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

Формула и структура

С4Н9N3Oрис.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).

Креатин в мышечных волокнах

Рис.1. Креатин

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).

Креатин в мышечных волокнах

Рис.2. Креатинфосфатная реакция

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

Креатин в мышечных волокнах

Рис.3

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).


Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах "Гипертрофия скелетных мышц человека" и "Биомеханика мышц"


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