الكرياتينهو جزيء حيوي شائع يساعد على تخزين الطاقة في الجسم. الاسم الكيميائي للكرياتين هو N- (aminoiminomethyl) -N-methylglycine ، المعروف أيضًا باسم حمض الخليك methylguanidine. يحدث تخليق الكرياتين بشكل طبيعي في العضلات والكبد والكلى ، ولكن يمكن الحصول عليه أيضًا من الطعام. في الجسم ، يتم تخزين الكرياتين في العضلات ويمكن أن يوفر طاقة عالية الكثافة ، لذلك يستخدم على نطاق واسع في التمارين البدنية وتدريب الرياضيين. بعد ذلك ، سيتم تقديم جميع مسارات الكرياتين الاصطناعية بالتفصيل.
1. طريقة تخليق الكبد:
تخليق الكرياتين في الكبد هو المسار الرئيسي لتخليق الكرياتين. يتم هذا التوليف من خلال ثلاثة أحماض أمينية في الكبد: الميثيونين وحمض الأسبارتيك والجليسين. العملية المحددة هي كما يلي:
1) يقترن الميثيونين بالجليسين من خلال ميثيونين الببتيد أسيل ترانسفيراز (S-adenosylmethionine: guanidinoacetate N-methyltransferase ، SAM-GAT) في الكبد لتوليد S-adenosylmethionine (S-adenosylmethionine).
2) S-adenosylmethionine يحفز تفاعل اقتران الجلايسين وحمض الأسبارتيك لتوليد منتج وسيط جلايسين فورماميد (guanidinoacetate).
3) أخيرًا ، ينتج تفاعل التحلل المائي بين فورماميد الجلايسين وجزيئات الماء الكرياتين.
تعتمد هذه العملية بشكل أساسي على عمل الإنزيمات التحفيزية للكبد ، بما في ذلك نازعة الهيدروجين المختلفة ، و methyltransferase وغيرها من عمليات نقل oxaloacetate.
2. طريقة تركيب الكلى:
يتم تصنيع الكرياتين عن طريق الكلى من خلال عملية تسمى مسار الميثيلين الكلوي ، حيث تحفز ميثيل ترانسفيرازات تفاعل SAM والجليسين لإنتاج الكرياتين. الركيزة الأولى لهذه العملية ليست المثيونين ، بل الأرجينين. يتم تحويل الأرجينين إلى جلايسين ، ويتم دمج الجليسين مع SAM لتوليد الكرياتين. تحتاج عملية التفاعل هذه إلى التحفيز بواسطة ميثيل ترانسفيراز ، والمكون التحفيزي الرئيسي هو الرينين.
3. طريقة تركيب مصدر الغذاء:
يحدث تخليق الكرياتين من مصادر الغذاء بشكل رئيسي في اللحوم والأسماك. تحتوي هذه الأطعمة على كميات كبيرة من الكارنيتين ، والتي تتحول في الجسم إلى حمض ميثيل جوانيدينو أسيتيك وحمض ثنائي ميثيل جوانيدينو أسيتيك. ثم يتم نقل هذه المنتجات عبر الدم إلى العضلات ، حيث يتم تحويلها لإنتاج الكرياتين في النهاية.
وتجدر الإشارة إلى أن الكرياتين الذي ينتجه الكبد والكلى ينتقل بشكل أساسي إلى العضلات للتخزين والاستفادة. لذلك ، عند وجود مشكلة في وظائف الكبد والكلى ، يصعب على جسم الإنسان إنتاج ما يكفي من الكرياتين ، ومن الضروري الحصول على المزيد من الكرياتين من خلال الطعام.
بشكل عام ، يلعب تركيب الكرياتين دورًا مهمًا للغاية في تحسين صحة الإنسان والرياضة. من خلال فهم المسارات المختلفة للتوليف ، يمكننا فهم العمليات الفسيولوجية في الجسم بشكل أفضل لزيادة تناول الطعام أو تنفيذ علاجات مساعدة أخرى حسب الحاجة.
الكرياتين مشتق من الأحماض الأمينية بالصيغة الكيميائية C4H9N3O2. يوجد بشكل أساسي في أنسجة العضلات والأعصاب ، والتي يمكن أن تزيد من معدل حرق العضلات ATP وتساعد على استقلاب الطاقة في الجسم. يشتمل التركيب الجزيئي للكرياتين على مجموعة ميثيل ومجموعة تريامينو ومجموعة حمض كربوكسيلي ورابطة ببتيدية مقترنة بذرة نيتروجين. يحتوي الكرياتين على حلقة تحتوي على النيتروجين تسمى حلقة اليوريا ، وهي قادرة على التفاعلات الفيزيائية والكيميائية مع الجزيئات الأخرى. وهو أيضًا مقدمة لجزيء تخزين طاقة العضلات phosphocreatine.
الكرياتين قابل للذوبان تمامًا في الماء ، فكلما انخفض الرقم الهيدروجيني ، زادت قابلية الذوبان. هو مسحوق أبيض في درجة الحرارة العادية ، لا طعم له ورائحة. الكرياتين هو مادة حمضية ضعيفة مع pKa حوالي 10. وهذا يعني أنه في ظل الظروف المحايدة أو الحمضية ، فإنه يصبح بروتونيًا جزئيًا. في واجهة PL (بين الدهون والماء) ، يمتلك الكرياتين نشاطًا سطحيًا مرتفعًا ، وبسبب كراهيته للماء ، يمكن أن يتفاعل مع المجموعات الكارهة للماء ويشكل هيكلًا عظميًا قويًا من الأنسجة العضلية.
