Mis on kreatiinfosfaat. Energiaprotsessid lihastes maksimaalseks kasvuks. Krooniline südamepuudulikkus

Kõrge energiaga fosforüülitud ühendite hulgas on üks, mis mängib erilist rolli erutuvate kudede, näiteks lihaste ja närvide energias. See ühend, kreatiinfosfaat või fosfokreatiin (joonis 14-13), toimib kõrge energiasisaldusega fosfaatrühmade reservuaarina. kreatiinfosfaadi hüdrolüüs ületab veidi ATP hüdrolüüsi.

Kreatiinfosfaat võib kreatiinkinaasi katalüüsitava reaktsiooni käigus oma fosfaatrühma üle kanda ADP-le:

Tänu kreatiinfosfaadile on ATP kontsentratsioon veres lihasrakud hoitakse konstantsel ja pealegi üsna kõrge tase. See on eriti oluline nende jaoks skeletilihased töötab katkendlikult, kuid mõnikord väga kõvasti suurel kiirusel. Kui osa lihasraku ATP-st kasutatakse kokkutõmbumisel ära, moodustub ADP ATP hüdrolüüsi tulemusena. Kreatiinfosfaat kannab kreatiinkinaasi osalusel kiiresti oma fosfaatrühma ADP molekulidele ja normaalne ATP tase taastub. Kreatiinfosfaadi sisaldus lihastes on 3-4 korda suurem kui ATP sisaldus (tabel 14-4); seetõttu saab kreatiinfosfaadi kujul talletada piisavalt fosfaadirühmi, mis tagab täielikult ATP konstantse taseme säilitamise lühikeste suurenenud perioodide jooksul. lihaste aktiivsus.

Riis. 14-12. Eukarüootsete rakkude ripsmetes ja lipudes arendatakse mehaaniline tugevus ATP kasutamise kaudu. A. Siliumi ristlõige. Need struktuurid koosnevad üheksast paarist mikrotuubulitest, mis moodustavad välimise rõnga ja kahest üksikust kesksest mikrotuubulist (9 + 2 paigutus; punkt 2.16). Ripsmed on ümbritsetud ümbrisega, mis on rakumembraani väljakasv. Energia ripsmete iseloomulike liikumiste jaoks (lainetaolised, libisevad või pöörlevad) saadakse ATP hüdrolüüsi teel. Neid liigutusi teostavad ripsmed paaritud mikrotuubulite libisemise või keerdumise tõttu, mis on väga sarnane skeletilihastes üksteise suhtes täheldatud paksude ja õhukeste filamentide ATP-st sõltuva libisemisega. Välistest (paaritud) mikrotuubulitest väljuvad üksteisest võrdse vahega asetsevad protsessid ehk eendid, mis meenutavad paksudes lihaskiududes müosiinipäid. Need eendid koosnevad düneiini molekulidest, mis on üsna suur ATPaasi aktiivsusega valk. ATP düneiini katalüüsitud hüdrolüüs annab energiat mehaaniliseks liikumiseks – mikrotuubulite libisemiseks või keerdumiseks. On oletatud, et tsentraalsed mikrotuubulid reguleerivad ripsmete liikumise kiirust. B. Eraldi tsiliaaride löömise faasid mereussi lõpustes, mille ripsmed on umbes 30 µm pikad. Need iseloomulikud liigutused teavitab ripsmeid torukujuliste filamentide ATP-st sõltuvast libisemisest üksteise suhtes.

Riis. 14-13. Lihastes olev kreatiinfosfaat mängib kõrge energiasisaldusega fosfaadirühmade varudoonori rolli. See toimib omamoodi puhvrina, tagades ATP kontsentratsiooni püsivuse.

Kreatiinkinaasi reaktsiooni pöörduvuse tõttu fosforüülitakse taastumisperioodil kogunenud kreatiin taas ATP arvelt kreatiinfosfaadiks. Kuna kreatiinfosfaadi moodustumiseks ja lagunemiseks ei ole muud metaboolset rada, sobib see ühend hästi täitma oma funktsiooni fosfaatrühmade reservuaarina.

Paljude selgrootute lihastes täidab energia reservvormi kandja rolli mitte kreatiinfosfaat, vaid argipippfosfaat. Ühendeid, mis toimivad nagu kreatiinfosfaat ja arginiinfosfaat varuenergiaallikatena, nimetatakse fosfageenideks.

14.16. ATP annab energiat ka aktiivseks transpordiks läbi membraanide

ATP keemilist energiat kasutatakse ka osmootse töö tegemiseks, s.o. töö, mis on vajalik ioonide või molekulide ülekandmiseks üle membraani ühest sektsioonist teise, kus nende kontsentratsioon on suurem. Saame arvutada vaba energia koguse, mis on vajalik 1 mooli ioniseerimata lahustunud aine ülekandmiseks läbi membraani, näiteks keskkonnast rakku, kui teame sidumata kujul lahustunud aine kontsentratsioone keskkonnas ja rakus. (Joon. 14-14). Selle arvutuse jaoks kasutame üldvõrrandit

kus on antud lahustunud aine molaarne kontsentratsioon keskkonnas, on selle molaarne kontsentratsioon rakus, R on gaasikonstant ja T on absoluutne temperatuur. Selle võrrandi abil saate määrata vaba energia koguse, mis on vajalik 1 mooli glükoosi liigutamiseks sajakordse kontsentratsioonigradiendi suhtes, näiteks glükoosi algkontsentratsiooniga keskkonnast sektsiooni, kus selle lõppkontsentratsioon on . Asendades võrrandisse vastavad väärtused, saame

Riis. 14-14. Aktiivne lahustunud aine transport kontsentratsioonigradienti vastu. Alustades tasakaalu hetkest, s.o. sellest hetkest. kui antud lahustunud aine kontsentratsioonid on mõlemas sektsioonis samad, liigutab lahustunud aine aktiivne transport ühest sektsioonist teise seda kontsentratsioonigradienti vastu. Mis tahes lahustunud aine kontsentratsioonigradiendi loomiseks ja säilitamiseks membraani mõlemal küljel asuvate sektsioonide vahel on vaja vaba energiat. Kui energia mingil põhjusel lakkab voolamast, siis hakkab suurema kontsentratsiooniga aine sektsioonist tagasi difundeeruma ja difusioon jätkub seni. kuni tasakaal taas saavutatakse, st kuni aine kontsentratsioonid mõlemal pool membraani on võrdsed.

