Fosfageno

Los fosfágenos , también conocidos como compuestos macroérgicos , son compuestos de almacenamiento de alta energía, también conocidos como compuestos de fosfato de alta energía , que se encuentran principalmente en el tejido muscular de los animales . Permiten mantener un acervo de fosfato de alta energía en un rango de concentración que, si todo fuera trifosfato de adenosina (ATP), crearía problemas debido a las reacciones que consumen ATP en estos tejidos. Como los tejidos musculares pueden tener demandas repentinas de mucha energía, estos compuestos pueden mantener una reserva de fosfatos de alta energía que se pueden utilizar según sea necesario, para proporcionar la energía que no podría suministrarse inmediatamente mediante la glucólisis o la fosforilación oxidativa . Los fosfágenos suministran energía inmediata pero limitada.

La biomolécula que se utiliza como fosfágeno depende del organismo. La mayoría de los animales utilizan la arginina como fosfágeno; sin embargo, el filo Chordata (es decir, los animales con médula espinal) utiliza creatina . El fosfato de creatina (CP), o fosfocreatina (PCr), se produce a partir de ATP por la enzima creatina quinasa en una reacción reversible:

Creatina + ATP ⇌ fosfato de creatina + ADP + H ⁺ (esta reacción depende del Mg ²⁺ )

Sin embargo, los anélidos (gusanos segmentados) utilizan un conjunto de fosfágenos únicos; por ejemplo, las lombrices de tierra utilizan el compuesto lombricina .

Los fosfágenos fueron descubiertos por Philip Eggleton y su esposa Grace Eggleton. ^[1]

Reacciones

El sistema de fosfágeno ( ATP-PCr ) se produce en el citosol (una sustancia gelatinosa) del sarcoplasma del músculo esquelético y en el compartimento citosólico del miocito del citoplasma del músculo cardíaco y liso . ^[2]

Durante la contracción muscular:

H ₂ O + ATP → H ⁺ + ADP + P _i ( utilización asistida por Mg ²⁺ de ATP para la contracción muscular por la ATPasa )

H ⁺⁺ ADP+CP → ATP+Creatina ( Mg2 ⁺ asistido, catalizado por la creatina quinasa , el ATP se utiliza nuevamente en la reacción anterior para la contracción muscular continua)

2 ADP → ATP + AMP (catalizado por la adenilato quinasa /mioquinasa cuando se agota el CP, el ATP se utiliza nuevamente para la contracción muscular)

Músculo en reposo:

ATP + Creatina → ADP + CP + H ⁺ ( Mg ²⁺ asistido, catalizado por la creatina quinasa )

ADP + P _i → ATP (durante la glucólisis anaeróbica y la fosforilación oxidativa )

Cuando el sistema de fosfágeno se ha agotado de fosfocreatina (fosfato de creatina), el AMP resultante producido a partir de la reacción de la adenilato quinasa (mioquinasa) es regulado principalmente por el ciclo de nucleótidos de purina . ^[3]^[4]

Referencias

^ Temas selectos de la historia de la bioquímica, G Semenza
^ Wallimann T, Wyss M, Brdiczka D, Nicolay K, Eppenberger HM (enero de 1992). "Compartimentación intracelular, estructura y función de las isoenzimas de la creatina quinasa en tejidos con demandas energéticas altas y fluctuantes: el 'circuito de la fosfocreatina' para la homeostasis energética celular". Biochem J. 281 ( Pt 1): 21–40. doi :10.1042/bj2810021. PMC 1130636. PMID 1731757 .
^ Bhagavan, NV; Ha, Chung-Eun (2015). "19. Sistemas contráctiles". Fundamentos de bioquímica médica . Elsevier. págs. 339–361. doi :10.1016/B978-0-12-416687-5.00019-1. ISBN . 978-0-12-416687-5.
^ Valberg, Stephanie J. (2008), "15. Función del músculo esquelético", en Kaneko, J. Jerry; Harvey, John W.; Bruss, Michael L. (eds.), Bioquímica clínica de los animales domésticos (6.ª ed.), Academic Press, págs. 459–484, ISBN 978-0-12-370491-7, consultado el 10 de octubre de 2023

Lectura adicional

Ellington, W Ross (2001). "Evolución y funciones fisiológicas de los sistemas de fosfágeno". Revista anual de fisiología . 63 (1): 289–325. doi :10.1146/annurev.physiol.63.1.289. PMID 11181958.
Eggleton, Philip; Eggleton, Grace Palmer (1927). "El significado fisiológico del "fosfágeno"". Revista de Fisiología . 63 (2): 155–161. doi :10.1113/jphysiol.1927.sp002391. PMC 1514923 . PMID 16993876.
Eggleton, Philip; Eggleton, Grace Palmer (1928). "Observaciones adicionales sobre el fosfágeno". Revista de fisiología . 65 (1): 15–24. doi :10.1113/jphysiol.1928.sp002457. PMC 1515019 . PMID 16993934.
Baldwin, Ernest (1933). "FOSFÁGENO". Biological Reviews . 8 (1): 74–105. doi :10.1111/j.1469-185X.1933.tb01088.x. ISSN 1464-7931. S2CID 221532329.

[1] Temas selectos de la historia de la bioquímica, G Semenza

[2] Wallimann T, Wyss M, Brdiczka D, Nicolay K, Eppenberger HM (enero de 1992). "Compartimentación intracelular, estructura y función de las isoenzimas de la creatina quinasa en tejidos con demandas energéticas altas y fluctuantes: el 'circuito de la fosfocreatina' para la homeostasis energética celular". Biochem J. 281 ( Pt 1): 21–40. doi :10.1042/bj2810021. PMC 1130636. PMID 1731757 .

[3] Bhagavan, NV; Ha, Chung-Eun (2015). "19. Sistemas contráctiles". Fundamentos de bioquímica médica . Elsevier. págs. 339–361. doi :10.1016/B978-0-12-416687-5.00019-1. ISBN . 978-0-12-416687-5.

[4] Valberg, Stephanie J. (2008), "15. Función del músculo esquelético", en Kaneko, J. Jerry; Harvey, John W.; Bruss, Michael L. (eds.), Bioquímica clínica de los animales domésticos (6.ª ed.), Academic Press, págs. 459–484, ISBN 978-0-12-370491-7, consultado el 10 de octubre de 2023