Kreatin

Kreatin je organski spoj sa nominalnom formulom (H₂N)(HN)CN(CH₃)CH₂CO₂H. U rastvoru, ova vrsta postoji u raznim modifikacijama (tautomerima). Kreatin se nalazi kod kičmenjaka, gdje olakšava recikliranje adenozin-trifosfata (ATP), energetskog izvora ćelije, prvenstveno u mišićnom i moždanom tkivu. Recikliranje se postiže pretvaranjem adenozin-difosfata (ADP) natrag u ATP, davanjem fosfatne grupe. Kreatin također djeluje kao pufer.^[1]

Kreatin
Općenito
Hemijski spoj	Kreatin
Druga imena	N-Karbamimidoil-N-metilglicin; Metilguanidoacetatna kiselina acid Sistematsko ime: 2-Karbamimidoil(metil)amino]acetatna kiselina
Molekularna formula	C4H9N3O2
CAS registarski broj	57-00-1
SMILES	CN(CC(=O)O)C(=N)N
InChI	1S/C4H9N3O2/c1-7(4(5)6)2-3(8)9/h2H2,1H3,(H3,5,6)(H,8,9)
Osobine1
Tačka topljenja	255
Rastvorljivost	13,3 g L−1 (na 18 ℃)
Dipolni moment	PubChem: 586
Rizičnost
NFPA 704
1 Gdje god je moguće korištene su SI jedinice. Ako nije drugačije naznačeno, dati podaci vrijede pri standardnim uslovima.

Metabolička uloga

Kreatin je prirodni neproteinski spoj, čija je primarna metabolička uloga kombiniranje kreatina s fosforilnom grupom za stvaranje fosfokreatina, koji se koristi za regeneraciju ATP (adenozin-trifosfata)'. Većina zaliha kreatina i fosfokreatina u ljudskom tijelu nalazi se u skeletnim mišićima (95%), dok se ostatak distribuira u krvi, mozgu, testisima i drugim tkivima.^[2][3] The average amount of total creatine (creatine and phosphocreatine) stored in the body is approximately 120 mmol/kg of dry muscle mass.^[4] Međutim, vjeruje se da je gornja granica skladištenja kreatina nakon suplementacije i dijetetske intervencije oko 160 mmol/kg. Studije su također pokazale da se 1-2% unutarmišićnog kreatina razgradi dnevno, pa bi osoba trebala konzumirati oko 1–3 grama kreatina dnevno, kako bi održavala prosječno (ne nadopunjeno) skladište kreatina.[^[4][5][6] Za većinu osoba oko polovine (1 g/dan) ove dnevne potrebe dobije se iz omnivorne hrane,^[7][3] dok se preostala količina sintetizira u jetri i bubrezima.

Biosinteza

Sinteza kreatina prvenstveno se javlja u jetri i bubregu.^[1] Po procijenjenoj stopi od oko 8,3   mmol ili 1 gram, kod mladih odraslih, dnevno se to prosječno endogeno proizvede.^[2][7]

Kreatin nije esencijalni prehrambeni sastojak ^[8] jer se prirodno proizvodi u ljudskom tijelu iz aminokiselina glicina i arginina, uz dodatnu potrebu da metionin katalizira transformaciju guanidinoacetata u kreatin. U prvom koraku biosinteze, ove dvije aminokiseline kombinuje enzim arginin: glicin amidinotransferaza (AGAT, EC:2.1.4.1) da nastane gvanidinoacetat, koji zatim metilira guanidinoacetat N-metiltransferaza (GAMT, EC:2.1.1.2), upotrebom S-adenozil-metionina, kao donora metila. Sam kreatin može se fosforilirati, pomoću kratin-kinaze da formira fosfokreatin, koji se koristi kao energetski pufer u skeletnim mišićima i mozgu. Ciklični oblik kreatina, nazvan kreatinin, postoji u ravnoteži sa tautomerom i sa kreatinom.