Vaba energia muutust väljendatakse sel juhul positiivse väärtusena, mis tähendab, et 2,72 kcal vaba energiat, mis on vajalik 1 mooli glükoosi (või ükskõik millise neutraalse aine) transportimiseks sajakordse kontsentratsioonigradiendi vastu, tuleb üle kanda 2,72 kcal vaba energiat. teatud konjugaatreaktsioonide tõttu, mis võivad toimida energiaallikana.

Kontsentratsioonigradiendid rakumembraanide kahe külje vahel (transmembraansed gradiendid) on väga erinevad. Võib-olla hoiab kehas maksimaalset kontsentratsioonigradienti mao limaskesta parietaalrakkude plasmamembraan, mis eritavad vesinikkloriidhapet maomahla. Kontsentratsioon maomahlas võib ulatuda, samal ajal kui ioonide kontsentratsioon rakkudes on ligikaudu . See tähendab, et parietaalrakkudel on võime sekreteerida vesinikioone isegi järjekorra gradiendi vastu. Ilmselt on neil rakkudel mõned väga aktiivsed membraani "pumbad" vesinikuioonide sekreteerimiseks, kuna nii kõrge kontsentratsioonigradiendi säilitamiseks on vaja märkimisväärset energiahulka. Ainete liikumist läbi membraanide kontsentratsioonigradienti vastu nimetatakse aktiivseks transpordiks. Mao teket stimuleerib spetsiaalne membraaniga seotud ensüüm, nn α-transportiv ATPaas. Maomahla moodustumisel eritub iga ADP-ks ja fosfaadiks hüdrolüüsitud tsütosoolse ATP molekuli kohta kaks iooni tsütosoolist plasmamembraani kaudu väljapoole.

Teine oluline näide aktiivsest transpordist on ioonide transport läbi plasmamembraani kõigis loomarakkudes. Seda protsessi saab kõige paremini uurida erütrotsüütides. On kindlaks tehtud, et kontsentratsioon erütrotsüütide tsütosoolis ulatub ligikaudu, samas kui vereplasmas on see ainult . Samal ajal saavutab kontsentratsioon vereplasmas ja erütrotsüütides on ligikaudu võrdne. Selliste kõrgete transmembraansete gradientide säilitamiseks on vaja ATP energiat. Erütrotsüütide membraan sisaldab spetsiaalset ensüümi, mida nimetatakse α-transpordiks ATPaasiks, mis toimib nii ensüümi kui ka molekulaarpumbana. See ATPaas katalüüsib ATP hüdrolüütilist lõhustamist ADP-ks ja fosfaadiks ning kasutab protsessi käigus vabanevat vaba energiat ioonide pumpamiseks keskkonnast rakku ja ioonide rakust keskkonda (joonis 14-15). Selle protsessi energiaülekande etapp on ATP terminaalse fosfaatrühma ülekandmine β-ATPaasi molekulile.

Riis. 14-15. Skeem, mis selgitab -ATraza toimet. Transpordiks rakku (kus selle kontsentratsioon on kõrgem kui keskkonnas) ja transpordiks rakust keskkonda (kus nende ioonide kontsentratsioon on suurem kui rakus) on vaja vaba energiat. Selle allikas on ATP hüdrolüüs. Iga ADP-ks hüdrolüüsitud ATP molekuli kohta lahkub rakust kolm iooni ja kaks iooni siseneb sinna keskkonnast. See ioonide transport koosneb kahest etapist. Esimeses etapis fosforüülitakse ATPaasi molekul ATP toimel. ja see võimaldab kinnituda iooni Teises etapis kinnitub ioon, mille tulemuseks on ja K ülekandmine läbi membraani koos tsütosooli siseneva vaba fosfaadi elimineerimisega. ATP ja selle hüdrolüüsiproduktid (ADP ja ) jäävad rakku.

Lüofilisaat infusioonilahuse valmistamiseks valge või peaaegu valge pulbri kujul, osakeste võimaliku agregatsiooniga.

Klaasist flakonid (1) - pappkarbid.

Ravimi kirjeldus põhineb ravimi ametlikult kinnitatud kasutusjuhendil ja on koostatud 2019. aastal. Värskendamise kuupäev: 23.05.2019

farmakoloogiline toime

Kreatiinfosfaat (fosfokreatiin) mängib võtmerolli lihaste kontraktsioonimehhanismi energiavarustuses. Müokardis ja skeletilihastes on kreatiinfosfaat biokeemilise energia varuvorm, mida kasutatakse ATP resüntees, tänu hüdrolüüsile annab energiat lihaste kokkutõmbumise protsessiks. Isheemiaga lihaskoe kreatiinfosfaadi sisaldus müotsüütides väheneb kiiresti, mis on üks peamisi kontraktiilsuse halvenemise põhjuseid. Kreatiinfosfaat parandab müokardi ja lihaskoe ainevahetust, aeglustab südamelihase kontraktiilsuse vähenemist isheemia ajal ning avaldab kardioprotektiivset toimet isheemilisele müokardile.

