Cơ và tim chắc chắn là một trong những cơ quan quan trọng nhất trong cơ thể con người và nguồn năng lượng của chúng ẩn chứa trong một loại enzyme gọi là creatine kinase (CK). Những loại enzyme này đóng vai trò thiết yếu trong cơ thể chúng ta, đặc biệt là trong những tình huống năng lượng được tiêu thụ nhanh chóng. Creatine kinase có chức năng chuyển đổi creatine thành phosphocreatine và sử dụng adenosine triphosphate (ATP) để dự trữ và chuyển hóa năng lượng, chứng tỏ tầm quan trọng của nó đối với chức năng tim và cơ.
Phản ứng của creatine kinase là có thể đảo ngược, nghĩa là ATP có thể được tái tạo từ creatine phosphate và adenosine diphosphate (ADP) khi nhu cầu năng lượng tăng lên.
Ở người, enzyme creatine kinase bao gồm hai tiểu đơn vị, loại B (loại não) hoặc loại M (loại cơ). Điều này tạo ra ba loại isomerase: CK-MM, CK-BB và CK-MB. Các tiểu đơn vị này biểu hiện các kiểu mẫu khác nhau ở các mô khác nhau.
Ví dụ, cơ xương chủ yếu biểu hiện CK-MM (98%), trong khi tim chủ yếu biểu hiện CK-MM (70%) và CK-MB (25-30%). Tế bào não và tế bào thụ cảm ánh sáng chủ yếu biểu hiện CK-BB. Mỗi isomerase đều tham gia vào quá trình chuyển hóa năng lượng trong những tình huống cụ thể bên trong tế bào, giúp cơ thể hoạt động bình thường.
Trong số tất cả các tế bào, creatine kinase ty thể đóng vai trò quan trọng trong việc tái tạo nhanh chóng ATP bên trong tế bào, một quá trình hỗ trợ hiệu quả cho tất cả các loại co cơ và các chức năng liên quan.
Tính chất cấu trúc của creatine kinase cũng đáng kinh ngạc không kém. Theo cấu trúc đầu tiên được giải thích bằng phương pháp tinh thể học tia X năm 1996, creatine kinase ty thể loại cơ là cấu trúc bát phân, trong khi CK loại tế bào thần kinh là một dị hợp tử hình quả chuối. Cấu trúc độc đáo này không chỉ làm cho chức năng của nó cụ thể hơn mà còn cho phép enzyme đóng vai trò lớn hơn trong việc duy trì các chức năng sinh lý.
Trong thực hành lâm sàng, xét nghiệm creatine kinase thường được sử dụng để chẩn đoán các bệnh như nhồi máu cơ tim. Mặc dù nhiều cơ sở y tế đã thay thế xét nghiệm này bằng xét nghiệm myosin chuyên biệt hơn, creatine kinase vẫn là một chỉ số quan trọng để chẩn đoán một số bệnh. Trong điều kiện bình thường, giá trị creatine kinase trong máu thường nằm trong khoảng 60 đến 400 IU/L, nhưng sau khi tập thể dục, giá trị này có thể tăng cao tới một tuần, đây thường là lý do phổ biến nhất khiến chỉ số này tăng lên.
Nồng độ creatine kinase bất thường có thể liên quan đến sự phân hủy cơ, bệnh tim, tác dụng phụ của thuốc và rối loạn nội tiết.
Thông qua mạch PCr/Cr, creatine kinase hình thành nên hệ thống lưu trữ và vận chuyển năng lượng hiệu quả bên trong tế bào. Hệ thống này cho phép chuyển đổi mượt mà hơn giữa quá trình tạo ra và sử dụng ATP, đồng thời hỗ trợ hiệu quả nhiều chức năng sinh lý khác nhau. Đặc biệt khi cần năng lượng nhanh, hệ thống này có thể cung cấp ngay lập tức năng lượng cần thiết, cho phép tim đập mạnh hơn và cơ co bóp mạnh mẽ hơn.
Creatine kinase không chỉ là một loại enzyme, nó còn là trung tâm chuyển đổi năng lượng và vận chuyển. Chúng ta phải ngưỡng mộ thiết kế khéo léo này trong tự nhiên. Hãy nghĩ xem, ngoài creatine kinase, còn có cơ chế sinh học nào khác âm thầm duy trì sự sống và hoạt động của chúng ta?