Muschiul utilizeaza ATP pentru actiunea mecanica

Muschiul utilizeaza ATP pentru actiunea mecanica

Muschiul utilizeaza circa 50% din cantitatea totala de O₂ in organismul uman in repaus si pana la 90% in timpul efortului muscular intens.

In muschiul scheletic, metabolismul este specializat primordial pentru a produce ATP ca sursa imediata de energie. Mai mult, muschiul scheletic este adaptat sa execute actiunea mecanica intermitent, la cerere. Uneori este necesar efort maxim in timp scurt (alergare pe distanta scurta), alteori este necesar effort de durata (tractiune la pas,  etc). (fig.5 ) si de aceea muschiul are cateva optiuni pentru sursele de combustibil metabolic si tipul de cale, aeroba sau anaeroba.

Fig. 5  Surse de energie pentru contractia musculara

Muschiul scheletic poate utiliza urmatoarele tipuri de combustibil metabolic: acizi grasi liberi, corpi cetonici sau glucoza, in functie de intensitatea activitatii musculare. In repaus, combustibilul primar este reprezentat de AG mobilizati din tesutul adipos si corpii cetonici din ficat. Acestia sunt oxidati si degradati la Ac -SCoA care intra in ciclul ac.citric pentru a fi oxidata la CO₂. Transferul electronic ulterior pana la O₂ furnizeaza energia pentru sinteza ATP prin fosforilare oxidativa. Activitatea musculara moderata utilizeaza glucoza sanguina in plus fata de acizii grasi si corpi cetonici. Glucoza este fosforilata apoi degradata prin glicoliza la piruvat, care este convertit  in Ac - ScoA care, la randul ei, este oxidata in ciclul ATC. Totusi, in muschiul care executa efortul maxim, necesarul de ATP este asa de mare, incat torentul sanguin nu poate furniza oxigen si combustibil metabolic suficient de rapid pentru a produce ATP pe cale aeroba, exclusiv. In aceste conditii, glicogenul stocat in muschi este biodegradat la lactat prin fermentatie, cu un randament de 2 moli ATP/mol glucoza metabolizata. Fermentatia lactica furnizeaza astfel energia metabolica (ATP) cu rapiditate, suplimentand-o pe cea fundamentala rezultata din arderea aeroba via ciclul ATC.

Utilizarea glucozei sanguine si a glicogenului muscular ca surse combustionabile de urgenta pentru activitatea musculara este mult crescuta de secretia adrenalinei care stimuleaza mobilizarea glucozei din depozitul de glicogen din ficat in sange si biodegradarea glicogenului din muschi. Muschiul scheletic nu contine glucoza- 6- fosfataza si deci nu poate transforma glu-6 P in glucoza libera pentru a fi furnizata altor tesuturi. In consecinta, glicogenul muscular este utilizat exclusiv ca sursa de energie pentru muschi, pe care o furnizeaza prin glicoliza.

Deoarece  muschii scheletici stocheaza relativ putin glicogen (circa 1 % din greutatea totala) exista o limita a sursei de energie la acest nivel. Mai mult, acumularea de lactat si descresterea consecutiva a pH-ului muscular care are loc in muschiul supus efortului maxim, reduce eficienta functionala a acestuia.

Dupa o perioada de activitate musculara intensa tahipneea continua in timp. Mare parte din oxigenul obtinut astfel este utilizata pentru producrea de ATP prin fosforilare oxidativa in ficat.

Acest ATP este utilizat pentru

gluconeogeneza din lactat,

transferat prin sange de la

muschi pentru reincarcarea

acestora cu glicogen,

completand ciclul Cori (fig. 6 )

Fig.6  Ciclul Cori

Muschii scheletici contin cantitati considerabile de fosfocreatina care regenereaza rapid ATP din ADP prin reactia catalizata de creatinkinaza.

In timpul perioadelor de contractie musculara si glicoliza, aceasta reactie decurge predominant in directia sintezei de ATP (fig.6) dar in timpul refacerii de dupa efortul intens, aceeasi enzima este utilizata pentru resinteza fosfocreatinei din creatina, pe seama ATP.

Muschiul cardiac difera de cel scheletic prin aceea ca este in permanenta activ in ritm regulat de contractie si relaxare. Spre deosebire de muschii scheletici, miocardul are in permanenta in metabolism aerob complet. Mitocondriile sunt mult mai numeroase in muschiul cardiac decat in muschiul scheletic, reprezentand aproape din volumul celulelor miocardice. Inima utilizeaza drept combustibil metabolic un amestec de glucide, acizi grasi liberi si corpi cetonici de provenienta sanguina. Aceste molecule sunt oxidate pe calea ciclului ATC pentru a furniza energia necesara sintezei de ATP prin fosforilare oxidativa. Ca si muschiul scheletic, miocardul nu stocheaza lipide sau glicogen in cantitati mari. Cantitati mici de energie de rezerva sunt stocate sub forma de fosfocreatina. Deoarece miocardul este in mod normal aerob si obtine energia prin fosforilare oxidativa, deficitul de oxigen intr-o anumita portiune a sa cand vasele sanguine sunt blocate de depozite de lipide (ateromatoza) sau cheaguri sanguine (tromboza coroniana) poate produce mortificarea acelei portiuni a muschiului cardiac, un proces, numit infarct miocardic ,care produce ceea ce clinic se numeste atac de cord.