ترکیب شیمیایی کراتین: فرمول مولکولی، ساختار بیوشیمیایی و مکانیسم عملکرد در بدن ورزشکاران ۲۰۲۶
کراتین (Creatine) با فرمول شیمیایی C₄H₉N₃O₂ و وزن مولکولی ۱۳۱.۱۳ گرم بر مول، یکی از مهمترین ترکیبات آلی طبیعی بدن انسان است که نقش حیاتی در تولید و ذخیره انرژی سلولی ایفا میکند. طبق اطلاعات PubChem (NCBI)، نام علمی IUPAC این ترکیب «N-Carbamimidoyl-N-methylglycine» و شماره ثبت CAS آن 57-00-1 است. کراتین در سال ۱۸۳۲ توسط شیمیدان فرانسوی میشل اوژن شورول از عصاره آبی عضلات اسکلتی کشف و از واژه یونانی «κρέας» به معنای گوشت نامگذاری شد.
درک ترکیب شیمیایی کراتین برای ورزشکاران و بدنسازان اهمیت ویژهای دارد، چون مستقیماً به مکانیسم عملکرد این ماده در بدن مربوط میشود. طبق مطالعه مروری منتشر شده در مجله Nutrients (۲۰۲۵)، ساختار شیمیایی کراتین شامل یک گروه متیلگوانیدین-استیک اسید است که به آن امکان پذیرش سریع یک گروه فسفات را میدهد - همین ویژگی ساختاری است که کراتین را به مهمترین ذخیره انرژی فوری عضلات تبدیل کرده و مکمل کراتین مونوهیدرات را به پراستفادهترین مکمل ورزشی جهان بدل کرده است.
در این مقاله جامع، تمام جنبههای شیمیایی و بیوشیمیایی کراتین را بررسی میکنیم: از فرمول مولکولی و ساختار سهبعدی گرفته تا مسیر بیوسنتز در بدن، سیستم فسفوکراتین-ATP، مقایسه ترکیب شیمیایی انواع کراتین، و تبدیل کراتین به کراتینین. اگر به دنبال اطلاعات عملیتر درباره بهترین زمان مصرف کراتین یا تشخیص کراتین اصل از تقلبی هستید، مقالات مرتبط ما را مطالعه کنید.
فرمول شیمیایی و ساختار مولکولی کراتین: بررسی دقیق علمی
فرمول مولکولی و مشخصات شیمیایی کراتین
کراتین یک مشتق اسید آمینه با فرمول مولکولی C₄H₉N₃O₂ است. طبق پایگاه داده PubChem با شناسه CID 586، این مولکول از ۴ اتم کربن، ۹ اتم هیدروژن، ۳ اتم نیتروژن و ۲ اتم اکسیژن تشکیل شده است. طبق تعریف پایگاه ChEBI (EMBL-EBI)، کراتین از نظر ساختاری یک مشتق گلیسین است که گروههای متیل و آمیدینو به نیتروژن آن متصل شدهاند.
| ویژگی | مقدار / توضیح |
|---|---|
| فرمول مولکولی | C₄H₉N₃O₂ |
| وزن مولکولی | ۱۳۱.۱۳ g/mol |
| نام IUPAC | N-Carbamimidoyl-N-methylglycine |
| شماره ثبت CAS | 57-00-1 |
| فرمول نمایشی | (H₂N)(HN)CN(CH₃)CH₂CO₂H |
| نامهای دیگر | N-amidinosarcosine، Methylguanidoacetic acid، Kreatin |
| ظاهر فیزیکی | پودر کریستالی سفید، بیطعم و بیبو |
| حلالیت در آب (۲۵°C) | ۱۳ g/L (نسبتاً کم) |
ساختار شیمیایی کراتین: گروههای عاملی کلیدی
طبق بررسی ویکیپدیا علمی و دادههای NIST Chemistry WebBook، مولکول کراتین از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
- گروه گوانیدینو (Guanidino Group): بخش (H₂N)(HN)C=N- که مسئول پذیرش گروه فسفات و تشکیل فسفوکراتین است. این گروه کلید اصلی عملکرد انرژیزایی کراتین در عضلات محسوب میشود
- گروه متیل (Methyl Group): گروه -CH₃ که به نیتروژن مرکزی متصل است و از اسید آمینه متیونین طی فرآیند بیوسنتز منتقل میشود
- گروه استیک اسید (Acetic Acid Group): بخش -CH₂COOH که از اسید آمینه گلیسین مشتق شده و خاصیت اسیدی مولکول را ایجاد میکند
نکته مهم این است که کراتین در محلولهای آبی به اشکال مختلف تاتومری وجود دارد، شامل فرم خنثی و فرمهای زویتریونی (دارای بار مثبت و منفی همزمان). این ویژگی بر حلالیت و پایداری کراتین در نوشیدنیهای حاوی کراتین تاثیر مستقیم دارد - به همین دلیل کراتین مونوهیدرات در مایعات به مرور زمان به کراتینین (ماده زائد) تبدیل شده و اثربخشی خود را از دست میدهد.
