ขั้นตอนและคุณสมบัติของ Cori Cycle

วงจร Cori หรือวัฏจักรกรดแลคติกเป็นเส้นทางเมตาบอลิซึมซึ่งแลคเตทที่ผลิตโดยกระบวนการไกลโคลิติกในกล้ามเนื้อจะไปที่ตับซึ่งจะถูกแปลงกลับเป็นกลูโคส สารประกอบนี้จะกลับไปที่ตับอีกครั้งเพื่อถูกเผาผลาญ.

เส้นทางการเผาผลาญนี้ถูกค้นพบในปี 1940 โดย Carl Ferdinand Cori และ Gerty Cori ภรรยาของเขานักวิทยาศาสตร์จากสาธารณรัฐเช็ก ทั้งสองได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์.

ดัชนี

• 1 กระบวนการ (ขั้นตอน)
  • 1.1 glycolysis กล้ามเนื้อไม่ใช้ออกซิเจน
  • 1.2 Gluconeogenesis ในตับ
• 2 ปฏิกิริยาของ gluconeogenesis
• 3 ทำไมแลคเตทจึงต้องเดินทางไปที่ตับ?
• 4 Cori cycle และแบบฝึกหัด
• 5 วัฏจักรอะลานีน
• 6 อ้างอิง

กระบวนการ (ขั้นตอน)

glycolysis กล้ามเนื้อไม่ใช้ออกซิเจน

วงจร Cori เริ่มต้นขึ้นในเส้นใยกล้ามเนื้อ ในเนื้อเยื่อนี้การได้รับ ATP ส่วนใหญ่เกิดจากการแปลงกลูโคสเป็นแลคเตท.

มันควรจะกล่าวว่าคำว่ากรดแลคติกและแลคเตทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในคำศัพท์กีฬาแตกต่างกันเล็กน้อยในโครงสร้างทางเคมีของพวกเขา แลคเตทเป็นเมตาโบไลต์ที่ผลิตโดยกล้ามเนื้อและเป็นรูปแบบที่แตกตัวเป็นไอออนในขณะที่กรดแลคติคมีโปรตอนเพิ่มเติม.

การหดตัวของกล้ามเนื้อเกิดขึ้นจากการไฮโดรไลซิสของ ATP.

สิ่งนี้ถูกสร้างใหม่โดยกระบวนการที่เรียกว่า "oxidative phosphorylation" เส้นทางนี้เกิดขึ้นในไมโตคอนเดรียของเส้นใยกล้ามเนื้อกระตุกช้า (แดง) และกล้ามเนื้อกระตุกเร็ว (ขาว)

เส้นใยกล้ามเนื้อเร็วนั้นประกอบไปด้วย myosins เร็ว (40-90 ms) ซึ่งตรงกันข้ามกับเส้นใยของเลนส์ที่เกิดจาก myosins ช้า (90-140 ms) อดีตผลิตความพยายามมากขึ้น แต่ความเหนื่อยล้าอย่างรวดเร็ว.

Gluconeogenesis ในตับ

เมื่อผ่านน้ำนมแลคเตทก็ไปถึงตับ แลคเตทอีกครั้งจะถูกแปลงเป็นไพรูเวตโดยการกระทำของเอนไซม์แลคเตทดีไฮโดรจีเนส.

ในที่สุด pyruvate จะถูกเปลี่ยนเป็นกลูโคสโดย gluconeogenesis โดยใช้ ATP ของตับซึ่งสร้างขึ้นโดย oxidative phosphorylation.

กลูโคสใหม่นี้สามารถกลับไปที่กล้ามเนื้อซึ่งมันถูกเก็บไว้เป็นไกลโคเจนและใช้อีกครั้งสำหรับการหดตัวของกล้ามเนื้อ.

ปฏิกิริยาของกลูโคเจนเจเนซิส

Gluconeogenesis คือการสังเคราะห์กลูโคสโดยใช้ส่วนประกอบที่ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรต กระบวนการนี้สามารถใช้เป็นวัตถุดิบไพรูเวต, แลคเตท, กลีเซอรอลและกรดอะมิโนส่วนใหญ่.