Eksperimentaalsed kardiofarmakoloogilised uuringud on kinnitanud kreatiinfosfaadi metaboolset rolli ja selle kaitsvaid omadusi seoses müokardiga:

a) kreatiinfosfaadi in / m sisseviimisel on annusest sõltuv kaitsev toime mitmesuguste kardiomüopaatiate korral, mis on põhjustatud isoprenaliinist rottidel ja tuvidel, türoksiinist rottidel, emetiinist merisigadel, p-nitrofenoolist rottidel;

b) kreatiinfosfaadil on positiivne inotroopne toime konna, merisea, roti isoleeritud südamele, samuti glükoosi, kaltsiumipuuduse või kaaliumi üledoosi korral;

c) kreatiinfosfaat neutraliseerib isoleeritud merisea aatriumis anoksiast põhjustatud negatiivset inotroopset toimet;

d) kreatiinfosfaadi lisamine kardiopleegilistele lahustele suurendab müokardi kaitset erinevates eksperimentaalsetes mudelites nii isoleeritud elundil kui ka in vivo:

• roti südamel kardiopulmonaalse ümbersõidu ja isheemilise südameseiskuse korral kaitseb perfusioon kreatiinfosfaadiga täiendatud kardiopleegiliste lahustega nii normaalses kui ka hüpotermilises seisundis südant isheemiliste kahjustuste eest; see kaitsev toime kaaliumi, magneesiumi ja prokaiini lisamisega on optimaalne kreatiinfosfaadi kontsentratsioonil 10 mmol/l;
• töötaval isoleeritud roti südamel piirkondliku isheemia tingimustes (vasaku eesmise laskuva koronaararteri ligeerimine 15 min) on kreatiinfosfaadi (10 mmol/l) preisheemiline infusioon kaitsev toime reperfusiooniarütmia tekke vastu;
• isoleeritud koerte südametes ja in vivo (normaalsed ja hüpertroofilised südamed) pärast südameseiskust hüperkaliumi lahustega mängib kardiopleegiliste lahuste perfusioon kreatiinfosfaadiga kaitsvat rolli; samal ajal registreeritakse ATP ja kreatiinfosfaadi lagunemise vähenemine, mitokondrite ja sarkolemma struktuuri säilimine ning funktsionaalse taastumise paranemine pärast reperfusiooni arütmiat;
• sea ​​südamele in vivo vereringe möödaviigu tingimustes annab kreatiinfosfaadi lisamine kardiopleegilistele lahustele parim kaitse müokard;

e) kreatiinfosfaat mängib kaitsvat rolli eksperimentaalse müokardiinfarkti ja pärgarteri oklusiooni korral:

• koertel tsirkumfleksarteri ligeerimisel saadud eksperimentaalse müokardiinfarkti ajal stabiliseerib kreatiinfosfaadi (200 mg/kg boolus, millele järgneb infusioon 5 mg/kg/min) manustamine hemodünaamilisi parameetreid, omab antiarütmilist ja antifibrilleerivat toimet, hoiab ära südame kontraktiilse funktsiooni vähenemine isheemia ajal, piirates seeläbi infarkti tsooni laienemist;
• rottidel koronaarligeerimise tingimustes vähendab kreatiinfosfaat vatsakeste virvenduse sagedust ja kestust;
• kreatiinfosfaadi i.v infusioon vähendab küülikutel ja kassidel pärast koronaararterite ligeerimist infarkti piirkonda;

f) kreatiinfosfaadi kardioprotektiivne toime on seotud sarkolemma stabiliseerimisega, adeniini nukleotiidide rakukogumi säilimisega, et inhibeerida nukleotiidide katabolismi ensüüme, takistades fosfolipiidide lagunemist isheemilises müokardis, see võib parandada mikrotsirkulatsiooni tsoonides ja pärsivad ADP-indutseeritud trombotsüütide agregatsiooni.

Farmakokineetika

Küülikutel täheldatakse pärast kreatiinfosfaadi ühekordset intramuskulaarset süstimist kreatiinfosfaadi Cmax vereringes, mis on 25–28% manustatud annusest, 20–40 minutit pärast manustamist. Kreatiinfosfaadi kontsentratsioon väheneb aeglaselt ja 250 minutit pärast manustamist sisaldub vereringes 9% eksogeensest kreatiinfosfaadist. Pärast kreatiinfosfaadi ühekordset intramuskulaarset süstimist täheldatakse ka ATP taseme tõusu. Toime tuvastatakse 40 minutit pärast manustamist ja kestab kuni 250 minutit. Sel juhul toimub ATP kontsentratsiooni maksimaalne tõus 25% võrra 100 minutit pärast kreatiinfosfaadi manustamist. Pärast intravenoosset manustamist küülikutele jääb kreatiinfosfaat vereringesse, mille sisaldus väheneb järk-järgult 30 minuti jooksul. Sel juhul suureneb ka ATP kontsentratsioon veres 24% võrra, naases normaalsele tasemele 300 minuti pärast.

Inimestel algab ühekordse intravenoosse manustamise tingimustes kreatiinfosfaadi T 1/2 0,09 kuni 0,2 tundi Pärast kreatiinfosfaadi manustamist annuses 5 g aeglase infusiooni teel on kreatiinfosfaadi sisaldus veres umbes 5 nmol / ml 40 minuti pärast ja 40 minutit pärast kreatiinfosfaadi manustamist annuses 10 g on kreatiinfosfaadi sisaldus veres umbes 10 nmol / ml. Pärast i / m manustamist ilmub kreatiinfosfaat vereringesse 5 minuti pärast, saavutades C max 30 minuti pärast - umbes 10 nmol / ml annuse 500 mg ja umbes 11-12 nmol / ml annuse 750 mg korral. 60 minutit pärast manustamist väheneb kreatiinfosfaadi kontsentratsioon veres 4-5 nmol / ml-ni. 120 minutit pärast manustamist on eksogeense kreatiinfosfaadi jääksisaldus 1-2 nmol/ml.

