Kroky a charakteristiky Coriho cyklu

Cyklus Cori nebo cyklus kyseliny mléčné je metabolická cesta, při které laktát produkovaný glykolytickými cestami ve svalu jde do jater, kde je přeměněn zpět na glukózu. Tato sloučenina se opět vrací do jater, aby se metabolizovala.

Tuto metabolickou dráhu objevil v roce 1940 Carl Ferdinand Cori a jeho manželka Gerty Cori, vědci z České republiky. Oba získali Nobelovu cenu za fyziologii nebo medicínu.

Index

• 1 Proces (kroky)
  • 1.1 Anaerobní svalová glykolýza
  • 1.2 Glukoneogeneze v játrech
• 2 Reakce glukoneogeneze
• 3 Proč musí laktát cestovat do jater?
• 4 Cyklus Cori a cvičení
• 5 Cyklus alaninu
• 6 Odkazy

Proces (kroky)

Anaerobní svalová glykolýza

Cyklus Cori začíná ve svalových vláknech. V těchto tkáních dochází k získání ATP hlavně přeměnou glukózy na laktát.

Je třeba zmínit, že termíny kyselina mléčná a laktát, široce používané ve sportovní terminologii, se v chemické struktuře mírně liší. Laktát je metabolit produkovaný svaly a je ionizovanou formou, zatímco kyselina mléčná má další proton.

K kontrakci svalů dochází hydrolýzou ATP.

To je regenerováno procesem zvaným "oxidační fosforylace". Tato dráha se odehrává v mitochondriích svalových vláken s pomalým škubnutím (červeného) a rychlého škubání (bílých).

Rychlá svalová vlákna jsou tvořena rychlými myosiny (40-90 ms), na rozdíl od vláken čoček, tvořených pomalými myosiny (90-140 ms). Bývalý produkovat více úsilí ale únavu rychle.

Glukoneogeneze v játrech

Přes krev se laktát dostane do jater. Laktát se opět převádí na pyruvát působením enzymu laktátdehydrogenázy.

Nakonec se pyruvát převádí na glukózu glukoneogenezí za použití ATP jater, generované oxidační fosforylací.

Tato nová glukóza se může vrátit do svalu, kde je uložena jako glykogen a znovu se používá pro svalovou kontrakci.

Reakce glukoneogeneze

Glukoneogeneze je syntéza glukózy za použití složek, které nejsou sacharidy. Tento proces může mít jako surovinu pyruvát, laktát, glycerol a většinu aminokyselin.

Proces začíná v mitochondriích, ale většina kroků pokračuje v buněčném cytosolu.

Glukoneogeneze zahrnuje deset reakcí glykolýzy, ale v opačném smyslu. Stává se následujícím způsobem:

-V mitochondriální matrici se pyruvát převádí na oxaloacetát pomocí enzymu pyruvátkarboxylázy. Tento krok vyžaduje molekulu ATP, která se stává ADP, molekula CO₂ a jeden z vody. Tato reakce uvolní dvě H⁺ uprostřed.

-Oxalacetát je konvertován na l-malát enzymem malátdehydrogenázou. Tato reakce vyžaduje molekulu NADH a H.

-L-malát opouští cytosol, kde proces pokračuje. Maát přechází zpět na oxaloacetát. Tento krok je katalyzován enzymem malátdehydrogenázou a zahrnuje použití molekuly NAD⁺

-Oxaloacetát je konvertován na fosfoenolpyruvát enzymem fosfoenolpyruvát karboxykinasou. Tento proces zahrnuje GTP molekulu, která přechází na GDP a CO₂.

-Fosfoenolpyruvát přechází působením enolázy na 2-fosfoglycerát. Tento krok vyžaduje molekulu vody.

-Fosfoglycerátová mutáza katalyzuje konverzi 2-fosfoglycerátu na 3-fosfoglycerát.

