چرخه کوری ، مسئول تامین انرژی بدن طی فعالیت های سنگین

گاهی اوقات تقاضای بدن برای انرژی بالا می‌رود. به عنوان مثال حین ورزش‌های شدید. در این شرایط سلول‌های مختلف بدن نیاز به آزادسازی انرژی دارند. چرخه کوری (Cori Cycle) در واقع یک مسیر متابولیک است که در چنین شرایطی به بدن کمک می‌کند.

چرخه کوری در یک فرآیند پنج مرحله‌ای تکمیل می‌شود که در آن از چهار مولکول ATP استفاده می‌شود. این پنج مرحله شامل تولید لاکتات، انتقال لاکتات به کبد، تبدیل لاکتات به گلوکز، آزادسازی گلوکز در جریان خون و جذب گلوکز توسط سلول‌های دیگر است. در ادامه به بررسی اهمیت چرخه ککوری در بدن و فرایندهای این چرخه خواهیم پرداخت. پس در ادامه با ما همراه باشید.

 چرخه کوری چیست؟

چرخه کوری با نام‌های شاتل اسید لاکتیک (lactic acid shuttle) یا چرخه اسید لاکتیک (lactic acid cycle) نیز شناخته می‌شود.

یک زوج دانشمند از سال 1925 تا 1950 پس از میلاد روی این چرخه در بدن تحقیق کرده و آن را معرفی و توصیف کردند. این زوج به طور مشترک جایزه جدید فیزیولوژی و پزشکی را در سال 1947 برای کشف این چرخه دریافت کردند.

همانطور که در بخش مقدمه نیز گفته شد، چرخه کوری به تولید انرژی در بدن، به ویژه حین فعالیت‌های سنگین، کمک می‌کند. در این چرخه از مولکول ATP استفاده می‌شود. ATP  یا آدنوزین تری فسفات یک ترکیب بیوشیمیایی در بدن است که وظیفه ذخیره انرژی در بدن را برعهده دارد. در واقع منبع انرژی عضلات و کلیه سلول‌های بدن می‌باشد.

اهمیت چرخه اسید لاکتیک در بدن چیست؟

چرخه اسید لاکتیک یک مکانیسم حیاتی است که به سازگاری بدن با نیازهای مختلف انرژی کمک می‌کند. این چرخه حتی در زمان کمبود موقتی اکسیژن، به تامین پایدار گلوکز در سلول‌ها کمک می‌کند. در واقع این امر مهم‌ترین نقش چرخه اسید لاکتیک است.

اما چرخه کوری در بدن مزایا و اهمیت‌های دیگری نیز دارد که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

جلوگیری از اسیدوز در عضلات: اسیدوز تجمع اسید در سلول‌ها است. در مورد سلول‌های ماهیچه‌ای، لاکتات یا اسید لاکتیک در غیاب اکسیژن تجمع می‌یابد و باعث گرفتگی عضلات، حالت تهوع و ضعف می‌شود. معمولاً می تواند در حین ورزش اتفاق بیفتد و فعال شدن چرخه کوری به جلوگیری از اسیدوز کمک می کند.

کمک به افزایش فعالیت: ورزش به مقدار زیادی انرژی بدون اکسیژن نیاز دارد. چرخه کوری می‌واند با استفاده از لاکتات ماهیچه‌ها به افزایش سطح گلوکز در خون کمک کند. گلوکز به افزایش قدرت و افزایش شدت ورزش کمک می‌کند.

حفظ سطح گلوکز و انرژی در زمان‌های استرس زا: چرخه کوری به حفظ سطح گلوکز و شادابی در زمان‌های استرس زا کمک می‌کند. بنابراین، این یک فرآیند ضروری هنگام مقابله با مشکلات روحی و یا شرایط استرس زایی مانند پرواز با هواپیمیا است.