กระบวนการเริ่มต้นในไมโตคอนเดรีย แต่ขั้นตอนส่วนใหญ่ดำเนินการต่อในไซโตเซล.

Gluconeogenesis เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาสิบประการของ glycolysis แต่ในแง่กลับกัน มันเกิดขึ้นในวิธีต่อไปนี้:

-ในเมทริกซ์ไมโตคอนเดรียไพรูไพรูจะถูกแปลงเป็น oxaloacetate โดยเอนไซม์คาร์บอกซิเลสไพรีวาเตต ขั้นตอนนี้ต้องการโมเลกุลของ ATP ซึ่งเกิดขึ้นเป็น ADP ซึ่งเป็นโมเลกุลของ CO₂ และหนึ่งในน้ำ ปฏิกิริยานี้ปล่อยสอง H⁺ ตรงกลาง.

-Oxalacetate ถูกแปลงเป็น l-malate โดยเอนไซม์ malate dehydrogenase ปฏิกิริยานี้ต้องการโมเลกุลของ NADH และ H.

-l-malate ออกจาก cytosol ซึ่งกระบวนการยังคงดำเนินต่อไป Malate ส่งกลับไปยัง oxaloacetate ขั้นตอนนี้ถูกเร่งโดยเอนไซม์ malate dehydrogenase และเกี่ยวข้องกับการใช้โมเลกุล NAD⁺

-Oxaloacetate จะถูกแปลงเป็นฟอสโฟโนลปีนไพรรูทโดยเอนไซม์ฟอสฟอโนโพล กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับโมเลกุล GTP ที่ส่งผ่านไปยัง GDP และ CO₂.

-phosphoenolpyruvate ผ่านไป 2-phosphoglycerate โดยการกระทำของ enolase ขั้นตอนนี้ต้องใช้โมเลกุลของน้ำ.

-Phosphoglycerate mutase เร่งการแปลงของ 2-phosphoglycerate เป็น 3-phosphoglycaterate.

-3-phosphoglycerate ผ่านไป 1,3-biphosphoglycerate เร่งปฏิกิริยาโดย mutase phosphoglycerate ขั้นตอนนี้ต้องการโมเลกุล ATP.

-1,3-biphosphoglycerate ถูกเร่งให้เป็น d-glyceraldehyde-3-phosphate โดย glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับโมเลกุลของ NADH.

-D-glyceraldehyde-3-phosphate ส่งผ่านไปยังฟรุกโตส 1,6-bisphosphate โดย aldolase.

-Fructose 1,6-bisphosphate จะถูกแปลงเป็น fructose 6-phosphate โดย fructose 1,6-biphosphatase ปฏิกิริยานี้เกี่ยวข้องกับโมเลกุลของน้ำ.

-ฟรุกโตส 6-phosphate ถูกเปลี่ยนเป็นกลูโคส 6-phosphate โดยเอนไซม์กลูโคส -6- ฟอสเฟตไอโซเมอเรส.

-ในที่สุดเอนไซม์กลูโคส 6-phosphatase จะเร่งการผ่านของสารประกอบหลังเป็นα-d-กลูโคส.

ทำไมแลคเตทจึงต้องเดินทางไปที่ตับ?

เส้นใยกล้ามเนื้อไม่สามารถดำเนินการตามกระบวนการกลูโคเนเนซิสได้ ในกรณีที่เป็นไปได้มันจะเป็นวัฏจักรที่ไม่ยุติธรรมอย่างสมบูรณ์เนื่องจาก gluconeogenesis ใช้ ATP มากกว่า glycolysis.

นอกจากนี้ตับเป็นเนื้อเยื่อที่เหมาะสมสำหรับกระบวนการ ในร่างกายนี้มักจะมีพลังงานที่จำเป็นในการดำเนินการรอบเพราะไม่มีการขาด O₂.

ตามเนื้อผ้ามันคิดว่าในระหว่างการกู้คืนเซลล์หลังจากออกกำลังกายประมาณ 85% ของแลคเตทถูกลบออกและส่งไปยังตับ จากนั้นจะเปลี่ยนเป็นกลูโคสหรือไกลโคเจน.