في جسم الإنسان ، يمكن للكرياتين ، مع حمض الجلوتاميك ، تخليق فوسفاتيز الكرياتين لتخزين الطاقة ، وهو المصدر المباشر للطاقة الحرة ، وهو فوسفات عالي الطاقة يتم تخزينه في العضلات الدهنية. يرتبط استقلاب الكرياتين في الجسم بآلية تقلص العضلات. يمكن أن يعزز ATP المتكون أثناء تقلص العضلات ويحافظ على وظيفة العضلات.
في التفاعل الكيميائي ، قد يتأكسد الكرياتين بواسطة النتريت إلى فورماميد وفورمات. هذه الأكسدة قابلة للعكس ، ولكن عند التركيزات والظروف العالية ، يمكن تسريع هذا التفاعل. توجد طرق عديدة لوجود الكرياتين ، أكثر الطرق شيوعًا هي الاستخلاص أو التخليق الكيميائي. على سبيل المثال ، يمكن تحضير الكرياتين المُصنَّع كيميائيًا عن طريق خلط الزياتين الميثيل ، وهو مركب مشابه للكرياتين ، مع الكربامات.
باختصار ، يعتبر الكرياتين مكونًا مهمًا للأنسجة العضلية مع مجموعة متنوعة من الأنشطة البيولوجية والخصائص الكيميائية ، ويمكن أن يلعب أدوارًا فسيولوجية مهمة مثل تخزين طاقة العضلات ، واستقلاب الطاقة ، وتقلص العضلات في جسم الإنسان.
الابتكار هو القوة الدافعة وراء خلق الابتكار. كمنتج يستخدم على نطاق واسع لصحة الإنسان ، فقد تطور الكرياتين إلى ما هو أبعد من الوقت الحاضر. يحتوي الكرياتين على مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك الرياضة ، وصحة المسنين ، والجهاز العصبي ، والمزيد. فيما يلي بعض الاحتمالات لمناطق التطوير المستقبلية للكرياتين:
1. ممارسة الصحة:
يستخدم الكرياتين على نطاق واسع في عالم الرياضة ، ولكن معظم الأبحاث الحالية تركز على تعزيز قوة العضلات وزيادة القدرة على التحمل. قد تسمح لنا الأبحاث الإضافية بفهم المزيد عن الدور الذي يلعبه الكرياتين في زيادة الرشاقة والقوة والتحمل ، بالإضافة إلى جوانب أخرى من تأثيرات التمرين ، مثل علاقته بتلف العضلات وإصلاحها. قد يتضمن المزيد من الاستكشاف أيضًا استخدام الكرياتين لتسهيل البحث في قضايا الصحة البدنية العامة ، مثل التعافي بعد التمرين وتخطيط النظام الغذائي.
2. صحة القلب والأعصاب:
في السنوات الأخيرة ، بدأ العلماء في استخدام الكرياتين في الأبحاث في مجالات صحة القلب والعصبية. يستكشفون تطبيقات الكرياتين ، بما في ذلك الوقاية والعلاج من فشل القلب والأمراض الأخرى ، وحماية الأعصاب والوظائف المختلفة في الجهاز العصبي. سوف تتعمق الأبحاث المستقبلية في هذا المجال وقد تنظر في إمكانية استغلال خصائص الحماية العصبية بين المجالات أو المستحضرات المختلفة أيضًا بسبب الكرياتين.
3. تحسين الذاكرة:
يحظى الارتباط بين الكرياتين والذكاء المعزز والوظيفة المعرفية باهتمام متزايد. يعتقد العديد من الباحثين أن الكرياتين يمكنه تسريع سرعة تخزين المعلومات الجديدة في الدماغ ونقل المعلومات ، ويمكنه تحسين الذاكرة قصيرة المدى والذاكرة العاملة. يستكشف العلماء استخدام الكرياتين لعلاج مرض الخرف ، مما قد يؤدي إلى مزيد من الدراسات لاستكشاف آثاره في علاجاتهم ، بعيدًا عن القيود.
4. تعزيز الصحة الطبية:
تتم دراسة استخدام الكرياتين كعلاج للعديد من الحالات الصحية الطبية بشكل متزايد. وتشمل أمراض القلب والأوعية الدموية والسكري واضطرابات التمثيل الغذائي للدهون ، من بين أمور أخرى. تشمل دراسات هذه التطبيقات العلاج طويل الأمد واستخدام الكرياتين كعلاج بديل. ستؤدي هذه الدراسات ، بالإضافة إلى المزيد من الدراسات السريرية والحيوانية ، إلى مزيد من الاستنتاجات المتعلقة بقيمتها كخيار علاجي للمرض في المستقبل.
على الرغم من أن الكرياتين ليس علاجًا شاملاً ، فقد أظهرت الأبحاث تطبيقه الواسع بعدة طرق. في المستقبل ، سيصبح التركيز في المزيد من المجالات ، مثل تعزيز الوظيفة الإدراكية الفكرية والصحة طويلة المدى قيد الاستخدام ، وسيكرس العديد من العلماء أنفسهم لإيجاد طرق بحث بحيث يمكن استخدامها على نطاق أوسع في المستقبل.