Vad är Cori-cykeln?

Cori-cykeln beskriver de sammanlänkade metaboliska vägarna genom vilka muskler, även i frånvaro av syre, förblir kapabla att fungera. Detta uppstår som ett resultat av leverns förmåga att omvandla en muskels kemiska avfallsprodukt tillbaka till sin energikälla. Cykeln kartlades första gången 1929 av de gifta läkarna Carl och Gerty Cori, som fick 1946 års Nobelpris i medicin för sin upptäckt med samma namn. Den förklarar hur glukos kan konsumeras av muskler och läcker ut laktat i processen. Levern använder sedan detta laktat för att skapa glukos, allt helt genom enzymatiska reaktioner.

Muskler kombinerar normalt glukos med syre för att generera energi. Om syre inte är tillgängligt uppnås den anaeroba nedbrytningen av glukos genom en fermenteringsprocess som kallas glykolys. En av dess biprodukter är laktat, en löslig mjölksyra som utsöndras tillbaka till blodomloppet. Bland leverns många biologiska funktioner är glukoneogenes, den process genom vilken kroppen upprätthåller rätt blodsockernivå genom syntes av glukos från icke-kolhydratkomponenter. Avgörande för att fullborda denna loop är det katalytiska koenzymet adenosintrifosfat (ATP).

I normal närvaro av syre producerar glykolys i muskelceller två enheter ATP och två enheter pyruvat, en enkel syra som har varit inblandad som en möjlig föregångare till organiskt liv. De två föreningarna ger den energi som gör att en cell kan vidmakthålla andningen genom en serie kemiska reaktioner som kallas Krebs-cykeln, även kallad citronsyra- eller trikarboxylsyracykeln. Oxidation drar ut en kolatom och två väteatomer – vatten och koldioxid – ur ekvationen. 1953 års Nobelpris tilldelades biokemisten som kartlade och namngav denna cykliska process.

I frånvaro av syre kan organiska enzymer bryta ner glukoskolhydratet genom jäsning. Växtceller omvandlar pyruvat till en alkohol; ett dehydrogenasenzym i muskelceller omvandlar det till laktat och aminosyran alanin. Levern filtrerar laktatet ur blodet för att omvandla det till pyruvat och sedan till glukos. Även om levern är mindre effektivt än Cori-cykeln, kan levern också återvinna alaninet till glukos, plus avfallsföreningen urea, i en process som kallas alanincykeln. I båda fallen av glukoneogenes återgår sockret genom blodomloppet för att driva muskelcellernas höga energibehov.

Som med de flesta naturliga cykler är Cori-cykeln inte en helt sluten slinga. Till exempel, medan två ATP-molekyler produceras genom glykolys i musklerna, kostar det levern sex ATP-molekyler att mata cykeln genom glukoneogenes. På samma sätt har Cori-cykeln ingenstans att börja utan den initiala insättningen av två syremolekyler. Så småningom behöver muskler, för att inte tala om resten av kroppen, en ny tillförsel av både syre och glukos.

De fysiologiska kraven för kraftig träning engagerar snabbt Cori-cykeln för att bränna och återskapa glukos anaerobt. När behovet av energi överstiger leverns kapacitet att omvandla laktat till glukos kan ett tillstånd som kallas laktacidos uppstå. Överskottet av mjölksyra sänker blodets pH till en vävnadsskadlig nivå, och symtom på ångest kommer att inkludera djup hyperventilering, kräkningar och bukkramper. Laktacidos är den bakomliggande orsaken till rigor mortis. När kroppen inte längre andas fortsätter alla dess muskler att konsumera glukos genom oavbruten upprepning av Cori-cykeln.