Креатин в мышечных волокнах

Дано определение и формула креатина. Описана история его открытия и роль в метаболизме скелетных мышц человека. Приведены данные о приеме креатина для повышения физической работоспособности в спорте.

Креатин в мышечных волокнах

Определение

Креатин – это азотсодержащая карбоновая кислота, которая встречается в организме позвоночных. Участвует в энергетическом обмене в мышечных волокнах и нервных клетках.

Формула и структура

С₄Н₉N₃O₂  рис.1.

Синтез креатина

Для синтеза креатина необходимы три аминокислоты (глицин, аргинин и метионин), а также три фермента (L-аргинин: глицин-амидинотрансфераза, гуанидинацетат-метилтрансфераза и метионин-аденозилтрансфераза).

Содержание креатина в скелетных мышцах

В скелетных мышцах в покое содержится 4.0 ммоль/кг сырой массы мышц, при утомлении – 25,0 ммоль/кг сырой массы мышц (Н.И. Волков с соавт, 2000).

История

В 1832 году Мишель Эжен Шевроул (Michel Eugène Chevreul) впервые выделил креатин  из экстракта скелетных мышц. Позже он назвал кристаллизованный осадок в креатином (от греч. слова κρέας (креас-мясо).

В 1912 году исследователи Гарвардского университета Отто Фолин (Otto Folin) и Уилли Гловер Денис (Willey Glover Denis) нашли доказательства того, что прием креатина может значительно повысить его содержание в скелетных мышцах. Это подтвердили исследования 1920-х годов. Было установлено, что при потреблении большого количества креатина организм человека способен накапливать креатин. Из этого был сделан вывод о том, что креатин является ключевым игроком в метаболизме скелетных мышц.

В 1927 году был открыт креатинфосфат (КрФ) – соединение, которое обладает большим запасом энергии. В 1960-х годах было показано, что КрФ легко вступает во взаимодействие с молекулами АДФ. Реакция катализируется ферментом креатинкиназой. На основе этого ученые заключили, что именно АТФ, а не КрФ напрямую потребляется при сокращении мышц.

Креатинфосфатный путь ресинтеза АТФ (кретинфосфатная реакция)

При выполнении быстрых, интенсивных движений в скелетных мышцах активно протекает креатинфосфатная реакция (креатинфосфатный путь ресинтеза АТФ). Это самый мощный путь ресинтеза АТФ (рис.2).

Креатинфосфатная реакция обратима, то есть из креатина может образовываться КрФ (рис.3 слева).

Однако равновесие креатинфосфатной реакции смещено в сторону образования АТФ. Поэтому, как как только в мышечных волокнах появляются первые порции АДФ, эта реакция начинает осуществляться (С.С. Михайлов, 2009).

КрФ, обладая большим запасом химической энергии, является веществом непрочным. От него легко отщепляется фосфорная кислота (H₃PO₄), в результате образуется креатинин. Для протекания этой реакции не нужны ферменты, и она необратима (рис.3 справа). Образовавшийся креатинин выводится из организма с мочой. По его концентрации в моче судят о содержании КрФ в скелетных мышцах (С.С. Михайлов, 2009).

Применение в спорте

Хотя влияние креатина на физическую работоспособность было хорошо задокументировано с начала двадцатого века, оно стало известно общественности после Олимпиады 1992 года в Барселоне. В статье от 7 августа 1992 года в «Таймс» сообщалось, что Линфорд Кристи, обладатель золотой медали на дистанции 100 метров, использовал креатин перед Олимпиадой. Также применяли креатин Салли Ганнелл, Олимпийская чемпионка в беге на 400 м с барьерами и барьерист Колин Джексон, двукратный чемпион мира и серебряный призер Олимпийских игр 1988 года.

Проведенные в настоящее время научные исследования свидетельствуют о том, что прием креатина значительно повышает физическую работоспособность в скоростно-силовых и силовых видах спорта. В частности, это связано с тем, что прием креатина в сочетании с силовыми тренировками вызывает увеличение количества миоядер и клеток-сателлитов в мышечных волокнах  (Olsen S. et al., 2006).

Литература

1. Волков Н.И., Несен Э.Н., Осипенко А.А., Корсун С.Н. Биохимия мышечной деятельности. – Киев: Олимпийская литература, 2000.- 504 с.
2. Михайлов С.С. Спортивная биохимия. – М.: Советский спорт, 2009.– 348 с.
3. Olsen S. et al. Creatine supplementation augments the increase in satellite cell and myonuclei number in human skeletal muscle induced by strength training // J. Physiol. 573.2 (2006) pp 525–534
4. Volkov N.I. et al. Ergogenic effects of the creatine supplementation during the training of top-class athletes / In: Current Research in Sport Sciences. An International Perspective / Ed. V.A. Rogozkin, R. Maughan: Plenum Press, New York-London, 1994.- P. 165-172.

С уважением, А.В. Самсонова