- กระบวนการ (ขั้นตอน)
- ไกลโคไลซิสแบบไม่ใช้ออกซิเจนในกล้ามเนื้อ
- Gluconeogenesis ในตับ
- ปฏิกิริยากลูโคโนเจเนซิส
- ทำไมแลคเตทจึงต้องเดินทางไปที่ตับ?
- วงจร Cori และการออกกำลังกาย
- วัฏจักรของอะลานีน
- อ้างอิง
Coriวงจรหรือวัฏจักรกรดแลคติกเป็นทางเดินเผาผลาญอาหารที่ให้น้ำนมที่ผลิตโดยสูตร glycolytic ในกล้ามเนื้อไปที่ตับซึ่งจะมีการแปลงกลับไปเป็นน้ำตาลกลูโคส สารประกอบนี้จะกลับไปที่ตับเพื่อเผาผลาญอีกครั้ง
วิถีการเผาผลาญนี้ถูกค้นพบในปี 1940 โดย Carl Ferdinand Cori และภรรยาของเขา Gerty Cori นักวิทยาศาสตร์จากสาธารณรัฐเช็ก ทั้งคู่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์
ที่มา: https://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:CoriCycle-es.svg ผู้แต่ง: PatríciaR
กระบวนการ (ขั้นตอน)
ไกลโคไลซิสแบบไม่ใช้ออกซิเจนในกล้ามเนื้อ
วงจร Cori เริ่มต้นในเส้นใยกล้ามเนื้อ ในเนื้อเยื่อเหล่านี้การได้รับ ATP ส่วนใหญ่เกิดจากการเปลี่ยนกลูโคสเป็นแลคเตท
เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าคำว่ากรดแลคติกและแลคเตทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในศัพท์กีฬามีโครงสร้างทางเคมีแตกต่างกันเล็กน้อย แลคเตทเป็นสารที่สร้างขึ้นโดยกล้ามเนื้อและเป็นรูปแบบที่แตกตัวเป็นไอออนในขณะที่กรดแลคติกมีโปรตอนเพิ่มเติม
การหดตัวของกล้ามเนื้อเกิดขึ้นจากการย่อยสลายของ ATP
สิ่งนี้ถูกสร้างขึ้นใหม่โดยกระบวนการที่เรียกว่า "oxidative phosphorylation" ทางเดินนี้เกิดขึ้นในไมโตคอนเดรียใยกล้ามเนื้อกระตุกช้า (แดง) และเร็ว (สีขาว)
เส้นใยกล้ามเนื้ออย่างรวดเร็วประกอบด้วยไมโอซินที่รวดเร็ว (40-90 มิลลิวินาที) ตรงกันข้ามกับเส้นใยเลนส์ซึ่งประกอบด้วยไมโอซินที่ช้า (90-140 มิลลิวินาที) อดีตผลิตแรงมากขึ้น แต่ยางเร็ว
Gluconeogenesis ในตับ
แลคเตทเข้าสู่ตับทางเลือด แลคเตทอีกครั้งจะถูกเปลี่ยนเป็นไพรูเวตโดยการกระทำของเอนไซม์แลคเตทดีไฮโดรจีเนส
ในที่สุดไพรูเวตจะเปลี่ยนเป็นน้ำตาลกลูโคสโดยกลูโคโนเจเนซิสโดยใช้ ATP จากตับที่สร้างโดยฟอสโฟรีเลชันออกซิเดชั่น
กลูโคสใหม่นี้สามารถกลับคืนสู่กล้ามเนื้อซึ่งจะถูกเก็บไว้ในรูปของไกลโคเจนและถูกนำไปใช้อีกครั้งสำหรับการหดตัวของกล้ามเนื้อ
ปฏิกิริยากลูโคโนเจเนซิส
Gluconeogenesis คือการสังเคราะห์กลูโคสโดยใช้ส่วนประกอบที่ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรต กระบวนการนี้สามารถใช้ไพรูเวตแลคเตทกลีเซอรอลและกรดอะมิโนส่วนใหญ่เป็นวัตถุดิบ
กระบวนการนี้เริ่มต้นในไมโตคอนเดรีย แต่ขั้นตอนส่วนใหญ่ยังคงดำเนินต่อไปในไซโตซอลของเซลล์
Gluconeogenesis เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของไกลโคไลซิสสิบชนิด แต่ในทางกลับกัน มันเกิดขึ้นดังนี้:
- ในเมทริกซ์ไมโทคอนเดรียไพรูเวทจะถูกเปลี่ยนเป็นออกซาโลอะซีเตตผ่านเอนไซม์ไพรูเวตคาร์บอกซิเลส ขั้นตอนนี้ต้องใช้โมเลกุลของ ATP ซึ่งจะกลายเป็น ADP ซึ่งเป็นโมเลกุลของ CO 2และหนึ่งในน้ำ ปฏิกิริยานี้จะปล่อย H +สองตัวไปยังตัวกลาง
-Oxaloacetate ถูกเปลี่ยนเป็น l-malate โดยเอนไซม์ malate dehydrogenase ปฏิกิริยานี้ต้องการโมเลกุลของ NADH และ H.