Näidustused kasutamiseks

Kombineeritud ravi osana järgmiste haiguste korral:

• äge müokardiinfarkt;
• krooniline südamepuudulikkus;
• intraoperatiivne müokardi isheemia;
• alajäsemete intraoperatiivne isheemia;
• müokardi metaboolsed häired hüpoksia tingimustes;
• spordimeditsiinis vältimaks ägeda ja kroonilise füüsilise ülekoormuse sündroomi väljakujunemist ning parandamaks sportlaste kohanemist ekstreemse füüsilise koormusega.

Annustamisrežiim

Ravimit manustatakse ainult intravenoosselt (in/in, jet või tilguti) vastavalt arsti ettekirjutusele 30-45 minutit, 1 g 1-2 korda päevas.

Kreatiinfosfaati manustatakse maksimaalselt lühike aeg isheemianähtude ilmnemise hetkest, mis parandab haiguse prognoosi.

Viaali sisu lahustatakse 10 ml süstevees, 10 ml 0,9% naatriumkloriidi infusioonilahuses või 5% glükoosi infusioonilahuses. Raputage viaali tugevalt kuni täieliku lahustumiseni. Reeglina võtab ravimi täielik lahustumine aega vähemalt 3 minutit.

Kreatiinfosfaati kasutatakse kardiopleegilistes lahustes kontsentratsioonis 10 mmol/l (~2,1 g/l), et kaitsta müokardit südameoperatsioonide ajal. Lisage lahuse koostisele vahetult enne sisseviimist.

Äge müokardiinfarkt

• 2–4 g ravimit, lahjendatuna 50 ml süstevees, IV kiirinfusioonina, millele järgneb 8–16 g IV infusioon 200 ml 5% dekstroosi (glükoosi) lahuses 2 tunni jooksul.

• 2-4 g 50 ml süstevees tilguti (infusiooni kestus vähemalt 30 minutit) 2 korda päevas.

• 2 g 50 ml tilguti süstevees (infusiooni kestus vähemalt 30 minutit) 2 korda päevas. Vajadusel võib 6 päeva jooksul läbi viia infusioonikuuri 2 g ravimit 2 korda päevas. Parimad tulemused ravi registreeriti patsientidel, kes said esimese ravimisüsti hiljemalt 6–8 tundi pärast haiguse kliiniliste ilmingute ilmnemist.

Krooniline südamepuudulikkus

Sõltuvalt patsiendi seisundist võite alustada ravi "šokkannustega" 5-10 g ravimit 200 ml 5% dekstroosi (glükoosi) lahuses intravenoosselt kiirusega 4-5 g/h 3-5 päeva jooksul. ja seejärel tilgutage intravenoosselt (infusiooni kestus vähemalt 30 minutit) 1-2 g ravimit, mis on lahjendatud 50 ml süstevees, 2 korda päevas.
2-6 nädalat või kohe alustada intravenoosse tilgutiga kreatiinfosfaadi säilitusannuseid (1-2 g 50 ml süstevees 2 korda päevas 2-6 nädala jooksul).

Intraoperatiivne müokardi isheemia

Soovitatav on intravenoossete tilkinfusioonide kuur vähemalt 30 minutit, 2 g ravimit 50 ml süstevees 2 korda päevas 3-5 päeva enne operatsiooni ja 1-2 päeva pärast seda. ajal kirurgiline sekkumine Kreatiinfosfaat lisatakse tavapärase kardiopleegilise lahuse koostisele kontsentratsioonis 10 mmol / l või 2,5 g / l vahetult enne manustamist.

Intraoperatiivne alajäseme isheemia

2–4 g kreatiinfosfaati 50 ml süstevees intravenoosse kiirinfusioonina enne operatsiooni, millele järgneb 8–10 g ravimi intravenoosne tilgutamine 200 ml 5% dekstroosi (glükoosi) lahuses kiirusega 4-5 g/h operatsiooni ja reperfusiooni ajal.

Müokardi metaboolsed häired hüpoksia tingimustes

Kreatiini ajalugu

Kreatiini avastas 1832. aastal prantsuse teadlane Chevrel, kes avastas varem tundmatu skeletilihaste komponendi, mida ta hiljem nimetas kreatiiniks, kreekakeelsest sõnast kreas, mis tähendab "liha".

Pärast seda, kui Chevrel 1835. aastal avastas kreatiini, kinnitas teine ​​teadlane Lieberg, et kreatiin on imetajate lihaste tavaline komponent. Umbes samal ajal avastasid teadlased Heinz ja Pettenkofer uriinist aine nimega "kreatiniin". Nad väitsid, et kreatiniin moodustub lihastesse kogunenud kreatiinist. Juba 20. sajandi alguses viisid teadlased läbi hulga uuringuid kreatiini kui toidulisandi kohta. On leitud, et mitte kogu suukaudselt manustatud kreatiin ei eritu uriiniga. See näitas, et osa kreatiinist jääb kehasse.

Uurijad Folin ja Denis 1912. ja 1914. aastal vastavalt tehti kindlaks, et kreatiini lisamine toiduga suurendas kreatiini sisaldust lihasrakkudes. 1923. aastal arvutasid Hahn ja Meyer välja kreatiini kogusisalduse 70 kg kaaluva mehe kehas, mis osutus ligikaudu 140 grammiks. Juba 1926. aastal tõestati eksperimentaalselt, et kreatiini toomine organismi stimuleerib lihasmassi kasvu, põhjustades "lämmastiku" peetust kehas. 1927. aastal avastasid teadlased Fiske ja Sabbarow "fosfokreatiini", mis on keemiliselt seotud kreatiini ja fosfaadi molekul, mis koguneb lihaskoesse. Kreatiini ja fosforüülitud fosfokreatiini vabu vorme peetakse skeletilihaste metaboolsete vaheühenditena.

Esimene uuring, mis näitas selgelt kreatiini toimet inimestele, viidi läbi 1980. aastate lõpus Rootsis dr Erik Haltmani laboris. Uuring näitas, et 20g kreatiinmonohüdraadi tarbimine päevas 4-5 päeva jooksul suurendas lihaste kreatiinisisaldust umbes 20%. Selle töö tulemused avaldati aga alles 1992. aastal ajakirjas Clinical Science, sellest ajast saadik algab kreatiini lisamise ajalugu kulturismis.