تفاوت کراتین خالص و کراتین مونوهیدرات
طبق PubChem (CID 80116)، کراتین مونوهیدرات با فرمول C₄H₁₁N₃O₃ و وزن مولکولی ۱۴۹.۱۵ g/mol در واقع یک مولکول کراتین متصل به یک مولکول آب است. این فرم ۸۷.۹٪ کراتین خالص و ۱۲.۱٪ آب را شامل میشود. طبق مطالعه جامع منتشر شده در مجله Journal of the International Society of Sports Nutrition، کراتین مونوهیدرات پراستفادهترین و پرتحقیقترین فرم کراتین است که در ۹۵٪ کارآزماییهای بالینی استفاده شده و تنها فرم تایید شده برای فروش در اکثر کشورها میباشد. برای اطلاعات کاملتر درباره این مکمل، صفحه کراتین مونوهیدرات بدنفیت را مطالعه کنید.
💡 نکته کلیدی برای ورزشکاران
ساختار شیمیایی کراتین شامل گروه گوانیدینو است که مانند یک "باتری مولکولی" عمل میکند - توانایی پذیرش و انتقال سریع گروه فسفات را دارد. همین ویژگی ساختاری است که کراتین را به سریعترین سیستم بازسازی ATP (انرژی فوری عضلات) تبدیل کرده و مصرف مکمل کراتین مونوهیدرات ذخایر فسفوکراتین عضلات را ۱۵-۴۰٪ افزایش میدهد.
مسیر بیوسنتز کراتین در بدن: از اسیدهای آمینه تا ذخیره در عضلات
سه اسید آمینه سازنده کراتین
کراتین یک ترکیب درونزاد (Endogenous) است که بدن انسان قادر به ساخت آن میباشد. طبق مطالعه Brosnan و همکاران در American Journal of Physiology، بیوسنتز کراتین به سه اسید آمینه پیشساز نیاز دارد:
- آرژنین (Arginine): گروه آمیدینو خود را در مرحله اول بیوسنتز اهدا میکند. طبق تحقیقات، سنتز کراتین حدود ۲۰-۳۰٪ از کل گروههای آمیدینو آرژنین بدن را مصرف میکند
- گلیسین (Glycine): اسکلت کربنی اصلی مولکول کراتین را فراهم میکند. گلیسین سادهترین اسید آمینه است و بدن به راحتی آن را سنتز میکند
- متیونین (Methionine): گروه متیل (-CH₃) خود را از طریق واسطه S-آدنوزیل متیونین (SAM) اهدا میکند. سنتز کراتین حدود ۴۰٪ از کل گروههای متیل لابیل SAM بدن را مصرف میکند - بزرگترین مصرفکننده متیل در بدن
دو مرحله آنزیمی ساخت کراتین
طبق مطالعه جامع Amino Acids Journal (۲۰۲۵) و بررسی مجله Nutrients، کل مسیر بیوسنتز کراتین فقط شامل دو واکنش آنزیمی است:
🔬 مرحله اول: تشکیل گوانیدینواستیک اسید (در کلیه)
آنزیم L-آرژنین:گلیسین آمیدینوترانسفراز (AGAT) که عمدتاً در کلیه و پانکراس بیان میشود، گروه آمیدینو را از آرژنین به گلیسین منتقل میکند. محصولات این واکنش عبارتند از گوانیدینواستیک اسید (GAA) و اورنیتین. GAA سپس وارد جریان خون شده و به کبد منتقل میشود. این آنزیم مرحله محدودکننده سرعت (Rate-limiting step) بیوسنتز کراتین است.
🔬 مرحله دوم: متیلاسیون و تولید کراتین (در کبد)
در کبد، آنزیم گوانیدینواستات N-متیلترانسفراز (GAMT) یک گروه متیل از S-آدنوزیل متیونین (SAM) را به GAA منتقل کرده و کراتین تولید میکند. محصول جانبی این واکنش S-آدنوزیل هموسیستئین (SAH) است. کراتین تولید شده سپس وارد جریان خون شده و به بافتهای هدف (عمدتاً عضلات اسکلتی) منتقل میشود.
انتقال کراتین به عضلات و ذخیرهسازی
طبق بررسی Science Insights (۲۰۲۵) و اطلاعات DrugBank، پس از سنتز در کبد، کراتین از طریق جریان خون به بافتهای هدف منتقل میشود. ورود کراتین به سلولهای عضلانی از طریق یک ناقل اختصاصی به نام ناقل کراتین (CrT یا SLC6A8) انجام میشود که وابسته به سدیم و کلراید است. نکته مهم این است که ۹۵٪ ذخایر کراتین بدن در عضلات اسکلتی قرار دارد و ۵٪ باقیمانده در مغز، کبد، کلیه و بیضهها توزیع شده است.