مراحل چرخه کوری

چرخه کوری به سه نوع مختلف سلول انسانی نیاز دارد. سلول‌های کبد، خون، و ماهیچه

همانطور که قبلاً گفته شد، چرخه Cori در پنج مرحله رخ می‌دهد. تولید اسید لاکتیک، انتقال لاکتات به کبد، تولید گلوکز، آزادسازی گلوکز در خون و جذب گلوکز توسط سلول‌های مورد نیاز.

در ادامه قصد داریم به بررسی این 5 مرحله بپردازیم.

1- تولید لاکتات

 اسید لاکتیک با نام لاکتات نیز شناخته می‌شود. این ماده عمدتاً از طریق تجزیه گلوکز در شرایط بی‌هوازی (یعنی بدون اکسیژن) در بدن تولید می‌شود. به عنوان مثال طی مسیر گلیکولیز بی‌هوازی.

گلیکولیز بی هوازی به مسیر اصلی تامین انرژی سلول، هم به شکل آدنوزین تری فسفات (ATP) و هم نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید (NADH) اشاره دارد.

سلول‌های عضلانی و گلبول‌های قرمز خون بافت‌هایی هستند که بیشترین اسید لاکتیک را تولید می‌کنند.

2- انتقال لاکتات به کبد

 لاکتات تولید شده توسط سلول‌های ماهیچه‌ای قابل استفاده نیست. در واقع فقط سلول‌های کبدی می‌توانند از لاکتات استفاده کنند. بنابراین لاکتاک تولید شده باید از طریق جریان خون به سلول‌های کبدی منتقل شود.

3- گلوکونئوژنز در چرخه کوری

مرحله سوم از چرخه کوری، گلوکونئوژنز (Gluconeogenesis) است. گلوکونئوژنز یک مسیر متابولیکی است که به تولید گلوکز از ترکیبات غیر کربوهیدراتی در سلول‌های کبد کمک می‌کند. در طول چرخه گلوکونئوژنز، اسید لاکتیک به گلوکز تبدیل می‌شود. این یک روش پیچیده است که به چندین آنزیم نیاز و به شش مولکول ATP نیاز دارد.

4- انتشار گلوکز در خون

 گلوکز تازه تشکیل شده در جریان خون آزاد می‌شود. این آزادسازی به حفظ سطح گلوکز خون در طول دوره‌های تمرینی با شدت بالا کمک می‌کند.

5- جذب گلوکز توسط ماهیچه‌ها و سایر بافت‌ها

گلوکز منبع سوختی برای بافت‌ها از جمله مغز، گلبول‌های قرمز و عضلات است. گلوکز موجود در جریان خون توسط سلول‌هایی مانند ماهیچه‌ها، مغز و سایر بافت‌ها جذب می‌شود. در این بافت‌‌‎ها، گلوکز به پیروات تبدیل می‌شود. در اثر تجزیه این ماده در بدن دی اکسید کربن تولید می گردد که از طریق طریق ریه‌ها از بدن خارج می‌شود.

تنظیم چرخه کوری

همانطور که گفته شد، چرخه کوری یک فرآیند ضروری در بدن است. این چرخه به کنترل سطح گلوکز خون کمک می‌کند و انرژی مورد نیاز بدن را در یک موقعیت شدید فراهم می‌کند. بنابراین، این باید به شدت توسط عوامل داخلی و همچنین عوامل خارجی تنظیم شود. عوامل متعددی چرخه کوری را تنظیم می‌کنند. عوامل خارجی شامل شدت ورزش و تغذیه هستند. عوامل داخلی نیز شامل کنترل هورمونی، اکسیژن و در دسترس بودن گلوکز می‌باشند. در ادامه به بررسی عوامل موثر در تنظیم چرخه کوری خواهیم پرداخت.

تنظیم هورمونی: هورمون‌های انسولین، گلوکاگون و آدرنالین به تنظیم چرخه کوری کمک می‌کنند.

