Deficiënties in de stofwisseling en het transport van creatine

Creatine:

Creatine

Creatine ( Grieks: kreas = vlees ) Brutoformule: C₄H₉N₃O₂IUPAC: 2-(carbamimidoyl-methyl- amino)azijnzuur

Synoniemen: α-methylguanido azijnzuur, alpha-Methylguanidinoacetaat,
( alpha-Methylguanidino acetic acid), Kreatine, methylguanidine-azijnzuur,
N-amidinosarcosine, Methylglycocyamine

De molmassa is 131,14 g/mol; de dichtheid is 1,33 g/cm³ en het smeltpunt ligt bij 303 ^oC.

De Franse wetenschapper Michel-Eugène Chevreul ontdekte als eerste in 1835 een component in het spierweefsel die hij later creatine noemde.
In 1847 zag de Duitse wetenschapper Justus von Liebig dat bij fysieke inspanning de hoeveelheid creatine in het spierweefsel van dieren toenam. Hij opperde het idee dat de spieren stikstof bevattende moleculen gebruikte als energie voorziening. Deze stikstof bevattende moleculen werden later bekend als aminozuren, waarvan creatine er een is.


Michel Eugène Chevreul (1786-1889)	Justus von Liebig (1803-1873)

Creatine is een lichaamseigen stof die een belangrijke rol speelt in de energie productie van het lichaam.
Alle cellen gebruiken ATP als de direct beschikbare energiebron, maar omdat de voorraad ATP beperkt is, dient ATP geregenereerd te worden via metabole routes zoals de glycolyse en de oxidatieve stofwisseling.
Bij de enzymatische verwijdering van fosfaat uit ATP komt energie vrij en er ontstaat ADP ( adenosine difosfaat ) en anorganisch fosfaat.
Creatine en zijn gefosforyleerde vorm fosfocreatine zijn essentieel voor de regeneratie van ATP uit ADP.
Bij een hoge energievraag zal het fosfaat van fosfocreatine afgesplitst worden om de energie te leveren voor de re-synthese van ATP.
Fosfocreatine dient als tijdelijke energiebuffer in die gevallen wanneer de ATP consumptie groter is dan de synthese van ATP.
Een toename in creatine- en fosfocreatine spiegels zal bij hoge energie vraag tot een toenemende resynthese van ATP leiden.

De totale hoeveelheid opgeslagen creatine in een gemiddeld persoon van ongeveer 70 kg. is ongeveer 120 gram. Dagelijks wordt ongeveer 1,6% van de totale hoeveelheid creatine omgezet.

Ongeveer de helft van de benodigde creatine wordt door het lichaam zelf gesynthetiseerd; de rest zal uit het voedsel moeten komen.
Hoge concentraties creatine vindt men in rundvlees, varkensvlees en vis.

rundvlees: 4,5 gram per kilogram
varkensvlees: 5 gram per kilogram
haring: 6,5-10 gram per kilogram
zalm: 4,5 gram per kilogram

Lichaamseigen creatine wordt voornamelijk in de lever en de nieren gesynthetiseerd uit Arginine, Glycine en Metheonine. Creatine wordt in de bloedstroom naar de verschillende weefsels getransporteerd
( zoals het brein, het hart en de spieren ). De grootste hoeveelheid wordt in de skeletspieren gevonden
( ongeveer 95% ). Creatine wordt uit de bloedbaan gebracht middels de creatinetransporter SLC6A8. Een klein deel (ca. 1,5%) van het in de cellen aanwezige creatine wordt dagelijks spontaan omgezet in creatinine, een metabool eindproduct. Creatinine wordt uitgescheiden door de nier.

Creatine is een tussenproduct in de stofwisseling; in spieren is creatine gekoppeld aan fosforzuur tot creatinefosfaat als energierijke verbinding waaruit ATP gevormd kan worden m.b.v. het enzym creatine (fosfo) kinase, afk. CK. Creatine(fosfo)kinase (afk. CK, voorheen CPK) is een enzym, dat in staat is om de fosfaatgroep van creatinefosfaat over te brengen naar ADP, zodat het energierijke ATP ontstaat, dat is o.a. nodig voor de spier contractie; Van CK bestaan iso - enzymen, nl.

Creatine Kinase, Brain Type; CKB vooral voorkomend in de hersenen;
Creatine Kinase, Muscle Type; CKM vooral voorkomend in skeletspieren en
Creatine Kinase, Mitochondrial; CKMT ( CKMT1; Creatine Kinase, Ubiquitous Mitochondrial) het overal voorkomend mitochondriaal CK.
Creatine Kinase, Sarcomeric Mitochondrial; CKMTS ( CKMT2)

Creatinine kinase (CK of CPK : creatinine phospho-kinase)

Creatine fosfokinase komt voor in de gestreepte spieren, de hartspier, de darm en de hersenen. Na beschadiging van een gestreepte spiercel komt het CK zeer snel vrij in het serum, na hersenbeschadiging stijgt CK langzaam. Het enzyme wordt zeer vlug uit het bloed verwijderd.
CK is waarschijnlijk een van de beste indicatoren van hartinfarct: het stijgt zeer vlug en het komt zeer weinig in andere weefsels voor.
Het feit dat minimale traumata van de skeletspieren ook CK stijging kunnen veroorzaken maakt deze gevoelige indicator echter weinig specifiek: spierarbeid, een val, een intramusculaire injectie zijn voldoende om de CK-spiegels omhoog te jagen.