یک فرد ۷۰ کیلوگرمی حدود ۱۲۰ گرم کراتین در بدن خود ذخیره دارد که ۴۰٪ آن به شکل کراتین آزاد و ۶۰٪ به شکل فسفوکراتین است. روزانه ۱-۲٪ از کل ذخایر (حدود ۲ گرم) به صورت خودبهخودی به کراتینین تبدیل و از طریق ادرار دفع میشود. بنابراین بدن باید این مقدار را از طریق غذا (گوشت و ماهی) یا سنتز درونزاد جایگزین کند - و این دقیقاً جایی است که نقش مکمل کراتین مونوهیدرات مشخص میشود: افزایش ذخایر کراتین عضلات فراتر از سطح طبیعی.
تنظیم بیوسنتز کراتین: بازخورد منفی
بدن سیستم تنظیمی هوشمندی برای کنترل سنتز کراتین دارد. طبق مطالعه Amino Acids Journal، کراتین خود از طریق مکانیسم بازخورد منفی فعالیت آنزیم AGAT را سرکوب میکند. وقتی غلظت کراتین درونسلولی کافی باشد، سنتز جدید کاهش مییابد. به همین دلیل وقتی از مکمل کراتین استفاده میکنید، سنتز درونزاد بدن کاهش مییابد - اما نکته مهم این است که با قطع مصرف مکمل، سنتز طبیعی دوباره به حالت عادی بازمیگردد. این موضوع نگرانی رایج درباره اثرات کراتین بر کلیه را تا حدی پاسخ میدهد.
🔬 بار متابولیکی سنتز کراتین
طبق مطالعه Brosnan (۲۰۱۱)، سنتز روزانه ۱ گرم کراتین معادل مصرف ۸ میلیمول آرژنین، گلیسین و متیونین است. با فرض مصرف روزانه ۸۰ گرم پروتئین، سنتز کراتین حدود ۱۰٪ گلیسین، ۲۲٪ آرژنین و ۴۲٪ متیونین دریافتی را مصرف میکند. این بار متابولیکی قابلتوجه نشان میدهد چرا مصرف مکمل کراتین میتواند منابع اسید آمینه بدن را برای سایر فرآیندها آزاد کند.
سیستم فسفوکراتین-ATP: مکانیسم شیمیایی تولید انرژی فوری در عضلات
واکنش کراتین کیناز: قلب سیستم انرژی فسفاژن
طبق StatPearls (NCBI Bookshelf, ۲۰۲۵)، آنزیم کراتین کیناز (CK) واکنش برگشتپذیر زیر را کاتالیز میکند:
Phosphocreatine + ADP ⇌ Creatine + ATP
فسفوکراتین + آدنوزین دیفسفات ⇌ کراتین + آدنوزین تریفسفات
این واکنش مهمترین مکانیسم بازسازی فوری ATP در بدن است. طبق مطالعه منتشر شده در مجله Nutrients، آنزیم کراتین کیناز در واقع انتقال یک گروه فسفوریل (PO₃²⁻) - نه فسفات (PO₄³⁻) - را از ATP به کراتین کاتالیز میکند. این واکنش برگشتپذیر است: در زمان استراحت، ATP اضافی برای فسفوریله کردن کراتین استفاده میشود و فسفوکراتین (PCr) تشکیل میشود. در زمان فعالیت شدید، فسفوکراتین گروه فسفات خود را به ADP اهدا کرده و ATP بازسازی میشود.
سیستم فسفاژن (ATP-CP): سریعترین منبع انرژی بدن
طبق منبع آموزشی Cal State University - Nutrition and Physical Fitness، سیستم فسفاژن (ATP-CP) سادهترین و سریعترین سیستم تولید انرژی بدن است. این سیستم بدون نیاز به اکسیژن (بیهوازی) و بدون تولید اسید لاکتیک (غیرلاکتیکی) عمل میکند:
| ویژگی | سیستم فسفاژن (ATP-CP) | گلیکولیز بیهوازی | اکسیداتیو (هوازی) |
|---|---|---|---|
| سوخت اصلی | فسفوکراتین (PCr) | گلوکز / گلیکوژن | چربی / کربوهیدرات |
| سرعت تولید ATP | ⚡ بسیار سریع (فوری) | سریع | آهسته |
| مدت زمان فعالیت | ۱۰-۱۵ ثانیه | ۳۰ ثانیه - ۲ دقیقه | بیش از ۲ دقیقه |
| نیاز به اکسیژن | ❌ ندارد | ❌ ندارد | ✅ دارد |
| تولید اسید لاکتیک | ❌ خیر | ✅ بله | ❌ خیر |
| کاربرد ورزشی | اسپرینت، وزنهبرداری، پرش | دوی ۴۰۰ متر، ستهای بدنسازی | دوی استقامت، شنا طولانی |
شاتل فسفوکراتین: سیستم انتقال انرژی درونسلولی
طبق مطالعه جدید ۲۰۲۵ منتشر شده در مجله Metabolism، کراتین فقط یک ذخیره ساده انرژی نیست بلکه به عنوان یک شاتل درونسلولی برای پیوندهای فسفات پرانرژی عمل میکند. این سیستم که "شاتل فسفوکراتین" یا "مدار کراتین کیناز" نامیده میشود، انرژی را از محل تولید (میتوکندری) به محل مصرف (میوفیبریلها) در سلول عضلانی منتقل میکند.
