Anteprima Estratta dall' Appunto di
Biochimica
Università : Università degli studi Catania
Facoltà : Sc.Motorie
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Università di Catania
Capitolo XI
Metabolismo e funzioni della creatina
m
1) Struttura della creatina
2) Sintesi della creatina
3) Fosfocreatina
4) Tamponamento energetico temporale della fosfocreatina
5) Tamponamento energetico spaziale della fosfocreatina
6) Gli isoenzimi della creatina chinasi citosolica
7) Conversione della creatina in creatinina
8) Schema del metabolismo della creatina
9) Integrazione alimentare di creatina
e.
g ru p p o g u a n id in ic o
N
C H2 O O H
AB
C H3
Ct
C
rib
N H2
HN
co
1) Struttura della creatina
g ru p p o a c e tic o
g ru p p o m e tilic o
c re a tin a
a c id o m e til-g u a n id in -a c e tic o
2) Sintesi della creatina
N H2
HN
C
a r g in in a
8
N
C H3
g lic in a
13 O H
C H 2C O
m e t io n in a
La Creatina (acido metil-guanidin-acetico) viene sintetizzata nell’organismo a
livello epatico e renale utilizzando 3 aminoacidi (in blu nello schema in alto): la
metionina fornisce il gruppo metilico (reazione di transmetilazione); la glicina
fornisce il gruppo acetico (e l’azoto) e l’arginina il gruppo amidinico.
170
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Dagli organi in cui avviene la sintesi la creatina viene rilasciata in circolo e da
questo catturata dai muscoli (cardiaco e scheletrico) e dal cervello, che la
fosforilano per gran parte in fosfocreatina.
Un uomo di 70 kg ha circa 120 g di creatina (il 95% nei muscoli) ed il turn-over
giornaliero (cioè la quantità giornaliera che viene eliminata e che deve essere
rimpiazzata mediante sintesi endogena ed assunzione alimentare) è di circa 2g
(1,6% del contenuto totale di creatina). Circa il 50% di questa quota viene
sostituita mediante assunzione alimentare (250 g di carne rossa contengono circa 1
g di creatina) e l’altro 50% mediante sintesi endogena da metionina, glicina e
arginina. Inoltre l’assunzione alimentare di creatina esercita effetti inibitori sulla
sintesi endogena: si tratta di un processo di regolazione in feed back di ovvio
significato funzionale
m
3) Fosfocreatina
AB
Ct
rib
e.
co
Per svolgere il suo ruolo fisiologico, nel muscolo così come nel cervello, nel fegato
e nel rene, la creatina (Cr) viene convertita in fosfocreatina (PCr). Il donatore del
gruppo fosfato è l’ATP che si converte in ADP. L’enzima che catalizza la reazione
è dunque una chinasi (si definiscono chinasi gli enzimi che trasferiscono il fosfato
gamma terminale dell’ATP ad uno specifico substrato fosforilandolo). Il nome
dell’enzima che catalizza la fosforilazione della creatina è “creatina chinasi” (CK).
E’ ancora in uso il vecchio termine errato di CPK.
Fosforilazione della creatina
ADP + PCr + H
ATP + Cr
+
creatin-chinasi (CK)
NH 2
HN
ADP
ATP
C
N
HN
CH 2 OOH
CH 3
~P
C
O
N
creatin-chinasi (CK)
creatina
OH
H
N
OH
CH 2 OOH
CH 3
fosfocreatina
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Mentre nella reazione di sintesi della fosfocreatina si ha la liberazione di un
idrogenione, nella reazione inversa, cioè la sintesi di ATP da fosfocreatina, la
creatina tende a protonarsi. Quindi la sintesi di ATP e la liberazione di creatina
comporta una alcalinizzazione. Ciò può essere importante durante uno sforzo
rapido e di alta intensità (sforzo sovramassimale) poiché l’attivazione della
glicolisi anaerobica e la produzione di lattato tendono ad acidificare l’ambiente
intracellulare. Questo possibile ruolo del sistema della creatina chinasi nel
tamponamento del pH durante uno sforzo muscolare è ancora oggetto di
discussione.
m
Qual’ è dunque il ruolo funzionale della fosfocreatina?
Notate nella formula della fosfocreatina che il legame che unisce l’azoto del
gruppo guanidinico al fosforo del fosfato è indicato con il tipico segno circonflesso
dei legami ad alta energia: infatti la fosfocreatina è un composto ad alta energia
(∆G° -10 kCal/mol). la fosfocreatina rappresenta quindi una forma di riserva di
energia chimica disponibile ad essere rapidamente convertita in ATP.
co
Fosfocreatina: deposito di energia immediatamente utilizzabile.
AB
Ct
rib
e.
I livelli di ATP devono essere mantenuti relativamente costanti anche durante
periodi di intensa richiesta energetica. La rapida sintesi di ATP da fosfocreatina
fornisce un contributo fondamentale al mantenimento dei livelli di ATP nei primi
4-6 secondi di uno sforzo massimale (tamponamento energetico temporale).
I livelli di fosfocreatina nel muscolo sono 3-5 volte superiori a quelli dell’ATP. La
fosfocreatina è rapidamente convertita (4-5 sec) in creatina durante uno sforzo
sovramassimale. Nella fase di recupero dallo sforzo le scorte di creatina vengono
ripristinate, con un tempo di emivita di 30 sec (occorrono 30 sec per riformare il
50% delle scorte di creatina; 2-3 min per il ripristino totale delle scorte di
fosfocreatina). Nella fase di recupero sarà l’ATP sintetizzato con meccanismo
aerobico che permette la sintesi della fosfocreatina.
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4) Tamponamento energetico temporale della fosfocreatina
Il grafico successivo illustra il fenomeno del tamponamento energetico temporale
da parte della fosfocreatina. In ascissa è indicato il tempo in secondi dall’inizio
dell’esercizio sovramassimale, in ordinata le concentrazioni di ATP (in rosso) e di
fosfocreatina (in blu) espresse in percentuale delle concentrazioni a riposo. Si noti
che le concentrazioni di fosfocreatina scendono rapidamente e drasticamente
durante i primi 4-6 sec, mentre le concentrazioni di ATP si mantengono
relativamente stabili.
120
m
80
co
60
e.
40
PCr
ATP
rib
% valore a riposo
100
0
1
2
3
4
5
AB
0
Ct
20
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15
secondi
Il meccanismo del tamponamento energetico rapido da parte del sistema
creatina/fosfocreatina è un meccanismo esclusivamente anaerobico che spiega
l’importante ruolo funzionale energetico della fosfocreatina negli esercizi rapidi ed
ad alta intensità.
173
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1. Sapreste dirmi quali problemi comporta la racemizzaz
Risposta:
Le proteine naturali sono composte solo di L-amminoacidi. Durante la sintesi di una proteina può
accadere che uno o più amminoacidi subiscano accidentalmente racemizzazione al momento di
essere introdotti nella catena peptidi
[Clicca qui >> per continuare a leggere].
2. Cosa si intende per rezione di 'capping' nella s
Risposta:
Il 'capping' è un trattamento con Ac2O che ha lo scopo di
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