Cori Cycle-stappen en kenmerken

de Cori-cyclus of melkzuurcyclus is een metabole route waarbij het lactaat geproduceerd door glycolytische routes in de spier naar de lever gaat, waar het wordt omgezet in glucose. Deze verbinding keert terug naar de lever om te worden gemetaboliseerd.

Deze metabole route werd in 1940 ontdekt door Carl Ferdinand Cori en zijn vrouw Gerty Cori, wetenschappers uit de Tsjechische Republiek. Beiden wonnen de Nobelprijs voor fysiologie of medicijnen.

index

• 1 Proces (stappen)
  • 1.1 Anaërobe spierglycolyse
  • 1.2 Gluconeogenese in de lever
• 2 Reacties van gluconeogenese
• 3 Waarom lactaat naar de lever moet reizen?
• 4 Cori-cyclus en oefenen
• 5 De alaninecyclus
• 6 Referenties

Proces (stappen)

Anaërobe spierglycolyse

De Cori-cyclus begint in de spiervezels. In deze weefsels vindt het verkrijgen van ATP voornamelijk plaats door de omzetting van glucose in lactaat.

Er dient te worden opgemerkt dat de termen melkzuur en lactaat, die veel worden gebruikt in de sportterminologie, enigszins verschillen in hun chemische structuur. Lactaat is de metaboliet geproduceerd door de spieren en is de geïoniseerde vorm, terwijl melkzuur een extra proton heeft.

De samentrekking van de spieren vindt plaats door de hydrolyse van ATP.

Dit wordt geregenereerd door een proces dat "oxidatieve fosforylatie" wordt genoemd. Dit pad vindt plaats in de mitochondriën van slow-tritch (rood) en fast-tritch (witte) spiervezels

De snelle spiervezels worden gevormd door snelle myosinen (40-90 ms), in tegenstelling tot de lensvezels, gevormd door langzame myosinen (90-140 ms). De eerste produceren meer moeite, maar vermoeidheid snel.

Gluconeogenese in de lever

Door het bloed bereikt het lactaat de lever. Opnieuw wordt het lactaat omgezet in pyruvaat door de werking van het enzym lactaatdehydrogenase.

Ten slotte wordt pyruvaat door gluconeogenese omgezet in glucose, met behulp van het ATP van de lever, gegenereerd door oxidatieve fosforylering.

Deze nieuwe glucose kan terugkeren naar de spier, waar het wordt opgeslagen als glycogeen en nogmaals wordt gebruikt voor spiercontractie.

Reacties van gluconeogenese

Gluconeogenese is de synthese van glucose met behulp van componenten die geen koolhydraten zijn. Dit proces kan als een grondstof pyruvaat, lactaat, glycerol en de meeste aminozuren nemen.

Het proces begint in de mitochondria, maar de meeste stappen gaan door in het cellulaire cytosol.

Gluconeogenese omvat tien van de reacties van glycolyse, maar in omgekeerde zin. Het gebeurt op de volgende manier:

-In de mitochondriale matrix wordt pyruvaat omgezet in oxaloacetaat door middel van het enzym pyruvaatcarboxylase. Deze stap heeft een molecuul ATP nodig, wat toevallig ADP is, een molecuul CO₂ en een van water. Deze reactie maakt twee H vrij⁺ in het midden.

-Oxaalacetaat wordt door het enzym malaatdehydrogenase in l-malaat omgezet. Voor deze reactie is een molecuul NADH en H nodig.

-Het l-malaat verlaat het cytosol waar het proces doorgaat. Het malaat gaat terug naar oxaalacetaat. Deze stap wordt gekatalyseerd door het enzym malaatdehydrogenase en omvat het gebruik van een NAD-molecuul⁺

-Oxaalacetaat wordt omgezet in fosfoenolpyruvaat door het enzym fosfoenolpyruvaat carboxykinase. Dit proces omvat een GTP-molecuul dat overgaat in BBP en CO₂.

-Het fosfoenolpyruvaat gaat over naar 2-fosfoglyceraat door de werking van enolase. Voor deze stap is een watermolecuul vereist.

-Fosfoglyceraat-mutase katalyseert de omzetting van 2-fosfoglyceraat in 3-fosfoglycateraat.

