderliche Gehalt an Adenosintriphosphorsäure (ATP) durch Resynthese konstant gehalten wird.
Biochemie von Kreatinphosphat
Im Körper gibt es jede Sekunde viele biochemische und physiologische Prozesse, die den Energieverbrauch erfordern: die Synthese von Substanzen, den Transport von Molekülen organischer Verbindungen und Mikroelemente zu den Organen von Zellen, die Durchführung von Muskelkontraktionen. Die benötigte Energie wird während der Hydrolyse von ATP erzeugt, von dem jedes Molekül mehr als 2000 Mal pro Tag resynthetisiert wird. Es reichert sich nicht im Gewebe an, und für das normale Funktionieren aller inneren Systeme und Organe ist eine ständige Wiederauffüllung seiner Konzentration erforderlich.
Für diese Zwecke ist Kreatinphosphat vorgesehen. Es wird ständig produziert und ist der Hauptbestandteil der Reaktion zur Reduktion von ATP aus ADP, das durch ein spezielles Enzym - die Kreatinphosphokinase - katalysiert wird. Im Gegensatz zu Adenosintriphosphorsäure haben die Muskeln immer eine ausreichende Versorgung.
Bei einem gesunden Menschen beträgt das Volumen an Kreatinphosphat etwa 1% des gesamten Körpergewichts.
Am Prozess der Kreatinphosphatase sind drei Isoenzyme der Kreatinphosphokinase beteiligt: Typen MM, MB und BB, die sich in ihrer Position unterscheiden: Die ersten beiden befinden sich in den Skelett- und Herzmuskeln, die dritte in den Geweben des Gehirns.
Resynthese von ATP
Die Regeneration von ATP durch Kreatinphosphat ist die schnellste und effizienteste der drei Energiequellen. 2-3 Sekunden Muskelarbeit unter starker Belastung reichen aus, und die Resynthese erreicht bereits ihre maximale Leistung. In diesem Fall wird 2-3 mal mehr Energie erzeugt als bei Glykolyse, CTA und oxidativer Phosphorylierung.
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Dies ist auf die Lokalisierung der Reaktionsteilnehmer in unmittelbarer Nähe der Mitochondrien und die zusätzliche Aktivierung des Katalysators durch die Produkte der ATP-Spaltung zurückzuführen. Ein starker Anstieg der Intensität der Muskelarbeit führt daher nicht zu einer Abnahme der Konzentration von Adenosintriphosphorsäure. Bei diesem Prozess wird Kreatinphosphat intensiv verbraucht, nach 5-10 Sekunden beginnt seine Geschwindigkeit stark abzunehmen und nach 30 Sekunden sinkt er auf die Hälfte des Maximalwerts. In Zukunft kommen andere Methoden zur Umwandlung von Makroenergieverbindungen ins Spiel.
Der normale Verlauf der Kreatinphosphatreaktion ist von besonderer Bedeutung für Sportler, die mit ruckartigen Veränderungen der Muskelbelastung verbunden sind (Kurzstreckenlauf, Gewichtheben, verschiedene Übungen mit Gewichten, Badminton, Fechten und andere explosive Spielarten).
Die Biochemie nur dieses Prozesses ist in der Lage, den Energieverbrauch in der Anfangsphase der Muskelarbeit zu überkompensieren, wenn sich die Intensität der Last stark ändert und eine maximale Leistungsabgabe in einer minimalen Zeit erforderlich ist. Trainings in den oben genannten Sportarten sollten unter der obligatorischen Berücksichtigung einer ausreichenden Sättigung des Körpers mit der Quelle dieser Energie - Kreatin und dem "Akkumulator" makroenergetischer Bindungen - Kreatinphosphat - durchgeführt werden.
In Ruhe oder mit einer signifikanten Abnahme der Intensität der Muskelaktivität nimmt der ATP-Verbrauch ab. Die Geschwindigkeit der oxidativen Resynthese bleibt auf dem gleichen Niveau und der "Überschuss" an Adenosintriphosphorsäure wird verwendet, um die Reserven an Kreatinphosphat wiederherzustellen.
Synthese von Kreatin und Kreatinphosphat
Die Hauptorgane, die Kreatin produzieren, sind die Nieren und die Leber. Der Prozess beginnt in den Nieren mit der Produktion von Guanidinacetat aus Arginin und Glycin. Aus diesem Salz und Methionin wird dann Kreatin in der Leber synthetisiert. Durch den Blutfluss wird es zum Gehirn- und Muskelgewebe transportiert, wo es unter geeigneten Bedingungen (Abwesenheit oder geringe Muskelaktivität und eine ausreichende Anzahl von ATP-Molekülen) in Kreatinphosphat umgewandelt wird.
Klinische Bedeutung
In einem gesunden Körper wird ein Teil des Kreatinphosphats (etwa 3%) durch nichtenzymatische Dephosphorylierung ständig in Kreatinin umgewandelt. Diese Menge bleibt unverändert und wird durch das Volumen der Muskelmasse bestimmt. Als nicht beanspruchtes Material wird es frei im Urin ausgeschieden.
Um den Zustand der Nieren zu diagnostizieren, ermöglicht die Analyse der täglichen Ausscheidung von Kreatinin. Eine niedrige Konzentration im Blut kann auf Muskelprobleme hinweisen, und ein Überschreiten der Norm weist auf eine mögliche Nierenerkrankung hin.
Änderungen des Kreatinkinase-Spiegels im Blut ermöglichen es, die Symptome einer Reihe von Herz-Kreislauf-Erkrankungen (Myokardinfarkt, Bluthochdruck) und das Vorhandensein pathologischer Veränderungen im Gehirn zu identifizieren.
Bei Atrophie oder Erkrankungen der Muskulatur wird das produzierte Kreatin nicht im Gewebe absorbiert und im Urin ausgeschieden. Seine Konzentration hängt von der Schwere der Erkrankung oder dem Grad des Verlustes der Muskelleistung ab.
Eine Überdosierung von Kreatin kann aufgrund der Nichtbeachtung der Anweisungen für die Verwendung eines Sportergänzungsmittels zu einem erhöhten Kreatingehalt im Urin führen.