อย่างไรก็ตามการศึกษาใหม่โดยใช้หนูเป็นสิ่งมีชีวิตแบบจำลองเผยให้เห็นว่าชะตากรรมของแลคเตทบ่อยครั้งคือการเกิดออกซิเดชัน.

นอกจากนี้ผู้เขียนที่แตกต่างกันแนะนำว่าบทบาทของวงจร Cori ไม่สำคัญเท่าที่เชื่อ ตามการสืบสวนเหล่านี้บทบาทของวงจรจะลดลงเหลือเพียง 10 หรือ 20%.

วงจร Cori และการออกกำลังกาย

เมื่อออกกำลังกายเลือดจะได้รับกรดแลคติคสูงสุดหลังจากการฝึกห้านาที คราวนี้ก็เพียงพอแล้วที่กรดแลคติคจะย้ายจากเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อไปสู่เลือด.

หลังจากขั้นตอนการฝึกกล้ามเนื้อระดับแลคเตทในเลือดจะกลับสู่ค่าปกติหลังจากผ่านไปหนึ่งชั่วโมง.

ตรงกันข้ามกับความเชื่อที่ได้รับความนิยมการสะสมของแลคเตท (หรือแลคเตทด้วยตัวเอง) ไม่ใช่สาเหตุของการอ่อนเพลียของกล้ามเนื้อ มันแสดงให้เห็นว่าในการฝึกอบรมที่มีการสะสมของแลคเตตต่ำความเหนื่อยล้าของกล้ามเนื้อเกิดขึ้น.

เป็นที่เชื่อกันว่าสาเหตุที่แท้จริงคือการลดลงของค่า pH ในกล้ามเนื้อ มีความเป็นไปได้ที่ค่า pH จะลดลงจากค่าฐานที่ 7.0 ถึง 6.4 ซึ่งถือว่าเป็นค่าที่ค่อนข้างต่ำ ในความเป็นจริงถ้าค่า pH ยังคงใกล้กับ 7.0 แม้ว่าความเข้มข้นของแลคเตทจะสูงกล้ามเนื้อจะไม่อ่อนล้า.

อย่างไรก็ตามกระบวนการที่นำไปสู่ความเหนื่อยล้าจากการเป็นกรดยังไม่ชัดเจน มันอาจเกี่ยวข้องกับการตกตะกอนของแคลเซียมไอออนหรือลดลงในความเข้มข้นของโพแทสเซียมไอออน.

นักกีฬาได้รับการนวดและน้ำแข็งบนกล้ามเนื้อของพวกเขาเพื่อส่งเสริมการหลั่งน้ำนมเข้าไปในเลือด.

วงจรอะลานีน

มีเส้นทางการเผาผลาญเกือบจะเหมือนกับวงจรของ Cori เรียกว่าวัฏจักรอะลานีน ที่นี่กรดอะมิโนเป็นสารตั้งต้นของกลูโคโนเจน กล่าวอีกนัยหนึ่งอะลานีนเข้าแทนที่กลูโคส.

การอ้างอิง

1. Baechle, T. R. , & Earle, R. W. (Eds.) (2007). หลักการฝึกความแข็งแกร่งและการปรับสภาพร่างกาย. Ed. Panamericana การแพทย์.
2. Campbell, M. K. , & Farrell, S. O. (2011). ชีวเคมี. ฉบับที่หก. ทอมสัน บรูคส์ / โคล.
3. Koolman, J. , & Röhm, K. H. (2005). ชีวเคมี: ข้อความและแผนที่. Ed. Panamericana การแพทย์.
4. Mougios, V. (2006). ชีวเคมีในการออกกำลังกาย. จลนพลศาสตร์ของมนุษย์.
5. Poortmans, J.R. (2004). หลักการทางชีวเคมีการออกกำลังกาย. 3^ถ, ฉบับแก้ไข. Karger.
6. Voet, D. , & Voet, J. G. (2006). ชีวเคมี. Ed. Panamericana การแพทย์.