Sistema del Creatinfosfato – Fosfocreatina: Cos’è e Come Funziona

ATP Muscolare

ATP muscolare e ruolo del creatin fosfato

In condizioni di riposo, la richiesta di ATP è moderata ma, nel momento in cui le fibre muscolari vengono stimolate a contrarsi, questa richiesta aumenta immediatamente.

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È per questo che, sempre in condizioni di riposo, nelle fibrocellule sono immagazzinate modeste quantità di ATP. Una volta iniziata la contrazione muscolare, queste non possono sostenere lo sforzo per lunghi periodi.

Quindi, per evitare l'insufficienza di ATP, la cellula muscolare deve incrementarne la produzione per poter sostenere l'aumento della velocità di utilizzo.

L'ATP che fornisce l'energia necessaria per la contrazione è prodotta nelle cellule muscolari dalla fosforilazione a livello del substrato e dalla fosforilazione ossidativa. Quando in una cellula aumenta il consumo energetico, si ha una riduzione della concentrazione di ATP e un aumento di quella dell'ADP.

Tali variazioni inducono un aumento dell'attività degli enzimi responsabili della formazione dell'ATP, con conseguente aumento di sintesi. Ciò avviene appena la cellula inizia a contrarsi, ma queste reazioni richiedono ugualmente diversi secondi.

Quindi, per assicurare la disponibilità dell'ATP necessaria, i muscoli fanno affidamento su una riserva di fosfati ad alta energia ed immediatamente disponibile, il creatinfosfato (CP).

Come Funziona

Come funziona il meccanismo del creatin fosfato?

Il funzionamento del creatin fosfato si basa sulla cessione del suo gruppo fosfato all'ADP – che è sempre presente – per formare ATP.

La cellula a riposo contiene una quantità di creatinfosfato sufficiente a fornire una quantità di ATP pari a 4-5 volte di quella normalmente presente, che consente alla cellula di mantenere la sua attività, fino a quando non entrano in gioco le altre reazioni in grado di produrre l'ATP (metabolismo anaerobico lattacido e aerobico).

La reazione del creatinfosfato con l'ADP è catalizzata dall'enzima creatinchinasi ed è reversibile:

Creatinfosfato + ADP ⇄ Creatina + ATP

Quando questa reazione procede da sinistra a destra, genera ATP e creatina; quando va da destra a sinistra, genera ADP e creatinfosfato.

Nella cellula muscolare a riposo, la reazione è in equilibrio e, per ogni molecola di creatinfosfato che si forma, un'altra viene convertita a creatina.

Al momento in cui inizia l'attività muscolare invece, la concentrazione di ATP cala, aumenta quella di ADP e la reazione procede verso destra per la legge d'azione di massa. Ne risulta che un certo quantitativo di ADP è trasformato in ATP, che può essere utilizzato nel ciclo dei ponti trasversali consumando creatinfosfato.

Poiché le scorte di CP sono limitate, questa reazione può produrre ATP solo per un tempo breve, utile in attesa delle altre reazioni metaboliche che forniscono ATP.

Quando la cellula muscolare termina la contrazione, la scorta di creatinfosfato viene ripristinata perché la ridotta richiesta di ATP causa un suo aumento di concentrazione e una diminuzione dell'ADP, determinando uno spostamento della reazione verso sinistra, in modo che venga di nuovo sintetizzato creatinfosfato dalla creatina. In questo modo le riserve di CP vengono conservate per un eventuale aumento improvviso dell'attività in un momento successivo.

Restauro Veloce

Restauro veloce delle riserve di creatin fosfato

Una serie di esperimenti ha evidenziato importanti indicazioni al riguardo.

In uno di questi esperimenti è stato prelevato un campione di tessuto muscolare tramite biopsia ad ago prima dell'inizio dell'esercizio fisico e, in seguito, periodicamente durante tutta la fase del restauro seguente lo sforzo massimale esaustivo.

La prova fu eseguita in due modalità differenti:

• Muscolo con flusso sanguigno normale;
• Muscolo con flusso sanguigno occluso.

Nel primo caso si è osservato come dopo soli 2 minuti circa l'85% del CP era stato ripristinato, mentre al 4° minuto di restauro la percentuale raggiungeva il 90%, per arrivare al pressoché completo ristabilimento del valore iniziale dopo circa 8 minuti.

Nel secondo caso invece, con il flusso sanguigno occluso, la risintesi del creatinfosfato non avviene.

Questo ha portato alla conferma che il ciclo di rigenerazione avviene grazie all'ossigeno di restauro trasportato nel sangue dall'emoglobina.

Naturalmente, maggiore è la deplezione di creatinfosfato in conseguenza dell'esercizio e maggiore sarà la quantità di ossigeno necessario per la sua risintesi.