"Laadimise" ja sellele järgnevate säilitusannuste idee töötas välja dr Greenhoff Nottinghami ülikoolist aastatel 1993-1994, uuringute tulemused avaldati koos dr Hultmaniga. Dr Greenhoff ja kolleegid on viinud läbi lihaskoe uuringuid, et uurida kreatiini koormuse mõju.

1993. aastal avaldati ajakirjas Scandinavian Journal of Medicine, Science and Sports artikkel, mis näitab, et kreatiini kasutamine võib põhjustada kehakaalu ja lihasjõu märkimisväärset suurenemist (isegi ühe nädala jooksul) ning et selle konkreetse ravimi kasutamine on treeningtulemuste parandamise alus.kõrge intensiivsus.

1994. aastal viisid Anthony Almada ja kolleegid Texase naisteülikoolis läbi uuringu. Uuringute põhieesmärk oli näidata, et kreatiiniga kehamassi suurenemine on tingitud "lahja" lihasmassi suurenemisest (ilma rasva osaluseta) ja et kreatiini lisamine toob kaasa suurenemise. tugevusnäitajad(kontrollis tulemusi lamades surumises). Uurimistulemused avaldati ajakirjas Acta Physiologica Scandinavica.

Alates 1993-1995. uudiste hulgas sportlik toitumine Kulturismis pole populaarsemat toidulisandit kui kreatiin. Tegelikult on sellest ajast saadik kreatiini võidukas marss läbi riikide ja kontinentide kõige rohkem erinevat tüüpi sport.

Eelmise sajandi 90ndate alguses olid madala toimega kreatiini toidulisandid juba Suurbritannias saadaval ja alles pärast 1993. aastat töötati välja kvaliteetne kreatiniinilisand tugevuse suurendamiseks, mis on saadaval massiostjatele. Selle andis välja Experimental and Applied Sciences (EAS) ja tutvustas kreatiini kaubanime Phosphagen all.

1998. aastal tõi MuscleTechi uurimis- ja arendustegevus turule Cell-Techi, mis on esimene kreatiini, süsivesikuid ja alfa-lipoehapet kombineeriv toidulisand. Alfa lipoehape suurendas veelgi lihaste fosfokreatiini ja üldkreatiini taset. 2003. aasta uuringud kinnitasid selle kombinatsiooni efektiivsust, kuid tuleb tunnistada, et efektiivsuse tase on üsna madal.

Kuid Sci Fiti teadlased läksid kaugemale ja arenesid 2001. aastal uut tüüpi kreatiini töötlemine - Kre-Alkalyn, "kreatiini koodi purustamine", nagu nad kirjutasid selle arengu kohta spordi- ja kulturismimaailma teadusajakirjades ning patenteerisid selle leiutise, saades patendinumbri 6 399 611. Kolm aastat hiljem asendati see uudis uuega, kuna selle lähenemisviisi katastroofiline alaväärsus oli tõestatud.

Teine oluline sündmus leidis aset 2004. aastal, kui maailm kuulis esimest korda kreatiinetüülestrist (CEE), mille populaarsus tõusis koheselt. CEE on nüüdseks laialdaselt kasutusel ja toodetud paljudes ettevõtetes koos kreatiinmonohüdraadiga. Kuid selle tõhusust kreatiinmonohüdraadiga võrreldes ei ole tõestatud.

Lisaks on viimasel kümnendil sünteesitud trikreatiinmalaati (Tri-Creatine Malate), dikreatiinmalaati, kreatiinmalaadi etüülestrit, kreatiin-alfa-ketoglutaraati ja mõningaid teisi kreatiini vorme, kuid need pole madala efektiivsuse tõttu palju levitatud. .

Kreatiini bioloogiline roll

Kreatiin on inimeste ja loomade lihastes leiduv looduslik aine, mis on vajalik energia ainevahetuseks ja liikumiseks. Inimkehas on umbes 100-140 g seda ainet, mis toimib lihaste energiaallikana. Igapäevane tarbimine kreatiin on normaalsetes tingimustes ligikaudu 2 g Kreatiin on eluks sama oluline kui valgud, süsivesikud, rasvad, vitamiinid ja mineraalid. Kreatiini saab organism ise sünteesida 3 aminohappest: glütsiinist, arginiinist ja metioniinist. Need aminohapped on valkude ehitusplokid.

Inimestel paiknevad kreatiini sünteesis osalevad ensüümid maksas, kõhunäärmes ja neerudes. Kreatiini võib toota kõigis nendes organites ja seejärel transportida see verega lihastesse. Ligikaudu 95% kreatiini koguvarust ladestub skeletilihaste kudedes.

Suurendusega kehaline aktiivsus suureneb ka kreatiini tarbimine ning selle varu tuleb täiendada dieedi või organismi enda loomuliku tootmise kaudu.

Otsustav tegur saavutamisel kõrgeid tulemusi spordis on keha võime vabastada lühikese aja jooksul suur hulk energiat. Põhimõtteliselt saab meie keha pidevalt energiat süsivesikuid ja rasvu lagundades.

Skeletilihaste kokkutõmbumise vahetu energiaallikas on molekul nimega ATP (adenosiintrifosfaat). Otseselt saadaoleva ATP kogus on piiratud ja see on spordisoorituse seisukohalt määrav.

Kõik kütuseallikad – süsivesikud, rasvad ja valgud – muudetakse esmalt erinevate keemiliste reaktsioonide kaudu ATP-ks, mis seejärel tehakse kättesaadavaks ainsa molekulina, mida keha energia saamiseks kasutab. Kui ATP vabastab energia saamiseks energiat lihaste kokkutõmbed fosfaatrühm lõhustatakse ja moodustub uus molekul nimega ADP (adenosiindifosfaat). See reaktsioon on pöörduv kreatiinfosfaadi, energiarikka aine tõttu.