در این سیستم، ایزوآنزیمهای مختلف کراتین کیناز در نقاط مختلف سلول قرار دارند. طبق اطلاعات علمی کراتین کیناز، CK میتوکندریایی (Mi-CK) در فضای بینغشایی میتوکندری فسفوکراتین میسازد، سپس فسفوکراتین به سمت نوار M میوفیبریلها منتشر شده و در آنجا CK سیتوزولی (MM-CK) آن را به ATP تبدیل میکند. کراتین آزاد شده دوباره به میتوکندری بازگشته و فسفوریله میشود. این حلقه مداوم تضمین میکند انرژی به طور کارآمد در سراسر سلول عضلانی توزیع شود.
چرا مکمل کراتین ذخایر فسفوکراتین را افزایش میدهد؟
طبق مطالعه مروری Journal of Athletic Training، مصرف مکمل کراتین (۵ تا ۲۰ گرم در روز) غلظت کراتین و فسفوکراتین عضلات را ۱۵ تا ۴۰ درصد افزایش میدهد. این افزایش به دلیل شیمی سادهای است: وقتی کراتین آزاد بیشتری وارد سلول عضلانی شود، بلافاصله توسط کراتین کیناز فسفوریله شده و به فسفوکراتین تبدیل میشود. این فرآیند شیب غلظتی را حفظ کرده و ورود بیشتر کراتین از خون به عضله را تسهیل میکند. حدود ۶۰-۷۰٪ کل کراتین عضلات به شکل فسفوکراتین ذخیره میشود. برای یادگیری بهترین زمان مصرف کراتین جهت حداکثر اشباع عضلانی، مقاله مرتبط ما را مطالعه کنید.
💡 عدد شگفتانگیز
بدن انسان روزانه حدود ۲۵۰ گرم ATP تولید میکند، اما طبق دادههای علمی، بدن کل وزن خود (مثلاً ۷۰ کیلوگرم) ATP را از طریق سیستم فسفوکراتین در طول روز بازیافت میکند! این یعنی سیستم کراتین-فسفوکراتین مسئول بازیافت حدود ۷۰ کیلوگرم ATP در روز است - بدون این سیستم، حتی انجام سادهترین فعالیتها غیرممکن بود.
🤖 سوالی درباره شیمی کراتین و مکملهای ورزشی دارید؟
با هوش مصنوعی تغذیه بدنفیت گفتگو کنید و پاسخ سوالات تخصصی خود را فوری دریافت کنید
💬 شروع گفتگو با هوش مصنوعی بدنفیتمقایسه ترکیب شیمیایی انواع کراتین: مونوهیدرات، HCL، اتیل استر و بافر شده
تفاوت شیمیایی فرمهای مختلف کراتین
تولیدکنندگان مکمل فرمهای مختلفی از کراتین را با ادعای جذب بهتر یا اثربخشی بیشتر عرضه کردهاند. طبق مطالعه جامع Journal of the International Society of Sports Nutrition (JISSN)، هر فرم از نظر شیمیایی تفاوتهایی با کراتین مونوهیدرات دارد، اما هیچکدام در کارآزماییهای بالینی برتری اثبات شدهای نسبت به مونوهیدرات نشان ندادهاند. بیایید ترکیب شیمیایی هر کدام را بررسی کنیم:
| نوع کراتین | فرمول شیمیایی | درصد کراتین خالص | تفاوت ساختاری |
|---|---|---|---|
| کراتین بدون آب (Anhydrous) | C₄H₉N₃O₂ | ۱۰۰٪ ⭐ | کراتین خالص بدون مولکول آب |
| کراتین مونوهیدرات | C₄H₉N₃O₂·H₂O | ۸۷.۹٪ | کراتین + ۱ مولکول آب |
| کراتین هیدروکلراید (HCL) | C₄H₉N₃O₂·HCl | ~۷۸٪ | کراتین + اسید هیدروکلریک |
| کراتین اتیل استر (CEE) | C₆H₁₃N₃O₂ | ~۸۲٪ | کراتین + گروه اتیل استر |
| کراتین بافر شده (Kre-Alkalyn) | C₄H₉N₃O₂ + بافر قلیایی | متغیر | مونوهیدرات + ترکیب قلیایی (بیکربنات) |
| کراتین منیزیم کلات | C₄H₉N₃O₂·Mg | متغیر | کراتین کلات شده با منیزیم |
بررسی علمی هر فرم: آیا تغییر ساختار شیمیایی مزیتی دارد؟
کراتین مونوهیدرات (Creatine Monohydrate): طبق مطالعه JISSN، تقریباً ۹۹٪ کراتین مونوهیدرات خوراکی یا توسط عضلات جذب میشود یا از طریق ادرار دفع میگردد - یعنی تخریب آن در دستگاه گوارش بسیار ناچیز است. این فرم در ۹۵٪ تحقیقات بالینی استفاده شده و استاندارد طلایی مکملهای کراتین محسوب میشود. برای اطلاعات کامل درباره این فرم، صفحه کراتین مونوهیدرات بدنفیت را ببینید.
