2.4. Биохимические основы функционирования фосфагенного пути ресинтеза аденозинтрифосфата

1. Биохимические основы функционирования системы креатин-креатинфосфат-креатинин. Данная система обеспечивает регенерацию аденозинтрифосфата (АТФ) непосредственно на миофибриллах первые несколько секунд работы. Данная система наибольшее значение имеет для спортсменов, тренирующихся в ациклических видах спорта, особенно в тех упражнениях, характер которых связан со взрывным типом мышечной деятельности - бег на короткие дистанции, прыжки и др. Следует отметить, что элементы взрывного характера мышечной деятельности присутствуют и игровых видах спорта.

Биосинтез креатина протекает в две стадии из 3-х аминокислот: аргинина, глицина и метионина.

H N = C – NH₂

NH СООН глицинамидинотрансфераза

(CH₂)₃ + CH₂

CH - NH₂ NH₂

COOH

аргинин глицин

HN = C – NH₂ NH₂

NH + (CH₂)₃

CH₂ CH - NH₂

COOH COOH

гуанидинацетат орнитин

(гликоциамин)

Схема 7. Образование гуанидинацетата

1-я стадия. Биосинтез гуанидинацетата - осуществляется в почках при участии фермента глицинамидинотрансферазы (схема 7).

2-я стадия. Протекает в печени при участии фермента гуанидинацетатметилтрансферазы. Донором метильной группы в данной реакции является активированный метионин - S-аденозилметионин.

NH₂ NH₂

C = NH C = NH

NH + S-аденозилметионин N - СН₃ + S-аденозилгомоцистеин

CH₂ CH₂

COOH COOH

гуанидинацетат креатин

Схема 8. Превращение гунидинацетата в креатин

Образовавшийся креатин с током крови выносится из печени и поступает в мышечную ткань, где в митохондриях фосфорилируется митохондриальной фракцией креатинфосфокиназы (КФК) при участием АТФ с образованием специфического макроэрга мышечной ткани - кретинфосфата.

N H NH

C-NH₂ C-NH-PO₃H₂

КФК

N-CH₃ + АТФ N-CH₃ + АДФ

CH₂ CH₂

COOH COOH

креатин креатинфосфат

Схема 9. Образование креатинфосфата из креатина

Образовавшийся креатинфосфат диффундирует к сократительным элементам цитоплазмы - миофибриллам, где передает свою фосфатную группу на АДФ с помощью цитоплазматической креатинфосфокиназы и образованием креатинина.

N H NH

C - NH - PO₃H₂ C - NH

КФК C = O + H₃PO₄

N - CH₃ H₃C - N - CH₂

CH₂

COOH

креатинфосфат креатинин

Схема 10. Образование креатинина

Креатинин является конечным продуктом обмена, не вступает ни в какие химические превращения и выделяется через почки с мочой. Таким образом, креатинин является нормальным компонентом мочи. Установлена зависимость между объемом мышечной ткани и содержанием креатинина в крови - чем больше мышечная масса, тем больше содержание креатинина. В среднем, у мужчин содержание креатинина в крови больше чем у женщин.