CK heeft drie isoënzymen: MM, MB, BB. Ze kunnen met verschillende technieken gescheiden worden. MM (M voor muscle) komt voor in spier- en hartweefsel. BB (B voor brain) komt voor in de hersenen. MB komt uitsluitend voor in de hartspier.
In normaal serum vindt men MM en een spoortje MB. MB komt in grote hoeveelheden in het serum na myocardinfarct. BB wordt soms gevonden na acuut hersenletsel, maagcarcinoma, prostaat carcinoma, en bij patiënten die chronische dialyse of coronaire bypasschirurgie ondergaan.

Voor het bepalen van CK-MB wordt een immunologische techniek gebruikt waarbij alle M-componenten geïnactiveerd worden (MM en het M-deel van MB). Daarna wordt de overblijvende activiteit gemeten, die dus (meestal) een maat is voor de activiteit van CK-MB.

Klinisch nut:

Spierziekten
acute en voortschrijdende spiernecrose veroorzaakt een astronomische stijging van CK: deze stijging is een gevolg van de beschadiging van actieve spiervezels, en is dan ook het hoogst in het begin van de ziekte. Naarmate de spiermassa vermindert, vermindert ook de hoeveelheid circulerend CK en de enzyme activiteit heeft weinig prognostische of diagnostische waarde bij gevorderde spieraandoeningen.
CK-activiteit is hoger dan normaal bij de meeste vrouwelijke carriers van musculaire dystrofie (Duchenne - X-chromosoom gebonden), zonder evenwel diagnostisch te zijn.
Ook polymyositis, dermatomyositis, zware hypothyreoïdie met spierafwijkingen geven verhoogde CK-waarden.
hartziekten
de aanwezigheid van CK-MB is de meest gevoelige "marker" van myocardinfarct. CK-MB verschijnt vroeg (binnen de 24 uur na een infarct). Het stijgt niet na longembolen, hartdecompensatie, angina pectoris (men heeft evenwel ook stijging van CK-MB beschreven na spiertrauma, langdurige tachy-arythmieën, zeer zware angina).
Het is waarschijnlijk niet mogelijk uit de stijging van CK-MB conclusies te trekken betreffende de omvang van het infarct: de stijging van de enzyme-activiteit in het serum hangt niet alleen af van de uitgebreidheid van de celnecrose maar ook van de relatieve concentratie CK-MB in de aangetaste vezels en van de bevloeiing van het geïnfarcteerde deel.
Het is belangrijk bij de diagnose van een hartinfarct een vrij strikte timing aan te houden: CK-MB is het eerste enzyme dat in meetbare hoeveelheden in het serum vrijkomt na een infarct: het kan soms aangetoond worden binnen de 3 tot 6 uur na het begin van de pijn, vóór de stijging van het totale CK. Het maximum wordt gewoonlijk bereikt na 12 tot 24 uur, en men vindt opnieuw normale waarden na 24 tot 48 uur. Het is dan ook belangrijk een serumstaal te nemen bij opname, en controles te doen na 24 en 48 uur. Sommigen raden zelfs een bloedname om de 12 uur aan om een (eventueel kleine) stijging van CK-MB niet te missen.

Synthese:

L-arginine + glycine = L-ornithine + guanidinoacetate

C₆H₁₄N₄O₂ + C₂H₅NO₂ = C₅H₁₂N₂O₂ + C₃H₇N₃O₂

Enzym: Glycine amidinotransferase ( ExPASy: EC 2.1.4.1 )

Synoniemen voor dit enzym: L-arginine:glycine amidinotransferase

Human Genetic Disease: Glycine amidinotransferase deficiency

OMIM: 602360

OMIM: Clinical Synopsis
Guanidoacetate + S-adenosyl-L-methionine <=> S-adenosyl-L-homocysteine + creatine

C₃H₇N₃O₂ + C₁₅H₂₃N₆O₅S <=> C₁₄H₂₀N₆O₅S + C₄H₉N₃O₂

Enzym: Guanidinoacetate N-methyltransferase ( ExPASy: EC 2.1.1.2 )

Human Genetic Disease: Guanidinoacetate methyltransferase deficiency

OMIM: 601240

OMIM: Clinical Synopsis
Creatine transporter gene ( SLC6A8 )

OMIM: 300036

Human Genetic Disease: creatine transporter deficiency

OMIM: 300036

Zie ook: Creatine deficiency syndrome, X-Linked

OMIM: 300352

OMIM: Clinical Synopsis

ATP + creatine = ADP + phosphocreatine

C₁₀H₁₆N₅O₁₃P₃ + C₄H₉N₃O₂= C₁₀H₁₅N₅O₁₀P₂ + C₄H₁₀N₃O₅P

Enzym: Creatine kinase ( ExPASy: EC 2.7.3.2 )
creatine => creatinine

C₄H₉N₃O_{2 =>} C₄H₇N₃O + H₂O

Hoofdmenu