Soru

Zorluk: Çok zorKas Enerji Metabolizmi

İskelet kası liflerinde dinlenim halinden maksimal şiddette egzersize geçişte enerji metabolizmasının zamansal organizasyonu ve hücresel homeostazın korunmasıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi en doğrudur?

  1. Yoğun kas aktivitesi sırasında ATPATP kullanım hızı çok artsa da, PCrPCr tamponlaması ve saniyeler içinde aktive olan glikojenoliz sayesinde hücre içi ATPATP konsantrasyonu belirgin yorgunluk gelişene dek istirahat düzeyinin %70-80'inin altına düşmez.Cevap
  2. B
    Hücre içi PCrPCr depolarının kullanımı, ancak sarkoplazmadaki mevcut ATPATP molekülleri tamamen hidrolize edilip tükendikten sonra (yaklaşık 2-3. saniyeden itibaren) başlar.
  3. C
    Tip I (yavaş) kas lifleri, yüksek mitokondri ve miyoglobin içeriğine sahip oldukları için maksimal şiddetteki bir kasılmanın ilk 5-10 saniyesinde enerji ihtiyacının %90'ından fazlasını oksidatif yoldan karşılar.
  4. D
    Kasılma sırasında adenilat kinaz reaksiyonu ile oluşan AMPAMP artışı, hız kısıtlayıcı fosfofruktokinaz-1 (PFK−1PFK-1) enzimini allosterik olarak inhibe ederek glikoliz hızını yavaşlatır.
  5. E
    Glikolitik yolakta laktat üretimi, sadece mitokondriyal oksijen sunumunun tamamen kesildiği anoksik durumlarda piruvatın mitokondriye girememesi sonucu başlar.

Cevap

Yoğun egzersiz sırasında hücre içi ATP konsantrasyonu, PCr ve hızlı glikoliz sistemlerinin etkinliği sayesinde, belirgin bir yorgunluk oluşana kadar istirahat düzeyine yakın değerlerde (yaklaşık %70-80 oranında) sabit tutulur.
İskelet kası hücreleri, hayati önem taşıyan ATP seviyelerini korumak üzere evrimleşmiştir. Çok yoğun egzersizde bile (maksimal sprint gibi), ATP depoları hiçbir zaman sıfıra inmez. Kreatin fosfat depoları saniyeler içinde ATP'yi rejenere ederken, aynı anda devreye giren glikojenoliz süreci de ATP üretimini destekler. Bu koordineli çalışma sayesinde ATP konsantrasyonu, ancak glikojen ve PCr depoları tükenip yorgunluk oluştuğunda hafifçe azalır.

Adım Adım Çözüm

1
ATP homeostazını değerlendir.
Kas hücresinde [ATP][ATP] yaklaşık 4−5mmol/kg4-5 mmol/kg düzeyindedir. Egzersizle kullanım hızı artsa da bu seviye korunmaya çalışılır.
ATP seviyelerinin aşırı düşmesi, kalsiyum pompalarının durmasına ve kasın gevşeyememesine (rigor) yol açarak hücre sağlığını tehdit eder.
2
Kreatin Fosfat (PCrPCr) ve Miyokinaz sisteminin rolünü analiz et.
PCr + ADP → ATP + Kreatin reaksiyonu (Lohmann reaksiyonu) saniyeler içinde gerçekleşir.
Bu reaksiyon en hızlı ATP rejenerasyon yoludur ve ilk 10 saniye boyunca ATP'nin stabil kalmasını sağlayan birincil tampondur.
3
Glikoliz ve Oksidatif sistemlerin aktivasyon zamanını belirle.
Glikoliz kasılmanın ilk birkaç saniyesinde aktive olurken, oksidatif sistem 1-2 dakikadan sonra baskın hale gelir.
Sistemler sırayla değil, belirli bir örtüşme (overlap) ile çalışır; böylece ATP seviyesindeki düşüş minimalize edilir.

Anahtar Kavram

İskelet kasında enerji tamponlama ve ATP homeostazı
Bu soruyu puanla