• آدرنالین یک هورمون استرس است که باعث ترشح گلوکز در جریان خون می‌شود.
• گلوکاگون از افت سطح گلوکز خون جلوگیری می کند. در چرخه کوری، گلوکاگون باعث آزاد شدن گلوکز در خون می‌شود.
• انسولین نیز به جذب گلوکز از خون به سلول مورد نظر کمک می‌کند.

شدت تمرین: هر چه قدرت فعالیت فیزیکی بیشتر باشد، انرژی بیشتری مورد نیاز است. بنابراین، هر چه شدت تمرین بیشتر باشد، تعداد چرخه‌های کوری بیشتر می‌شود.

مصرف مواد مغذی: رژیم غذایی با کربوهیدرات بالا مراحل چرخه کوری را تقویت می‌کند. به همین ترتیب، هر چه میزان چربی و پروتئین در رژیم غذایی بیشتر باشد، احتمال وقوع چرخه کوری کمتر است.

در دسترس بودن اکسیژن: همانطور که گفته شد لاکتاک در سلول‌های ماهیچه‌ای در شرایط بدون اکسیژن تولید می‌شود. بنابریان هنگامی که اکسیژن در دسترس است، چرخه Cori متوقف می‌شود.

در دسترس بودن گلوکز: هنگامی که سطح گلوکز در خون کاهش می‌یابد، چرخه کوری فعال می‌شود. تا به افزایش سطح گلوکز خون کمک کند. وقتی سطح گلوکز خون افزایش می‌یابد و جذب توسط سلول‌های مورد نیاز کامل می‌شود، چرخه کوری متوقف می‌گردد.

چه بیماری‌هایی با چرخه کوری در بدن مرتبط هستند؟

اختلال در چرخه کوری می‌تواند عوارض زیادی برای بدن ایجاد کند.  به عنوان مثال می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

بیماری کوری: بیماری ذخیره گلیکوژن (GSD-IIi) یا بیماری Cori یک بیماری ژنتیکی است. طی این بیماری تجزیه گلیکوژن به گلوکز در بدن متوقف می‌شود. این امر به دلیل عدم وجود آنزیم‌های مورد نیاز برای گلیکوژنولیز اتفاق می‌افتد. بیماری کوری باعث ضعف عضلانی، هیپرتروفی کبد (بزرگ شدن کبد) و تاخیر در رشد در کودکان می‌شود.

هیپوگلیسمی ناشی از ورزش: فقدان چرخه کوری می‌تواند منجر به هیپوگلیسمی ناشی از ورزش (EIH) شود. این اختلال ممکن است باعث سرگیجه و ضعف در حین انجام ورزش شود. زیرا سطح گلوکز خون به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.

بیماری مک آردل: مک آردل (McArdle’s) یک اختلال ژنتیکی است که در آن فرد فاقد آنزیم‌های مورد نیاز برای تجزیه گلوکز است. افراد مبتلا به این بیماری ممکن است در حین انجام تمرینات بدنی دچار خستگی، گرفتگی عضلات و ضعف شوند.

اسیدوز لاکتیک: اسیدوز لاکتیک اختلالی است که در آن تجمع اسید لاکتیک در سلول‌های عضلانی اسکلتی رخ می‌دهد. این می تواند منجر به خستگی شدید، ضعف بدن، ناراحتی شکمی و سردرد شود.

سخن پایانی

چرخه کوری یک مسیر متابولیک طبیعی است که با تامین انرژی مداوم  به بدن کمک می‌کند. در طی این فرآیند، ماهیچه‌ها و کبد با هم کار می‌کنند تا لاکتات را حذف کرده و آن را به گلوکز تبدیل کنند. به همین دلیل وجود این چرخه در بدن اهمیت زیادی دارد.

در این مطلب سعی کردیم مروری بر اهمیت این چرخه و مراحل انجام آن در بدن داشته باشیم.

امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد.