Цикли на кори: стъпки и характеристики

Цикъла на Cori или цикъла на млечната киселина е метаболитен път, при който лактатът, произведен от гликолитични пътища в мускула, отива към черния дроб, където се превръща обратно в глюкоза. Това съединение се връща отново в черния дроб, за да се метаболизира.

Този метаболитен път е открит през 1940 г. от Карл Фердинанд Кори и неговата съпруга Герти Кори, учени от Чешката република. И двамата спечелиха Нобелова награда за физиология или медицина.

Процес (стъпки)

Анаеробна мускулна гликолиза

Цикъла на Cori започва в мускулните влакна. В тази тъкан получаването на АТР става главно чрез превръщане на глюкоза в лактат.

Трябва да се отбележи, че термините млечна киселина и лактат, широко използвани в спортната терминология, се различават леко по химичната си структура. Лактатът е метаболитът, произвеждан от мускулите и е йонизирана форма, докато млечната киселина има допълнителен протон.

Свиването на мускулите става чрез хидролиза на АТФ.

Това се регенерира чрез процес, наречен "окислително фосфорилиране". Този път се осъществява в митохондриите на бавно изтръпващите се (червени) и бързо задържащите се (бели) мускулни влакна.

Бързите мускулни влакна се състоят от бързи миозини (40-90 ms), за разлика от влакната на лещата, образувани от бавни миозини (90-140 ms). Първите произвеждат повече усилия, но бързо се уморяват.

Глюконеогенеза в черния дроб

Чрез кръвта лактатът достига до черния дроб. Лактатът отново се превръща в пируват чрез ензима лактат дехидрогеназа.

Накрая, пируват се трансформира в глюкоза чрез глюконеогенеза, използвайки АТР на черния дроб, генериран от окислително фосфорилиране.

Тази нова глюкоза може да се върне в мускула, където се съхранява под формата на гликоген и се използва отново за мускулна контракция.

Реакции на глюконеогенезата

Глюконеогенезата е синтез на глюкоза, използвайки компоненти, които не са въглехидрати. Този процес може да приема като суровина пируват, лактат, глицерол и повечето аминокиселини.

Процесът започва в митохондриите, но повечето от стъпките продължават в клетъчния цитозол.

Глюконеогенезата включва десет от реакциите на гликолизата, но в обратен смисъл. Това се случва по следния начин:

- В митохондриалната матрица пируватът се превръща в оксалоацетат с помощта на ензима пируват карбоксилаза. Тази стъпка изисква АТР молекула, която става ADP, молекула на СО2 и молекула вода. Тази реакция освобождава два H + в средата.

Оксалацетат се превръща в l-малат чрез ензима малат дехидрогеназа. Тази реакция се нуждае от молекула от NADH и H.

L-малатът отива в цитозола, където процесът продължава. Малата преминава обратно в оксалоацетат. Този етап се катализира от ензима малат дехидрогеназа и включва използването на NAD + молекула

Оксалацетат се превръща в фосфоенолпируват чрез ензима фосфоенолпируват карбоксикиназа. Този процес включва GTP молекула, която преминава към БВП и CO 2 .

Фосфоенолпируватът преминава към 2-фосфоглицерат чрез действието на енолаза. Тази стъпка изисква водна молекула.

- Фосфоглицератната мутаза катализира превръщането на 2-фосфоглицерат в 3-фосфоглицерат.

-3-Фосфоглицератът преминава към 1, 3-бифосфоглицерат, катализиран от фосфоглицератната мутаза. Този етап изисква АТР молекула.

1, 3-бифосфоглицератът се катализира до d-глицералдехид-3-фосфат чрез глицералдехид-3-фосфат дехидрогеназа. Този етап включва молекула от NADH.

-D-глицералдехид-3-фосфатът се превръща в фруктоза 1, 6-бисфосфат чрез алдолаза.

- Фруктоза 1, 6-бисфосфат се превръща в фруктоза 6-фосфат чрез фруктоза 1, 6-бифосфатаза. Тази реакция включва молекула вода.

- Фруктозният 6-фосфат се превръща в глюкоза 6-фосфат от ензима глюкозо-6-фосфатна изомераза.

Накрая, ензимът глюкоза 6-фосфатаза катализира преминаването на последното съединение в α-d-глюкоза.

Защо лактатът трябва да пътува до черния дроб?

Мускулните влакна не са в състояние да осъществят процеса на глюконеогенеза. В такъв случай, това би било напълно неоправдан цикъл, тъй като глюконеогенезата използва много повече АТФ, отколкото гликолизата.

В допълнение, черният дроб е подходяща тъкан за процеса. В това тяло винаги има необходимата енергия за осъществяване на цикъла, защото няма липса на О2.

Традиционно се смяташе, че по време на клетъчно възстановяване след тренировка, около 85% от лактата е отстранен и изпратен в черния дроб. След това се получава превръщане в глюкоза или гликоген.

Новите изследвания, използващи плъхове като моделен организъм, показват, че често срещаната съдба на лактата е окисление.

В допълнение, различни автори предполагат, че ролята на цикъла на Cori не е толкова значима, колкото се смята. Според тези проучвания ролята на цикъла е намалена само на 10 или 20%.

Cori цикъл и упражнения

Когато тренирате, кръвта получава максимално натрупване на млечна киселина след пет минути тренировка. Това време е достатъчно, за да премине млечната киселина от мускулните тъкани към кръвта.

След етапа на мускулно обучение нивата на лактата в кръвта се връщат до нормалните си стойности след един час.

Противно на общоприетото схващане, натрупването на лактат (или лактат само по себе си) не е причина за мускулно изтощение. Доказано е, че при обучение, където натрупването на лактат е ниско, настъпва мускулна умора.

Смята се, че истинската причина е намаляването на рН в мускулите. Възможно е рН да намалее от базалната стойност от 7.0 до 6.4, считано за доста ниска стойност. Всъщност, ако рН остане близо до 7.0, дори ако концентрацията на лактат е висока, мускулът не уморява.

Въпреки това процесът, който води до умора в резултат на подкисляване, все още не е ясен. То може да е свързано с утаяване на калциеви йони или намаляване на концентрацията на калиеви йони.

Атлетите получават масажи и лед върху мускулите си, за да стимулират преминаването на лактат в кръвта.

Цикълът на аланин

Има метаболитен път, почти идентичен с цикъла на Cori, наречен аланинов цикъл. Тук аминокиселината е предшественик на глюконеогенезата. С други думи, аланинът заема мястото на глюкозата.