کراتین هیدروکلراید (Creatine HCL): طبق کارآزمایی بالینی Eghbali و همکاران (۲۰۲۴) در مجله Physiological Research، اتصال اسید هیدروکلریک به کراتین حلالیت آن را در آب حدود ۳۸ برابر افزایش میدهد. با این حال، نتایج این کارآزمایی نشان داد که کراتین HCL هیچ برتری معنیداری نسبت به مونوهیدرات در قدرت، هیپرتروفی یا پاسخهای هورمونی ندارد. در نهایت پس از ورود به دستگاه گوارش، HCL به همان کراتین آزاد تبدیل میشود.
کراتین اتیل استر (CEE): طبق مطالعه JISSN، افزودن گروه اتیل استر به کراتین در واقع پایداری اسیدی آن را کاهش داده و تجزیه آن به کراتینین (ماده زائد) را تسریع میکند. تحقیقات Healthline نیز تایید کرده که CEE در افزایش سطح کراتین عضلات کمتر از مونوهیدرات موثر است و حتی در برخی شاخصها عملکردی مشابه دارونما (پلاسبو) نشان داده است.
کراتین بافر شده (Kre-Alkalyn): در این فرم، ترکیبات قلیایی مانند بیکربنات سدیم به مونوهیدرات اضافه شده تا pH آن بالا رفته و از تجزیه در اسید معده جلوگیری شود. اما طبق تحقیقات منتشر شده در JISSN، کراتین بافر شده هیچ مزیت اثبات شدهای نسبت به مونوهیدرات در افزایش کراتین عضلانی، ترکیب بدن یا سازگاریهای تمرینی نداشته است.
⚠️ هشدار درباره کراتین تقلبی: از آنجا که ترکیب شیمیایی کراتین خالص مشخص و قابل آزمایش است، محصولات باکیفیت مانند Creapure® (ساخت آلمان) خلوص ۹۹.۵٪ یا بالاتر دارند. محصولات ارزانقیمت ممکن است ناخالصیهایی مانند دیسیاندیامید، دیهیدروتریازین و کراتینین بیش از حد مجاز داشته باشند. برای راهنمای تشخیص محصول اصل، مقاله تشخیص کراتین اصل از تقلبی را مطالعه کنید.
نقش ترکیب شیمیایی در حلالیت و پایداری کراتین
یکی از محدودیتهای شیمیایی کراتین مونوهیدرات حلالیت نسبتاً پایین آن است (۱۳ گرم در لیتر در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد). طبق بررسی مجله Nutrients (۲۰۲۵)، این حلالیت محدود امکان تولید فرمهای سریعالحل را دشوار کرده و دلیل اصلی تهنشین شدن کراتین در نوشیدنیهای حاوی کراتین است. نکته مهمتر این است که کراتین در محلولهای مایع به مرور زمان (به ویژه در دمای بالا و pH اسیدی) به کراتینین تبدیل شده و اثربخشی خود را از دست میدهد - تحقیقات نشان داده تا ۹۰٪ کراتین در محلولهای مایع پس از ۴۵ روز تجزیه میشود. به همین دلیل فرم پودری کراتین همیشه بهتر از فرم مایع آماده است.
🏆 نتیجهگیری علمی: کدام فرم بهتر است؟
با وجود تلاشهای شیمیایی متعدد برای بهبود کراتین مونوهیدرات، هیچ فرم جایگزینی در تحقیقات بالینی کنترلشده برتری نشان نداده است. کراتین مونوهیدرات با جذب تقریباً ۹۹٪، ایمنی اثبات شده در صدها مطالعه و قیمت مقرونبهصرفه، همچنان استاندارد طلایی باقی مانده است. فرمهای گرانتر صرفاً تغییرات شیمیایی جزئی دارند که در عمل تاثیر قابلتوجهی بر اثربخشی ندارند.