-Het 3-fosfoglyceraat gaat naar 1,3-bifosfoglyceraat, gekatalyseerd door de fosfoglyceraat-mutase. Voor deze stap is een ATP-molecuul vereist.

-Het 1,3-bifosfoglyceraat wordt gekatalyseerd tot d-glyceraldehyde-3-fosfaat door glyceraldehyde-3-fosfaatdehydrogenase. Deze stap omvat een molecuul van NADH.

-D-glyceraldehyde-3-fosfaat gaat door aldolase naar fructose 1,6-bisfosfaat.

-Fructose 1,6-bisfosfaat wordt omgezet in fructose 6-fosfaat door fructose 1,6-bifosfatase. Deze reactie heeft betrekking op een watermolecuul.

-Fructose 6-fosfaat wordt omgezet in glucose-6-fosfaat door het enzym glucose-6-fosfaatisomerase.

-Tenslotte katalyseert het enzym glucose-6-fosfatase de doorgang van de laatste verbinding naar a-d-glucose.

Waarom lactaat naar de lever moet reizen?

De spiervezels zijn niet in staat om het gluconeogenese proces uit te voeren. In zo'n geval dat het zou kunnen, zou het een volledig ongerechtvaardigde cyclus zijn, omdat gluconeogenese veel meer ATP gebruikt dan glycolyse.

Bovendien is de lever een geschikt weefsel voor het proces. In dit lichaam heeft altijd de nodige energie om de cyclus uit te voeren, want er is geen gebrek aan O₂.

Traditioneel werd gedacht dat tijdens cellulair herstel na inspanning ongeveer 85% van het lactaat werd verwijderd en naar de lever werd gestuurd. Vervolgens vindt de omzetting in glucose of glycogeen plaats.

Nieuwe studies met ratten als modelorganisme tonen echter aan dat het frequente lot van lactaat oxidatie is.

Daarnaast suggereren verschillende auteurs dat de rol van de Cori-cyclus niet zo belangrijk is als werd aangenomen. Volgens deze onderzoeken is de rol van de cyclus teruggebracht tot slechts 10 of 20%.

Cori fietst en traint

Tijdens het trainen krijgt het bloed na vijf minuten training een maximale hoeveelheid melkzuur. Deze tijd is genoeg voor het melkzuur om te migreren van het spierweefsel naar het bloed.

Na de spiertrainingsfase keren de bloedlactaatniveaus na een uur terug naar hun normale waarden.

In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, is de accumulatie van lactaat (of lactaat alleen) niet de oorzaak van spieruitputting. Het is aangetoond dat bij training waarbij de accumulatie van lactaat laag is, spiervermoeidheid optreedt.

Er wordt gedacht dat de echte oorzaak de daling van de pH in de spieren is. Het is mogelijk dat de pH daalt van de basale waarde van 7.0 tot 6.4, beschouwd als een vrij lage waarde. In feite, als de pH dicht bij 7,0 blijft, zelfs als de lactaatconcentratie hoog is, wordt de spier niet vermoeid.

Het proces dat leidt tot vermoeidheid als gevolg van verzuring is echter nog niet duidelijk. Het kan verband houden met de precipitatie van calciumionen of een afname van de concentratie van kaliumionen.

Atleten ontvangen massages en ijs op hun spieren om de passage van lactaat in het bloed te bevorderen.

De alaninecyclus

Er is een metabolisch pad dat bijna identiek is aan de cyclus van Cori, de alaninecyclus genaamd. Hier is het aminozuur de voorloper van gluconeogenese. Met andere woorden, alanine neemt de plaats in van glucose.

referenties

1. Baechle, T.R., & Earle, R.W. (red.). (2007). Principes van krachttraining en fysieke conditionering. Ed. Panamericana Medical.
2. Campbell, M. K., & Farrell, S. O. (2011). biochemie. Zesde editie. Thomson. Brooks / Cole.
3. Koolman, J., & Röhm, K.H. (2005). Biochemie: tekst en atlas. Ed. Panamericana Medical.
4. Mougios, V. (2006). Oefening biochemie. Human Kinetics.
5. Poortmans, J.R. (2004). Principles of exercise biochemistry. 3^rd, herziene editie. Karger.
6. Voet, D., & Voet, J.G. (2006). biochemie. Ed. Panamericana Medical.