Fosfokreatinski sistem

Predloženi energetski šatl: kreatin kinaza/fosfokreatin (CK / PCr).
CRT = transporter kreatina;
ANT = adenin-nukleotidni translokator;
ATP = adenozin-trifosfat;
ADP = adenozin-difosfat;
OP = oksidativna fosforilacija;
mtCK = mitohondrijska kreatin kinaza;
G = glikoliza;
CK-g = kreatin kinaza povezana sa glikolitičkim enzimima;
CK-c = citosolna kreatin kinaza;
CK-a =kreatin kinaza povezana sa subćelijskim mestima upotrebe ATP;
1 – 4 mjesta interakcije CK/ATP

Kreatin se, putem aktivnog transportnog sistema, prenosi krvlju i apsorbuje u tkiva koja imaju velike potrebe za energijom, poput mozga i skeletnih mišića. Koncentracija ATP-a u skeletnim mišićima obično iznosi 2-5 mM, što bi rezultiralo mišićnom kontrakcijom od samo nekoliko sekundi.^[9] Za vrijeme povećanih energetskih potreba, sistem fosfagena (ili ATP/PCr) brzo resintetizira ATP iz ADP-a, uz upotrebu fosfokreatina (PCr) u reverzibilnoj reakcijui kataliziranu enzimom kreatin-kinaza (CK). Fosfatna grupa vezana je za NH centar kreatina. U skeletnim mišićima, koncentracija PCr može doseći 20–35 mM ili više. Pored toga, u većini mišića kapacitet ATK regeneracije CK je vrlo visok i stoga nije ograničavajući faktor. Iako su ćelijske koncentracije ATP male, promjene je teško otkriti, jer se ATP kontinuirano i efikasno dopunjava iz velikih bazena PCr i CK. Predloženi prikaz je ilustriran prema Krieder et al. Kreatin ima sposobnost povećavanja zaliha PCr u mišićima, potencijalno povećavajući sposobnost mišića da resintetizira ATP iz ADP-a, kako bi udovoljio povećanim potrebama za energijom.^[10][11][12]

Dodatak kreatina povećava broj mikronukleusa, koje će satelitske ćelije 'donirati' oštećenim mišićnim vlaknima, što povećava potencijal za njihov rast. Ovaj porast mionukleusa vjerovatno proizlazi iz sposobnosti kreatina da poveća nivo miogenog transkripcijskog faktora MRF4.^[13]

Genetička deficijencija

Genetički nedostaci u biosintetskom putu kreatina dovode do različitih teški neuroloških defekata.^[14] Klinički postoje tri različita poremećaja metabolizma kreatina. Nedostaci dva enzima sinteze mogu uzrokovati L-arginin: nedostatak glicinske amidinotransferaze, uzrokovane varijantama genu GATM i nedostatak gvanidinoacetat metiltransferaze , uzrokovane varijantama u genu GAMT . Oba biosintetska oštećenja nasljeđuju se na autosomno recesivni način. Treći nedostatak, defekt transportera kreatina, uzrokovan je mutacijama u genu SLC6A8 i naslijeđuje se kap X-vezano obilježje. Ovo stanje povezano je s mozaičnim transportom kreatina u mozak.^[15]

Interakcije

Kreatin uzet s lijekovima koji mogu naštetiti bubrezima može povećati rizik od oštećenja bubrega:^[16]

• Nesteroidni protivupalni lijekovi (NSAID)– neki primjeri su ibuprofen (motrin, advil) i naproksen (Aleve)
• Diuretik (tablete, primjer je furosemid (Lasix)
• Cimetidin (Tagamet)
• Probenicid

Studija Nacionalnog instituta za zdravlje SAD, sugerira da kofein stupa u interakciju s kreatinom i povećava brzinu progresije Parkinsonove bolesti.^[17]

