Kako skeletni mišić može proizvesti dodatni ATP kada nema dovoljno kisika?
Skeletni mišići mogu proizvesti dodatni ATP kada nema dovoljno kisika kroz nekoliko mehanizama:
Anaerobna glikoliza: Kada je opskrba kisikom ograničena, mišići mogu razgraditi glukozu bez korištenja kisika u procesu koji se naziva anaerobna glikoliza. Taj se proces odvija u citoplazmi mišićnih stanica i rezultira proizvodnjom ATP-a, zajedno s nusproduktima piruvatom i laktatom.
Razgradnja kreatin fosfata: Kreatin fosfat (CP) je visokoenergetski spoj pohranjen u skeletnim mišićima. Kada postoji neposredna potreba za energijom, a kisik je ograničen, CP se može razgraditi i proizvesti ATP. Enzim kreatin kinaza olakšava ovu reakciju, prenoseći fosfatnu skupinu s CP na ADP, stvarajući ATP.
Fosforilacija na razini supstrata: Uz anaerobnu glikolizu, mišićne stanice također mogu koristiti fosforilaciju na razini supstrata za stvaranje ATP-a bez kisika. Ovaj proces uključuje izravan prijenos fosfatne skupine s molekule supstrata na ADP, što rezultira stvaranjem ATP-a. Primjer fosforilacije na razini supstrata u skeletnim mišićima je pretvorba glukoza-6-fosfata u fruktoza-6-fosfat.
Metabolizam masnih kiselina: Iako nisu primarni izvor energije tijekom vježbanja visokog intenziteta, skeletni mišići također mogu koristiti masne kiseline kao izvor energije kada je kisik ograničen. Metabolizam masnih kiselina događa se u mitohondrijima i uključuje razgradnju masnih kiselina u acetil-CoA, koji ulazi u ciklus limunske kiseline (Krebsov ciklus). Iako je za ciklus limunske kiseline potreban kisik, dio ATP-a može se proizvesti fosforilacijom na razini supstrata tijekom metabolizma masnih kiselina.
Razgradnja mišićnog glikogena: Mišićni glikogen, pohranjeni oblik glukoze, može se razgraditi kako bi se oslobodio glukoza-1-fosfat kroz proces koji se naziva glikogenoliza. Ovaj glukoza-1-fosfat zatim može ući u anaerobnu glikolizu ili se pretvoriti u glukoza-6-fosfat da se podvrgne fosforilaciji na razini supstrata, generirajući ATP.
Ovi mehanizmi omogućuju skeletnim mišićima da nastave stvarati ATP čak i kada je dostupnost kisika ograničena, osiguravajući održavanje mišićne funkcije i proizvodnju energije potrebne za kratkotrajne, intenzivne aktivnosti ili tijekom prijelaza na aerobni metabolizam. Međutim, važno je napomenuti da ovi anaerobni procesi proizvode laktat, koji može pridonijeti umoru mišića i mora se ukloniti naknadnim oporavkom i opskrbom kisikom.
