Kako lahko skeletna mišica proizvede dodaten ATP, če ni dovolj kisika?

Skeletne mišice lahko proizvedejo dodaten ATP, ko ni dovolj kisika, preko več mehanizmov:

Anaerobna glikoliza: Ko je oskrba s kisikom omejena, lahko mišice razgradijo glukozo brez uporabe kisika v procesu, imenovanem anaerobna glikoliza. Ta proces poteka v citoplazmi mišičnih celic in ima za posledico proizvodnjo ATP, skupaj s stranskimi produkti piruvatom in laktatom.

Razgradnja kreatin fosfata: Kreatin fosfat (CP) je visokoenergijska spojina, shranjena v skeletnih mišicah. Ko obstaja takojšnja potreba po energiji in je kisik omejen, se lahko CP razgradi in proizvede ATP. Encim kreatin kinaza olajša to reakcijo, prenese fosfatno skupino iz CP na ADP, pri čemer nastane ATP.

Fosforilacija na ravni substrata: Poleg anaerobne glikolize lahko mišične celice uporabljajo tudi fosforilacijo na ravni substrata za ustvarjanje ATP brez kisika. Ta proces vključuje neposreden prenos fosfatne skupine iz substratne molekule na ADP, kar povzroči nastanek ATP. Primer fosforilacije na ravni substrata v skeletnih mišicah je pretvorba glukoza-6-fosfata v fruktozo-6-fosfat.

Presnova maščobnih kislin: Čeprav med visoko intenzivno vadbo niso primarni vir energije, lahko skeletne mišice uporabljajo tudi maščobne kisline kot vir energije, ko je kisik omejen. Presnova maščobnih kislin poteka v mitohondrijih in vključuje razgradnjo maščobnih kislin v acetil-CoA, ki vstopi v cikel citronske kisline (Krebsov cikel). Čeprav cikel citronske kisline zahteva kisik, se lahko nekaj ATP proizvede s fosforilacijo na ravni substrata med presnovo maščobnih kislin.

Razgradnja mišičnega glikogena: Mišični glikogen, shranjena oblika glukoze, se lahko razgradi, da se sprosti glukoza-1-fosfat s postopkom, imenovanim glikogenoliza. Ta glukoza-1-fosfat lahko nato vstopi v anaerobno glikolizo ali se pretvori v glukoza-6-fosfat, da se podvrže fosforilaciji na ravni substrata, pri čemer nastane ATP.

Ti mehanizmi omogočajo skeletnim mišicam, da še naprej proizvajajo ATP, tudi ko je dostopnost kisika omejena, kar zagotavlja vzdrževanje mišične funkcije in proizvodnjo energije, potrebne za kratkotrajne, intenzivne aktivnosti ali med prehodom na aerobni metabolizem. Vendar je pomembno upoštevati, da ti anaerobni procesi proizvajajo laktat, ki lahko prispeva k utrujenosti mišic in ga je treba odstraniti s kasnejšim okrevanjem in oskrbo s kisikom.