تبدیل کراتین به کراتینین: متابولیسم، دفع و تاثیر بر آزمایش کلیه
واکنش غیرآنزیمی تبدیل کراتین به کراتینین
طبق بررسی مجله Nutrients (مطالعه بیوانفورماتیکی)، کراتین و فسفوکراتین هر دو به صورت خودبهخودی و غیرآنزیمی (بدون نیاز به آنزیم) از طریق واکنش هیدرولیز درونمولکولی به کراتینین (Creatinine) تبدیل میشوند. سرعت این واکنش به غلظت یون هیدروژن (pH) محیط بستگی دارد.
Creatine / Phosphocreatine → Creatinine + H₂O (+ Pᵢ)
واکنش خودبهخودی، غیرآنزیمی و غیرقابلبرگشت | نرخ: ~۱.۷٪ ذخایر کل در روز
طبق BC Nephrology، روزانه حدود ۱-۲٪ از کل ذخایر کراتین عضلات (تقریباً ۲ گرم در یک مرد ۷۰ کیلوگرمی) به کراتینین تبدیل میشود. کراتینین یک ماده زائد است که هیچ عملکرد فیزیولوژیکی مفیدی ندارد. این ماده به آزادی از سلولهای عضلانی به جریان خون نفوذ کرده، به کلیهها منتقل شده و عمدتاً از طریق فیلتراسیون گلومرولی (و مقداری ترشح لولهای) در ادرار دفع میشود.
تاثیر مصرف مکمل کراتین بر سطح کراتینین خون
این نکته برای ورزشکاران بسیار مهم است: از آنجا که کراتینین محصول تجزیه طبیعی کراتین است، مصرف مکمل کراتین سطح کراتینین خون و ادرار را افزایش میدهد. طبق BC Nephrology، هرچه کراتین بیشتری در بدن وجود داشته باشد، کراتینین بیشتری تولید میشود. از آنجا که پزشکان از سطح کراتینین خون برای تخمین عملکرد کلیه (eGFR) استفاده میکنند، افزایش کراتینین ناشی از مصرف مکمل میتواند به اشتباه کاهش عملکرد کلیه را نشان دهد - در حالی که در واقع کلیهها سالم هستند.
این موضوع منشأ بسیاری از نگرانیها درباره کراتین و کلیه است. برای بررسی جامع و علمی این مسئله، حتماً مقاله کراتین و کلیه: آیا کراتین برای کلیه ضرر دارد؟ را مطالعه کنید. نکته کلیدی این است: اگر از مکمل کراتین استفاده میکنید، قبل از آزمایش خون حتماً پزشک خود را مطلع کنید تا تفسیر نتایج کراتینین به درستی انجام شود.
چرخه کامل متابولیسم کراتین: خلاصه مسیر شیمیایی
🔄 چرخه حیات کراتین در بدن
- مرحله ۱ - سنتز: آرژنین + گلیسین → GAA (در کلیه، آنزیم AGAT) → GAA + متیل از SAM → کراتین (در کبد، آنزیم GAMT)
- مرحله ۲ - انتقال: کراتین از طریق خون به عضلات منتقل → ورود به سلول عضلانی از طریق ناقل CrT (وابسته به سدیم و انسولین)
- مرحله ۳ - ذخیرهسازی: کراتین + ATP → فسفوکراتین + ADP (توسط آنزیم کراتین کیناز) | ۶۰-۷۰٪ به شکل PCr ذخیره میشود
- مرحله ۴ - مصرف انرژی: فسفوکراتین + ADP → کراتین + ATP (واکنش برگشتی CK) | تامین انرژی فوری ۱۰-۱۵ ثانیهای
- مرحله ۵ - تجزیه و دفع: کراتین/PCr → کراتینین (خودبهخودی، ~۲ گرم/روز) → دفع از طریق فیلتراسیون کلیوی در ادرار
- مرحله ۶ - جایگزینی: ذخایر از دست رفته از طریق غذا (~۱ گرم/روز از گوشت و ماهی) + سنتز درونزاد (~۱ گرم/روز) جبران میشود
ایزوآنزیمهای کراتین کیناز (CK) و اهمیت پزشکی
طبق StatPearls (۲۰۲۵)، آنزیم کراتین کیناز از دو زیرواحد M (عضلانی) و B (مغزی) تشکیل شده و سه ایزوآنزیم اصلی دارد:
- CK-MM (عضلات اسکلتی): ۹۸٪ CK عضلات اسکلتی را تشکیل میدهد. افزایش آن در خون نشانه آسیب عضلانی (رابدومیولیز) است
- CK-MB (عضله قلب): ۲۵-۳۰٪ CK میوکارد را شامل میشود. افزایش آن شاخص سکته قلبی (MI) است، هرچند امروزه تروپونین جایگزین اصلی آن شده
- CK-BB (مغز و عضلات صاف): عمدتاً در مغز و عضلات صاف (رحم، عروق) وجود دارد
- Mi-CK (میتوکندریایی): در فضای بینغشایی میتوکندری قرار دارد و فسفوکراتین را از ATP میتوکندریایی میسازد
برای ورزشکاران، سطح بالای CK خون پس از تمرینات سنگین کاملاً طبیعی است و لزوماً نشانه مشکل نیست. مقادیر نرمال CK در حالت استراحت معمولاً بین ۶۰ تا ۴۰۰ واحد بینالمللی بر لیتر (IU/L) است، اما در ورزشکاران فعال و افراد با توده عضلانی بالا، سطوح بالاتر طبیعی محسوب میشود.