Kreatiin ühineb kehas fosfaadiga, moodustades fosfokreatiini, mis on lihaskoe energiatootmise määrav tegur.

Kreatiini mõju

Tugevuse suurenemine

Kulturismis suureneb kõrge intensiivsusega treeningu ajal oluliselt töötavate lihaste ATP vajadus – sadu kordi suurem kui puhkeolekus. ATP ja fosfokreatiini tühjenenud varusid tuleb pidevalt täiendada, et lihaskontraktsioonid jätkuksid sageduse ja intensiivsuse tipptasemel. Suurendades fosfokreatiini, võttes kreatiinmonohüdraati, saate suurendada ATP kogust ja seeläbi suurendada lihasjõudu.

Kreatiinfosforhape (kreatiinfosfaat, fosfokreatiin) - 2-[metüül-(N "-fosfonokarbimidoüül)amino]äädikhape. Värvusetud kristallid, vees lahustuvad, kergesti hüdrolüüsitavad fosfamiidi lõhustamisega N-P ühendused happelises keskkonnas, leeliselises stabiilne.

Happe avastasid Philip ja Grace Eggleton Cambridge'i ülikoolist ning sõltumatult Cyrus Fiske ja Yellapragada Subbarao Harvardi meditsiinikoolist 1927. aastal.

Laboratoorne süntees - kreatiini POCl 3 fosforüülimine aluselises keskkonnas.

Kreatiinfosfaat on kreatiini pöörduva metaboolse N-fosforüülimise produkt, mis on sarnaselt ATP-ga kõrge energiasisaldusega ühend. Erinevalt ATP-st, mida hüdrolüüsib pürofosfaat O-P ühendused, kreatiinfosfaat hüdrolüüsitakse N-P fosfamiidsideme juures, mis põhjustab reaktsiooni palju suurema energiaefekti. Seega on hüdrolüüsi ajal kreatiini vaba energia muutus G 0 ~ −43 kJ/mol, ATP hüdrolüüsil ADP-ks G 0 ~ −30,5 kJ/mol.

Kreatiinfosfaati leidub peamiselt erutuvates kudedes (lihas- ja närvikoes) ning selle bioloogiline funktsioon on säilitada ATP konstantne kontsentratsioon tänu pöörduvale refosforüülimisreaktsioonile:

Seda reaktsiooni katalüüsivad tsütoplasmaatilised ja mitokondriaalsed kreatiinkinaasi ensüümid; kui ATP-d tarbitakse (ja vastavalt kontsentratsioon langeb), näiteks lihaskoe rakkude kokkutõmbumisel nihkub reaktsiooni tasakaal paremale, mis viib normaalse ATP kontsentratsiooni taastumiseni.

Kreatiinfosfaadi kontsentratsioon puhkeolekus lihaskoes on 3-8 korda kõrgem kui ATP kontsentratsioon, mis võimaldab kompenseerida ATP tarbimist lühikestel lihaste aktiivsuse perioodidel, nihkub vasakule ja kreatiinfosfaadi kontsentratsioon on kõrgem. taastatud.

Kudedes toimub kreatiinfosfaadi spontaanne mitteensümaatiline hüdrolüüs koos tsükliseerumisega uriiniga erituvaks kreatiniiniks, kreatiniini eritumise tase sõltub organismi seisundist, muutudes patoloogilistes tingimustes ja on diagnostiline märk.

Kreatiinfosfaat on üks fosfageenidest – N-fosforüülitud guanidiini derivaadid, mis on energiahoidla, mis tagab kiire ATP sünteesi. Niisiis mängib paljudes selgrootutes (näiteks putukates) fosfageeni rolli arginiinfosforhape, mõnes anneliidis - N-fosfolombritsiin.

Teema: "GLÜTSIINI, SERIINI, VÄÄVLI SISALDAVATE JA AROOMAATSETE AMINOHAPETE AINEVAHETUSE OMADUSED"

1. Glütsiini ja seriini moodustumise ja kasutamise viisid organismis. Tetrahüdrofoolhappe roll ühe süsiniku rühmade moodustamisel ja ülekandmisel.
2. Tsüsteiini moodustumise ja kasutamise viisid kehas. S-adenosüülmetioniin, selle osalemine metüülrühma ülekandereaktsioonides. Metüülkobalamiini ja metüül-THPA roll metioniini regenereerimisel organismis. metüülkonjugatsioon.
3. Kreatiini ja kreatiinfosfaadi biosüntees, bioloogiline roll. Kreatiniini moodustumine ja vabanemine. Vere ja uriini kreatiini ja kreatiniini sisalduse määramise kliiniline ja diagnostiline tähtsus.
4. Fenüülalaniini ja türosiini metabolism, nende katabolismi tunnused, osalemine hormoonide, neurotransmitterite ja pigmentide sünteesis. Fenüülalaniini ja türosiini katabolismi tunnused.
5. Fenüülalaniini ja türosiini metabolismi kaasasündinud häired (fenüülketonuuria, alkaptonuuria, albinism): peamised sümptomid, biokeemiline diagnostika, toitumise iseärasused.

Seriini ja glütsiini vahetus. Ühe süsiniku rühmade moodustamine ja ülekandmine.

Seriini ja glütsiini metabolismi reaktsioonides mängivad peamist rolli ensüümid, mille hulka kuulub koensüümina tetrahüdrofoolhape (THFA). THFA moodustub organismis foolhappe (Bc-vitamiini) taastumise tulemusena.

foolhape

THFC

25.1.2. Reaktiivsed tsentrid THPA molekulis on lämmastikuaatomid positsioonides 5 ja 10. Vesinikuaatomid N5 ja N10 juures võivad olla asendatud erinevate ühe süsiniku rühmadega: metüül (-CH3), metüleen (-CH2-), metenüül (=CH- ), formüül (-CH=O) ja mõned teised. Peamised ühe süsiniku rühmade allikad rakus on seriin ja glütsiin.