-L-malate ออกจาก cytosol ซึ่งกระบวนการดำเนินต่อไป malate เปลี่ยนกลับเป็น oxaloacetate ขั้นตอนนี้เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ malate dehydrogenase และเกี่ยวข้องกับการใช้โมเลกุลของ NAD +
-Oxaloacetate ถูกเปลี่ยนเป็น phosphoenolpyruvate โดยเอนไซม์ phosphoenolpyruvate carboxykinase กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับโมเลกุลฉี่ที่ผ่าน GDP และ CO 2
-Phosphoenolpyruvate กลายเป็น 2-phosphoglycerate โดยการกระทำของ enolase ขั้นตอนนี้ต้องใช้โมเลกุลของน้ำ
-Posphoglycerate mutase เร่งการเปลี่ยน 2-phosphoglycerate เป็น 3-phosphoglycerate
-3-phosphoglycerate กลายเป็น 1,3-bisphosphoglycerate โดยเร่งปฏิกิริยาโดยการกลายพันธุ์ของ phosphoglycerate ขั้นตอนนี้ต้องใช้โมเลกุลของ ATP
- สาร 1,3-bisphosphoglycerate ถูกเร่งปฏิกิริยาให้เป็น d-glyceraldehyde-3-phosphate โดย glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับโมเลกุลของ NADH
-D-glyceraldehyde-3-phosphate กลายเป็นฟรุกโตส 1,6-bisphosphate โดย aldolase
- ฟรุกโตส 1,6-bisphosphate ถูกเปลี่ยนเป็นฟรุกโตส 6- ฟอสเฟตโดยฟรุกโตส 1,6-bisphosphatase ปฏิกิริยานี้เกี่ยวข้องกับโมเลกุลของน้ำ
- ฟรุกโตส 6- ฟอสเฟตถูกเปลี่ยนเป็นกลูโคส 6 - ฟอสเฟตโดยเอนไซม์กลูโคส -6- ฟอสเฟตไอโซเมอเรส
- ในที่สุดเอนไซม์กลูโคส 6 - ฟอสฟาเตสจะเร่งปฏิกิริยาทางเดินของสารประกอบหลังไปยังα-d-glucose
ทำไมแลคเตทจึงต้องเดินทางไปที่ตับ?