🔑 نکته حیاتی برای آزمایش خون
اگر از مکمل کراتین استفاده میکنید، حتماً قبل از آزمایش خون پزشک خود را مطلع کنید. افزایش کراتینین خون ناشی از مصرف مکمل کراتین نشانه آسیب کلیوی نیست بلکه نتیجه طبیعی افزایش ذخایر کراتین بدن است. فرمولهای تخمین عملکرد کلیه (eGFR) سن و جنسیت را در نظر میگیرند اما مصرف مکمل کراتین و توده عضلانی بالا را لحاظ نمیکنند و ممکن است عملکرد واقعی کلیهها را کمتر از حد واقعی نشان دهند.
سوالات متداول درباره ترکیب شیمیایی کراتین
فرمول شیمیایی کراتین چیست؟
فرمول مولکولی کراتین C₄H₉N₃O₂ با وزن مولکولی ۱۳۱.۱۳ گرم بر مول است. نام علمی IUPAC آن N-Carbamimidoyl-N-methylglycine و شماره ثبت CAS آن 57-00-1 میباشد. کراتین از نظر ساختاری یک مشتق گلیسین است که گروههای متیل و آمیدینو (گوانیدینو) به نیتروژن آن متصل شدهاند. این مولکول از سه اسید آمینه آرژنین، گلیسین و متیونین در بدن ساخته میشود.
تفاوت کراتین و کراتین مونوهیدرات از نظر شیمیایی چیست؟
کراتین خالص (بدون آب یا Anhydrous) فرمول C₄H₉N₃O₂ دارد، اما کراتین مونوهیدرات با فرمول C₄H₉N₃O₂·H₂O یک مولکول کراتین متصل به یک مولکول آب است. وزن مولکولی مونوهیدرات ۱۴۹.۱۵ g/mol و حاوی ۸۷.۹٪ کراتین خالص است. مونوهیدرات پایدارترین و پرتحقیقترین فرم کراتین است که در ۹۵٪ مطالعات بالینی استفاده شده.
کراتین از چه اسیدهای آمینهای ساخته میشود؟
کراتین در بدن از سه اسید آمینه ساخته میشود: آرژنین (اهداکننده گروه آمیدینو)، گلیسین (فراهمکننده اسکلت کربنی) و متیونین (اهداکننده گروه متیل از طریق S-آدنوزیل متیونین). بیوسنتز در دو مرحله انجام میشود: ابتدا در کلیه (آنزیم AGAT) و سپس در کبد (آنزیم GAMT). سنتز کراتین حدود ۴۰٪ از کل گروههای متیل لابیل بدن را مصرف میکند.
فسفوکراتین چیست و چه فرمولی دارد؟
فسفوکراتین (Phosphocreatine یا PCr) شکل فسفوریله کراتین است که به عنوان ذخیره فوری انرژی در عضلات عمل میکند. وقتی آنزیم کراتین کیناز یک گروه فسفات پرانرژی از ATP به کراتین منتقل میکند، فسفوکراتین تشکیل میشود. حدود ۶۰-۷۰٪ کل کراتین عضلات به شکل فسفوکراتین ذخیره شده و در ۱۰-۱۵ ثانیه اول فعالیت شدید (مانند وزنهبرداری یا اسپرینت) منبع اصلی بازسازی ATP است.
تفاوت کراتین و کراتینین چیست؟
کراتین یک ترکیب فعال و مفید است که در تولید انرژی نقش دارد، اما کراتینین محصول زائد تجزیه خودبهخودی کراتین و فسفوکراتین است. روزانه ۱-۲٪ از ذخایر کراتین بدن (حدود ۲ گرم) به صورت غیرآنزیمی به کراتینین تبدیل شده و از طریق کلیهها در ادرار دفع میشود. سطح کراتینین خون برای تخمین عملکرد کلیه (eGFR) استفاده میشود. مصرف مکمل کراتین سطح کراتینین را افزایش میدهد اما این به معنای آسیب کلیوی نیست. برای جزئیات بیشتر، مقاله کراتین و کلیه را بخوانید.