5,10-metüleen-THPA-d kasutatakse metüülrühma doonorina biosünteesireaktsioonides tümidüülnukleotiid.

5,10-metüleen-THPA oksüdeerimine annab 5,10-metenüül-THFA ja 10-formüül-THFA. Need THPA derivaadid toimivad protsessis süsinikuaatomite allikatena puriini nukleotiidide (adenüül ja guanüül) biosüntees.

Kui 5,10-metüleen-THPA redutseeritakse, moodustub 5-metüül-THFA. See ühend on huvitav selle poolest, et see võib varustada metüülrühma metioniini regenereerimine homotsüsteiinist (vt allpool).

25.1.3. Aminohappe glütsiin Lisaks osalemisele valkude sünteesis ja erinevate ühe süsiniku rühmade moodustamises on see mitmete spetsiaalsete biomolekulide eelkäija:

• nii glütsiini süsinikuaatomid kui ka lämmastikuaatomid võivad sisalduda puriinituuma struktuuris (aatomid C4, C5 ja N7);
• glütsiin on porfüriinide (hemoglobiini, müoglobiini, tsütokroomide proteesrühm) peamine eelkäija;
• glütsiin osaleb kreatiini sünteesis, kreatiinfosfaadi eelkäija, mis osaleb lihas- ja närvikoe bioenergeetikas;
• glütsiin on osa peptiidi koensüümist glutatioon;
• osaleb konjugaatide (glükokoolhape, hippuurhape) moodustumisel.

Metioniini ja tsüsteiini metabolism. Transmetüülimisreaktsioonid

Väävliaatomiga seotud metioniini metüülrühm on samuti liikuv ühest süsinikust koosnev rühm, mis on võimeline osalema transmetüleerimisreaktsioonides (metüülrühma ülekandmine). Metioniini aktiivne vorm, mis on otseselt seotud nende transformatsioonidega, on S-adenosüülmetioniin, mis moodustub metioniini interaktsioonil ATP-ga.

S-adenosüülmetioniini hõlmavate transmetüleerimisreaktsioonide näited on toodud tabelis 25.1.

Tabel 25.1

S-adenosüülmetioniini metüülrühma kasutamine transmetüleerimisreaktsioonides

Siin on mõned näited nendest reaktsioonidest.

1) Fosfatidüülkoliini moodustumine fosfatidüületanoolamiinist- fosfolipiidide sünteesi põhireaktsioon:

Fosfatidüülkoliin on bioloogiliste membraanide peamine fosfolipiidkomponent; see on osa lipoproteiinidest, osaleb kolesterooli ja triatsüülglütseroolide transpordis; fosfatidüülkoliini sünteesi rikkumine maksas põhjustab rasvade infiltratsiooni.

2) Adrenaliini teke norepinefriinist- neerupealise medulla hormooni sünteesi viimane reaktsioon:

Adrenaliin vabaneb verre emotsionaalse stressi ajal ning osaleb süsivesikute ja lipiidide ainevahetuse reguleerimises organismis.

3) Metüülkonjugatsiooni reaktsioonid- üks võõrühendite ja endogeensete bioloogiliselt aktiivsete ainete neutraliseerimise etappidest:

Metüleerimise tulemusena blokeeritakse substraatide reaktiivsed SH- ja NH-rühmad. Reaktsiooniproduktid on passiivsed ja erituvad uriiniga.

25.2.3. Pärast metüülrühma loovutamist muundatakse S-adenosüülmetioniin S-adenosüülhomotsüsteiiniks. Viimane lõhustatakse adenosiiniks ja homotsüsteiiniks. Homotsüsteiini saab 5-metüül-THPA metüülrühma abil muuta tagasi metioniiniks (vt eelmist lõiku):

Selles reaktsioonis osaleb koensüümina metüülkobalamiin, vitamiini B12 derivaat. B12-vitamiini puudumisega häirub metioniini süntees homotsüsteiinist ja koguneb 5-metüül-THFA. Kuna 5-metüül-THFA moodustumise reaktsioon 5,10-metüleen-THFA-st on pöördumatu, tekib samaaegselt foolhappe puudus.

25.2.4. Teine homotsüsteiini kasutamise viis, nagu juba mainitud, on osalemine tsüsteiini sünteesis. Tsüsteiini bioloogiline roll:

• on valgu osa, kus see võib moodustada disulfiidsidemeid, mis stabiliseerivad makromolekuli ruumilist struktuuri;
• osaleb glutatiooni sünteesis ja tsüsteiini SH-rühm määrab selle koensüümi reaktsioonivõime;
• on tioetanoolamiini prekursor HS-CoA molekulis;
• toimib tauriini eelkäijana konjugeeritud sapphapetes;
• on väävliaatomi allikas orgaanilistes sulfaatides (kondroitiinsulfaat, hepariin, FAPS).

Kreatiini biosüntees ja selle järgnevad transformatsioonid.

Kreatiini süntees inimese kudedes toimub kahes etapis. Esimeses etapis moodustub neerudes guanidiinatsetaat:

Teises etapis toimub transmetüleerimisreaktsioon maksas:

25.3.2. Maksas sünteesitud kreatiin siseneb vereringesse ja viiakse lihastesse. Seal interakteerub see ATP-ga, mille tulemusena moodustub makroergiline ühend kreatiinfosfaat. See reaktsioon on kergesti pöörduv.

Puhkeolekus akumuleeruvad lihased kreatiinfosfaati (selle sisaldus mittetöötavas lihases on 3-8 korda suurem kui ATP sisaldus). Lihastööle üleminekul reaktsiooni suund muutub ja tekib ATP, mis on vajalik lihaste kokkutõmbumiseks.