-3-fosfoglycerát přechází na 1,3-bifosfoglycerát, katalyzovaný fosfoglycerátovou mutasou. Tento krok vyžaduje ATP molekulu.

-1,3-Bifosfoglycerát je katalyzován na d-glyceraldehyd-3-fosfát glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenázou. Tento krok zahrnuje molekulu NADH.

-D-glyceraldehyd-3-fosfát přechází aldolázou na fruktózový 1,6-bisfosfát.

-Fruktózový 1,6-bisfosfát se převádí na fruktóza-6-fosfát fruktózovou 1,6-bifosfatázou. Tato reakce zahrnuje molekulu vody.

-Fruktóza 6-fosfát je konvertován na glukózový 6-fosfát enzymem glukóza-6-fosfát izomeráza.

-Nakonec enzym glukóza 6-fosfatáza katalyzuje průchod posledně uvedené sloučeniny na a-d-glukózu.

Proč musí laktát cestovat do jater?

Svalová vlákna nejsou schopna provádět proces glukoneogeneze. V takovém případě by to byl zcela neopodstatněný cyklus, protože glukoneogeneze používá mnohem více ATP než glykolýza.

Kromě toho játra jsou vhodné tkáně pro tento proces. V tomto těle má vždy potřebnou energii k provedení cyklu, protože není nedostatek O₂.

Tradičně to bylo si myslel, že během buněčného zotavení po cvičení, asi 85% laktátu byl odstraněn a poslán do jater. Potom dochází k přeměně na glukózu nebo glykogen.

Nové studie využívající potkanů ​​jako modelového organismu však ukazují, že častým osudem laktátu je oxidace.

Různí autoři navíc naznačují, že role cyklu Cori není tak významná, jak se předpokládalo. Podle těchto šetření je úloha cyklu snížena pouze na 10 nebo 20%..

Cyklus Cori a cvičení

Při cvičení dostane krev maximálně akumulaci kyseliny mléčné po pěti minutách tréninku. Tato doba je dostatečná, aby kyselina mléčná migrovala ze svalových tkání do krve.

Po svalovém tréninku se hladiny laktátu v krvi po jedné hodině vrátí ke svým normálním hodnotám.

Na rozdíl od všeobecného přesvědčení není akumulace laktátu (nebo samotného laktátu) příčinou svalového vyčerpání. Bylo prokázáno, že při tréninku, kde je akumulace laktátu nízká, dochází ke svalové únavě.

Předpokládá se, že skutečnou příčinou je snížení pH ve svalech. Je možné, že hodnota pH klesá z bazální hodnoty 7,0 na 6,4, která je považována za poměrně nízkou hodnotu. Ve skutečnosti, jestliže pH zůstane blízko k 7.0, dokonce jestliže koncentrace laktátu je vysoká, sval nestane se unavený.

Proces, který vede k únavě v důsledku okyselení, však ještě není jasný. Může se týkat srážení iontů vápníku nebo snižování koncentrace draslíkových iontů.

Sportovci dostávají na svých svalech masáže a led, aby podpořili průchod laktátu do krve.

Cyklus alaninu

Tam je metabolická cesta téměř totožná s cyklem Cori, volal alanine cyklus. Zde je aminokyselina prekurzorem glukoneogeneze. Jinými slovy, alanin zaujímá místo glukózy.

Odkazy

1. Baechle, T. R., & Earle, R. W. (Eds.). (2007). Principy silového tréninku a fyzické kondice. Panamericana Medical.
2. Campbell, M. K., & Farrell, S. O. (2011). Biochemie. Šesté vydání. Thomson. Brooks / Cole.
3. Koolman, J., & Röhm, K. H. (2005). Biochemie: text a atlas. Panamericana Medical.
4. Mougios, V. (2006). Cvičení biochemie. Lidská kinetika.
5. Poortmans, J.R. (2004). Principy cvičení biochemie. 3^rd, revidované vydání. Karger.
6. Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Biochemie. Panamericana Medical.