آیا ترکیب شیمیایی کراتین HCL با مونوهیدرات فرق دارد؟
بله. کراتین HCL (هیدروکلراید) فرمول C₄H₉N₃O₂·HCl دارد - یعنی کراتین متصل به اسید هیدروکلریک. این اتصال حلالیت کراتین را حدود ۳۸ برابر افزایش میدهد و حدود ۷۸٪ کراتین خالص دارد (مقابل ۸۷.۹٪ در مونوهیدرات). با این حال، کارآزماییهای بالینی ۲۰۲۴ نشان دادهاند که HCL هیچ برتری عملکردی نسبت به مونوهیدرات ندارد. پس از ورود به معده، هر دو فرم به همان کراتین آزاد تبدیل میشوند.
چرا کراتین اتیل استر (CEE) از مونوهیدرات ضعیفتر است؟
از نظر شیمیایی، افزودن گروه اتیل استر به کراتین پایداری آن را در محیط اسیدی (مانند معده) کاهش داده و سرعت تبدیل آن به کراتینین (ماده زائد) را افزایش میدهد. طبق مطالعات JISSN، گروه استر یک "گروه ترککننده" بهتر از هیدروکسیل است و تجزیه مولکول را تسریع میکند. در کارآزماییهای بالینی، CEE سطح کراتین عضلات را کمتر از مونوهیدرات افزایش داده و حتی در برخی موارد نتایجی مشابه دارونما نشان داده است.
آنزیم کراتین کیناز (CK) چیست و چرا در آزمایش خون مهم است؟
کراتین کیناز آنزیمی است که واکنش برگشتپذیر تبدیل کراتین + ATP به فسفوکراتین + ADP را کاتالیز میکند. سه ایزوآنزیم اصلی دارد: CK-MM (عضلات اسکلتی، ۹۸٪)، CK-MB (قلب، ۲۵-۳۰٪) و CK-BB (مغز). افزایش CK خون میتواند نشانه آسیب عضلانی (رابدومیولیز)، سکته قلبی یا بیماریهای عضلانی باشد. اما در ورزشکاران، افزایش CK پس از تمرینات سنگین کاملاً طبیعی است.
چرا کراتین در نوشیدنی آماده تجزیه میشود؟
به دلیل خواص شیمیایی مولکول کراتین، در محلولهای آبی (به ویژه در دمای بالا و pH اسیدی) واکنش هیدرولیز درونمولکولی رخ داده و کراتین به کراتینین تبدیل میشود. تحقیقات نشان داده تا ۹۰٪ کراتین در محلولهای مایع پس از ۴۵ روز تجزیه میشود. به همین دلیل فرم پودری همیشه ترجیح دارد و باید کراتین را بلافاصله پس از حل کردن در آب مصرف کنید. برای نکات عملی، مقاله بهترین نوشیدنی حاوی کراتین را ببینید.
بدن روزانه چقدر کراتین سنتز میکند؟
بدن روزانه حدود ۱ گرم کراتین از طریق سنتز درونزاد (در کلیه و کبد) و حدود ۱ گرم از طریق رژیم غذایی حاوی گوشت و ماهی تامین میکند - در مجموع ۲ گرم که برابر مقدار دفع شده روزانه به شکل کراتینین است. گیاهخواران (وگان) که کراتین غذایی دریافت نمیکنند، کاملاً به سنتز درونزاد وابسته هستند و معمولاً ذخایر عضلانی پایینتری دارند. مصرف مکمل کراتین ذخایر عضلات را ۱۵-۴۰٪ بالاتر از سطح طبیعی میبرد.
آیا مصرف مکمل کراتین سنتز طبیعی بدن را متوقف میکند؟
مصرف مکمل کراتین از طریق مکانیسم بازخورد منفی فعالیت آنزیم AGAT (مرحله محدودکننده سرعت بیوسنتز) را کاهش میدهد و در نتیجه سنتز درونزاد کاهش مییابد. اما نکته مهم این است که با قطع مصرف مکمل، سنتز طبیعی به سرعت (طی چند هفته) به حالت عادی بازمیگردد. هیچ مدرک علمی مبنی بر آسیب دائمی به سیستم سنتز کراتین بدن وجود ندارد. برای اطلاعات بیشتر، مقاله اثرات کراتین بر کلیه را مطالعه کنید.
📚 مقالات مرتبط درباره کراتین در بدنفیت
برای تکمیل دانش خود درباره کراتین، این مقالات تخصصی را مطالعه کنید
🤖 سوالات تخصصیتر درباره کراتین دارید؟
با هوش مصنوعی بدنفیت درباره ترکیب شیمیایی، دوز مناسب، تداخلات دارویی و هر سوال دیگری درباره کراتین گفتگو کنید
💬 مشاوره رایگان مکمل با AI بدنفیت