ชีววิทยา

    
                      การจ่ายหมู่ฟอสเฟตให้กับ ADP โดยฟอสโฟครีเอทีน (phosphocreatine)
 
          ฟอสโฟครีเอทีนเป็นสารพลังงานสูงที่ร่างกายสามารถนำไปใช้ในการสร้าง ATP ได้อย่างชั่วคราว ฟอสโฟครีเอทีนมีอยู่ในเส้น ใยกล้ามเนื้อประมาณ 20 มิลลิโมลาร์ จะจ่ายหมู่ฟอสเฟตให้กับ ADP เพื่อเปลี่ยนเป็น ATP เสียก่อน โดยอาศัยเอนไซม์ครีเอทีนไคเนส (creatine kinase) แล้วกล้ามเนื้อจึงจะนำ ATP ไปสลายเพื่อให้ได้พลังงานต่อไป ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในขณะที่ระบบการสร้าง ATP แบบอื่นๆ กำลังจะเริ่มทำหน้าที่ เพื่อคงระดับ ATP ในเซลล์ไว้ให้อยู่ในระดับ 3-5 มิลลิโมลาร์

การสร้าง ATP ด้วยการจ่ายหมู่ฟอสเฟตจะให้พลังงานสำหรับวัฏจักรการจับปล่อยของกล้ามเนื้อ แค่ในช่วงเริ่มต้นของการหดตัวเท่านั้น การสร้าง ATP ด้วยกระบวนการหายใจระดับเซลล์จะต้องเร่งเข้ามาแทนที่ก่อนที่ฟอสโฟครีเอทีนจะ หมดไป เพื่อให้เส้นใยกล้ามเนื้อมีพลังงานใช้ได้อย่างต่อเนื่อง

          เมื่อกล้ามเนื้อพักจากการหดตัวแล้ว เส้นใยกล้ามเนื้อมีวิธีการที่จะสร้างฟอสโฟครีเอทีนขึ้นมาใหม่ เพื่อเก็บไว้เป็นแหล่งพลังงานสำรอง โดยใช้พลังงานที่ได้จากการสลาย ATP

     การสร้าง ATP จากการหายใจระดับเซลล์แบบใช้ออกซิเจน (aerobic cellular respiration)
 
          ร่างกายจะย่อยสลายสารอาหารประเภทคาร์โบไฮเดรตและไขมัน ได้เป็นกลูโคสและกรดไขมันตามลำดับ เส้นใยกล้ามเนื้อที่มีออกซิเจนเพียงพอ ทั้งกลูโคสและกรดไขมันจะถูกนำมาใช้ในการผลิต ATP โดยกระบวนการหายใจระดับเซลล์แบบใช้ออกซิเจน
          การเผาผลาญอาหารแบบใช้ออกซิเจนสามารถให้พลังงานอย่างมหาศาลเมื่อ เปรียบเทียบกับการเผาผลาญแบบไม่ใช้ออกซิเจน แต่เนื่องจากกระบวนการนี้มีขั้นตอนการเกิดปฏิกิริยามากมาย จึงทำให้ได้ ATP ออกมาอย่างช้าๆ แต่เป็นไปอย่างต่อเนื่องและยาวนานตราบเท่าที่สารอาหารและออกซิเจนในเส้นใย กล้ามเนื้อมีมากเพียงพอ

          เมื่อเส้นใยกล้ามเนื้อได้รับออกซิเจนไม่เพียงพอกับอัตราเร็วของการสลายกลูโคสและกรดไขมันด้วยกระบวนการหายใจระดับเซลล์แบบใช้ออกซิเจน สารตัวกลางที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการย่อยสลายกลูโคส คือ ไพรูเวต จะถูกเปลี่ยนเป็นแลกเตต ซึ่งจะถูกส่งไปยังตับ เซลล์ตับจะเปลี่ยนแลกเตตกลับเป็นกลูโคสเพื่อส่งคืนไปยังกล้ามเนื้อ วงจรการหมุนเวียนของกลูโคสและแลกเตตระหว่างตับกับกล้ามเนื้อ เรียกว่า วัฏจักรคอริ (Cori cycle)

 

การสร้าง ATP จากการหายใจระดับเซลล์แบบไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic cellular respiration)

 

          กระบวนการหายใจระดับเซลล์แบบไม่ต้องใช้ออกซิเจน เป็นการเผาผลาญสารอาหารพวกคาร์โบไฮเดรต เช่น กลูโคส จากกระแสเลือดและไกลโคเจนที่มีสะสมอยู่ในกล้ามเนื้อ กระบวนการนี้สามารถผลิต ATP ได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งมีความสำคัญต่อกล้ามเนื้ออย่างมากในกรณีที่ออกซิเจนที่ขนส่งไปสู่เส้นใยกล้ามเนื้อมีไม่เพียงพอ อย่างไรก็ตามกระบวนการนี้ให้ ATP น้อยมาก เพียงสองโมเลกุลต่อกลูโคส หรือสามโมเลกุลต่อไกลโคเจน ผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ได้จากกระบวนการนี้คือไพรูเวต (pyruvate) ซึ่งจะถูกเปลี่ยนไปเป็นแลกเตตในที่สุด

          ถ้ากล้ามเนื้อไม่สามารถกำจัดกรดแลกติกที่เกิดขึ้นได้ทัน มันจะสะสมคั่งค้างอยู่ในกล้ามเนื้อ หากมันมีมากเกินไป pH ของเซลล์จะลดลง ทำให้เอนไซม์ ATPase ในเซลล์ทำงานได้ไม่ดี จะทำให้เรารู้สึกเมื่อยล้าได้