เส้นใยกล้ามเนื้อไม่สามารถดำเนินกระบวนการกลูโคโนเจเนซิสได้ ในกรณีเช่นนี้อาจเป็นวัฏจักรที่ไม่ยุติธรรมโดยสิ้นเชิงเนื่องจากกลูโคโนเจเนซิสใช้ ATP มากกว่าไกลโคไลซิส
นอกจากนี้ตับยังเป็นเนื้อเยื่อที่เหมาะสมสำหรับกระบวนการนี้ ในอวัยวะนี้มันก็มีพลังงานที่จำเป็นในการดำเนินการออกรอบเพราะไม่มีขาดของ O 2
ตามเนื้อผ้าคิดว่าในระหว่างการฟื้นตัวของเซลล์หลังการออกกำลังกายประมาณ 85% ของแลคเตทจะถูกกำจัดและส่งไปที่ตับ จากนั้นการเปลี่ยนเป็นกลูโคสหรือไกลโคเจนจึงเกิดขึ้น
อย่างไรก็ตามการศึกษาใหม่โดยใช้หนูเป็นสิ่งมีชีวิตแบบจำลองเผยให้เห็นว่าชะตากรรมของแลคเตทที่พบบ่อยคือการออกซิเดชั่น
นอกจากนี้ผู้เขียนหลายคนชี้ให้เห็นว่าบทบาทของวัฏจักร Cori ไม่สำคัญเท่าที่เคยเชื่อกันมาก่อน จากการตรวจสอบเหล่านี้บทบาทของวงจรจะลดลงเหลือเพียง 10 หรือ 20%
วงจร Cori และการออกกำลังกาย
เมื่อออกกำลังกายเลือดจะสะสมกรดแลคติกได้สูงสุดห้านาทีหลังการฝึก เวลานี้เพียงพอสำหรับกรดแลคติกที่จะโยกย้ายจากเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อไปยังเลือด
หลังจากขั้นตอนการฝึกกล้ามเนื้อระดับแลคเตทในเลือดจะกลับมาเป็นปกติหลังจากผ่านไปหนึ่งชั่วโมง
ตรงกันข้ามกับความเชื่อที่นิยมการสะสมของแลคเตท (หรือแลคเตทเอง) ไม่ได้เป็นสาเหตุของการอ่อนเพลียของกล้ามเนื้อ แสดงให้เห็นว่าในการออกกำลังกายที่มีการสะสมของแลคเตทต่ำจะเกิดอาการล้าของกล้ามเนื้อ
สาเหตุที่แท้จริงคิดว่ามาจากการลดลงของ pH ในกล้ามเนื้อ pH อาจลดลงจากค่าพื้นฐานที่ 7.0 ถึง 6.4 ซึ่งถือว่าค่อนข้างต่ำ ในความเป็นจริงถ้ารักษา pH ไว้ใกล้ 7.0 แม้ว่าความเข้มข้นของแลคเตทจะสูง แต่กล้ามเนื้อก็ไม่ล้า
อย่างไรก็ตามกระบวนการที่นำไปสู่ความเหนื่อยล้าอันเป็นผลมาจากการทำให้เป็นกรดยังไม่ชัดเจน อาจเกี่ยวข้องกับการตกตะกอนของแคลเซียมไอออนหรือการลดลงของความเข้มข้นของโพแทสเซียมไอออน
นักกีฬาได้รับการนวดและใช้น้ำแข็งที่กล้ามเนื้อเพื่อส่งเสริมการส่งผ่านของแลคเตทเข้าสู่เลือด
วัฏจักรของอะลานีน
มีวิถีการเผาผลาญเกือบจะเหมือนกับวงจร Cori ที่เรียกว่าวัฏจักรอะลานีน กรดอะมิโนเป็นสารตั้งต้นของกลูโคโนเจเนซิส กล่าวอีกนัยหนึ่งอะลานีนเข้ามาแทนที่กลูโคส
อ้างอิง
- Baechle, TR, & Earle, RW (Eds.). (2007) หลักการฝึกความแข็งแรงและการปรับสภาพร่างกาย Panamerican Medical Ed.
- แคมป์เบลล์ MK และฟาร์เรล SO (2011) ชีวเคมี. พิมพ์ครั้งที่หก. ทอมสัน บรูคส์ / โคล.
- Koolman, J. , & Röhm, KH (2005). ชีวเคมี: ข้อความและแผนที่ Panamerican Medical Ed.
- Mougios, V. (2549). การออกกำลังกายทางชีวเคมี จลนศาสตร์ของมนุษย์
- Poortmans, JR (2004). หลักการออกกำลังกายทางชีวเคมี. 3 ถฉบับ Karger
- Voet, D. , & Voet, JG (2006). ชีวเคมี. Panamerican Medical Ed.