ATP moodustumine kreatiinfosfaadi osalusel on kiireim viis ATP tootmiseks. Kreatiinfosfaadi varu tagab intensiivse lihastöö 2-5 sekundiks. Selle aja jooksul jõuab inimene joosta 15 - 50 meetrit. Vahepeal lülituvad sisse teised ATP moodustumise mehhanismid: lihasglükogeeni mobiliseerimine, maksast ja rasvkoest tulevate substraatide oksüdatsioon.

Tervete täiskasvanute veres on kreatiini kontsentratsioon ligikaudu 50 µmol/l; uriinis see praktiliselt puudub. Kreatiini ilmumine uriinis ei ole alati haiguse sümptom. Seega sisaldab uriin väikelastel ja noorukitel alati kreatiini (füsioloogiline kreatinuuria). Lihashaiguste korral, kui kreatiinfosfaadi moodustumine on häiritud, suureneb kreatiini sisaldus veres ja suureneb selle eritumine uriiniga.

25.3.3. Kreatiinfosfaadi mitteensümaatilise defosforüülimise tulemusena moodustub kreatiniin - kreatiinanhüdriid.

Kreatiniin on üks lämmastiku metabolismi lõppprodukte organismis, see eritub uriiniga. Kreatiniini igapäevane eritumine tervel inimesel on võrdeline selle eritumisega lihasmassi. Kreatiniin ei imendu neerutuubulites tagasi, seega on selle igapäevane eritumine neerude filtreerimisfunktsiooni näitaja. Kreatiniini sisaldus veres väheneb lihashaiguste korral ja suureneb neerufunktsiooni kahjustuse korral. Mõlemal juhul väheneb kreatiniini eritumine uriiniga.

Fenüülalaniini ja türosiini metabolism.

Fenüülalaniini ja türosiini vahetust inimese kudedes võib kujutada järgmiselt (vt joonis 25.1).

Joonis 25.1. Fenüülalaniini ja türosiini metabolismi viisid kudedes (numbrid näitavad enimlevinud ensüümi defekte; järgnev on nende häirete kirjeldus).

25.4.2. Tuntud sari fenüülalaniini ja türosiini metabolismi kaasasündinud häired.

Fenüülketonuuria- fenüülalaniini türosiiniks hüdroksüülimise protsessi kaasasündinud häire. Kõige sagedamini on haigus põhjustatud ensüümi fenüülalaniinhüdroksülaasi puudumisest või puudulikkusest (joonisel 25.1 tähistatud numbriga 1), harvem tetrahüdrobiopteriini moodustumise rikkumisest.

Fenüülketonuuria varajasteks sümptomiteks on suurenenud erutuvus ja motoorne aktiivsus, oksendamine ja toitumisraskused, 3.-5. kuul on intellektuaalne areng häiritud, reaktsioon keskkonnale kaob. Aja jooksul tekivad lastel krambid. Juuksed ja silmad on tavaliselt vähem pigmenteerunud kui teised pereliikmed. Ravi puudumisel on patsientide eluiga 20-30 aastat.

Fenüülketonuuria biokeemiline alus - akumulatsioon fenüülalaniin kehas. Aminohapete kõrge kontsentratsioon stimuleerib ensüümi tootmist, mis muundab fenüülalaniini fenüülpüruvaat(tavaliselt on see ensüüm inaktiivne). Redutseerimisel muundatakse fenüülpüruvaat fenüüllaktaat, ja dekarboksüülimise teel - sisse fenüülatsetaat. Neid tooteid koos fenüülalaniiniga leidub patsientide uriinis märkimisväärses koguses.

Praeguseks on kindlaid tõendeid selle kohta, et fenüülalaniini kõrge kontsentratsioon põhjustab peamiselt mürgiseid ajukahjustusi. Suurenenud fenüülalaniini sisaldus pärsib türosiini ja teiste aminohapete transporti läbi bioloogiliste membraanide. See põhjustab ajurakkudes valgusünteesi piiramist ja neurotransmitterite sünteesi häireid.

Haiguse varajast diagnoosimist ei saa teha ainult kliiniliste sümptomite põhjal. Diagnoos tehakse biokeemiliselt, uurides kõiki vastsündinuid. Fenüülketonuuriaga patsientide ravi põhineb fenüülalaniini omastamise piiramisel organismis ja selle aminohappe kontsentratsiooni vähendamisel plasmas. Selleks kasutatakse kunstlikke toitainesegusid, milles fenüülalaniin puudub (näiteks berlofeen).

Alkaptonuuria- kaasasündinud fenüülalaniini metabolismi häire, mis on põhjustatud ensüümi homogentishappe oksüdaasi puudumisest (number 2 joonisel 25.1). See põhjustab maleüülatsetoatsetaadi moodustumise rikkumist, mis laguneb edasi fumaraadiks ja atsetoatsetaadiks. Varastel lapsepõlves ensüümi puudulikkuse ainus ilming on uriini värvuse muutus. Homogentitsiinhape eritub tuubulite luumenisse ja eritub märkimisväärses koguses uriiniga. Õhus see oksüdeerub ja seejärel polümeriseerub värviliseks ühendiks, mis muudab mähkme mustaks. Homogentisiinhappe eritumine sõltub fenüülalaniini ja türosiini sisaldusest toidus.

Homogenitsiinhappe kogunemine kehasse põhjustab ochronosis- kõrva ja nina kõhrede kiltkivisinine varjund, mis on põhjustatud pigmendi kuhjumisest neisse. Okronoosi teket saab ära hoida, kui varajane iga piirata fenüülalaniini ja türosiini tarbimist koos toiduga.

Albinism areneb ensüümi türosinaasi puudumisel pigmendirakkudes (joonisel 25.1 tähistatud numbriga 3), mis osaleb melaniini moodustumisel. Selle tulemusena jäävad patsiendi juuksed, nahk ja silmad sellest pigmendist ilma. Albinismiga kaasneb päikesevalguse tundlikkuse suurenemine ja mõningane nägemiskahjustus.