==Također pogledajte

• Beta-alanin
• Kreatin-kinaza

Reference

1. Barcelos RP, Stefanello ST, Mauriz JL, Gonzalez-Gallego J, Soares FA (2016). "Creatine and the Liver: Metabolism and Possible Interactions". Mini Reviews in Medicinal Chemistry. 16 (1): 12–8. doi:10.2174/1389557515666150722102613. PMID 26202197.
2. Cooper R, Naclerio F, Allgrove J, Jimenez A (juli 2012). "Creatine supplementation with specific view to exercise/sports performance: an update". Journal of the International Society of Sports Nutrition. 9 (1): 33. doi:10.1186/1550-2783-9-33. PMC 3407788. PMID 22817979. Creatine is produced endogenously at an amount of about 1 g/d. Synthesis predominately occurs in the liver, kidneys, and to a lesser extent in the pancreas. The remainder of the creatine available to the body is obtained through the diet at about 1 g/d for an omnivorous diet. 95% of the bodies creatine stores are found in the skeletal muscle and the remaining 5% is distributed in the brain, liver, kidney, and testes [1].
3. Brosnan ME, Brosnan JT (august 2016). "The role of dietary creatine". Amino Acids. 48 (8): 1785–91. doi:10.1007/s00726-016-2188-1. PMID 26874700. The daily requirement of a 70-kg male for creatine is about 2 g; up to half of this may be obtained from a typical omnivorous diet, with the remainder being synthesized in the body ... More than 90% of the body’s creatine and phosphocreatine is present in muscle (Brosnan and Brosnan 2007), with some of the remainder being found in the brain (Braissant et al. 2011). ... Creatine synthesized in liver must be secreted into the bloodstream by an unknown mechanism (Da Silva et al. 2014a)
4. Hultman E, Söderlund K, Timmons JA, Cederblad G, Greenhaff PL (juli 1996). "Muscle creatine loading in men". Journal of Applied Physiology. 81 (1): 232–7. doi:10.1152/jappl.1996.81.1.232. PMID 8828669.
5. Balsom PD, Söderlund K, Ekblom B (oktobar 1994). "Creatine in humans with special reference to creatine supplementation". Sports Medicine. 18 (4): 268–80. doi:10.2165/00007256-199418040-00005. PMID 7817065.
6. Harris RC, Söderlund K, Hultman E (septembar 1992). "Elevation of creatine in resting and exercised muscle of normal subjects by creatine supplementation". Clinical Science. 83 (3): 367–74. doi:10.1042/cs0830367. PMID 1327657.
7. Brosnan JT, da Silva RP, Brosnan ME (maj 2011). "The metabolic burden of creatine synthesis". Amino Acids. 40 (5): 1325–31. doi:10.1007/s00726-011-0853-y. PMID 21387089. Creatinine loss averages approximately 2 g (14.6 mmol) for 70 kg males in the 20- to 39-year age group. ... Table 1 Comparison of rates of creatine synthesis in young adults with dietary intakes of the three precursor amino acids and with the whole body transmethylation flux
   Creatine synthesis (mmol/day)   8.3
8. "Creatine". Beth Israel Deaconess Medical Center. Arhivirano s originala, 28. 1. 2011. Pristupljeno 23. 8. 2010.
9. Wallimann T, Wyss M, Brdiczka D, Nicolay K, Eppenberger HM (januar 1992). "Intracellular compartmentation, structure and function of creatine kinase isoenzymes in tissues with high and fluctuating energy demands: the 'phosphocreatine circuit' for cellular energy homeostasis". The Biochemical Journal. 281 ( Pt 1) (Pt 1): 21–40. doi:10.1042/bj2810021. PMC 1130636. PMID 1731757.
10. Spillane M, Schoch R, Cooke M, Harvey T, Greenwood M, Kreider R, Willoughby DS (februar 2009). "The effects of creatine ethyl ester supplementation combined with heavy resistance training on body composition, muscle performance, and serum and muscle creatine levels". Journal of the International Society of Sports Nutrition. 6 (1): 6. doi:10.1186/1550-2783-6-6. PMC 2649889. PMID 19228401.
11. Wallimann T, Tokarska-Schlattner M, Schlattner U (maj 2011). "The creatine kinase system and pleiotropic effects of creatine". Amino Acids. 40 (5): 1271–96. doi:10.1007/s00726-011-0877-3. PMC 3080659. PMID 21448658..
12. T. Wallimann, M. Tokarska-Schlattner, D. Neumann u. a.: The Phosphocreatine Circuit: Molecular and Cellular Physiology of Creatine Kinases, Sensitivity to Free Radicals, and Enhancement by Creatine Supplementation. In: Molecular System Bioenergetics: Energy for Life. 22. November 2007. doi:10.1002/9783527621095.ch7C
13. Hespel P, Eijnde BO, Derave W, Richter EA (2001). "Creatine supplementation: exploring the role of the creatine kinase/phosphocreatine system in human muscle". Canadian Journal of Applied Physiology. 26 Suppl: S79-102. doi:10.1139/h2001-045. PMID 11897886.
14. "L-Arginine:Glycine Amidinotransferase". Pristupljeno 16. 8. 2010.
15. Braissant O, Henry H, Béard E, Uldry J (maj 2011). "Creatine deficiency syndromes and the importance of creatine synthesis in the brain" (PDF). Amino Acids. 40 (5): 1315–24. doi:10.1007/s00726-011-0852-z. PMID 21390529.
16. "Creatine". WebMD. Natural Medicines Comprehensive Database Consumer Version. Pristupljeno 3. 11. 2014.
17. Simon DK, Wu C, Tilley BC, Wills AM, Aminoff MJ, Bainbridge J, et al. (2015). "Caffeine and Progression of Parkinson Disease: A Deleterious Interaction With Creatine". Clinical Neuropharmacology. 38 (5): 163–9. doi:10.1097/WNF.0000000000000102. PMC 4573899. PMID 26366971.

Vanjski linkovi

• Creatine bound to proteins in the PDB

Šablon:Dodatak ishrani