Kreatinsynthese

Kreatin wird hauptsächlich in der Leber enzymatisch aus Glycin, Arginin sowie einer C1-Gruppe von SAM hergestellt. Weitere Bildungsorte sind die Nieren und in geringerem Umfang das Pankreas. Die Synthesemenge hängt von unterschiedlichen Faktoren wie dem Alter, der Muskelmasse, dem Geschlecht sowie der Ethnie ab.

Kreatin wird dann mit dem Blutstrom zu den Muskelzellen transportiert, die das Kreatin über den Na⁺/Cl⁻-abhängigen Kreatintransporter (SLC6A8, CRT) aufnehmen.^[1] In den Muskelzellen wird Kreatin durch Kreatinkinasen phosphoryliert – als Kreatinphosphat kann es dann seine Phosphatgruppe in Belastungssituationen rasch auf ADP übertragen und so ATP regenerieren.

Bildung von Guanidinoacetat

Im ersten Schritt der Kreatinsynthese wird die Guanidinogruppe von Arginin auf Glycin übertragen, dabei entsteht Guanidinoacetat. Diese Reaktion wird von der L-Arginin:Glycin-Amidinotransferase (AGAT) katalysiert. Aus ihr geht Ornithin und Guanidinoacetat hervor.

Methylierung von Guanidinoacetat

Anschließend wird durch den C1-Gruppen-Überträger S-Adenosylmethionin (SAM) eine Methylgruppe auf Guanidinoacetat transferiert. Diese Reaktion wird von der Guanidinoacetat-N-Methyltransferase (GAMT) katalysiert. Es entstehen Kreatin und S-Adenosylhomocystein, das für weitere Methylierungen im Rahmen des Methionin-Zyklus regeneriert werden muss.

Phosphorylierung von Kreatin

Unter Ruhebedingungen wird in der Muskulatur mithilfe der Kreatinkinase Kreatin zu Kreatinphosphat phosphoryliert. Es handelt sich um eine reversible Reaktion, bei der die Phosphatgruppe von ATP auf Kreatin übertragen wird. Die Kreatinkinase reagiert äußerst empfindlich auf pH-Wert-Veränderungen, sodass sich das Reaktionsgleichgewicht bei Ansäuerung stark ändert und sich zu ATP verschiebt. Kreatinphosphat wird zur muskulären Energieversorgung dephosphoryliert.

Kreatinphosphat wird nicht-enzymatisch zu Kreatinin abgebaut, in einem monomolekularen Prozess, der von der Temperatur und vom pH-Wert abhängig ist.^[2] Kreatinin ist ein Stoffwechselendprodukt, das keine weitere metabolische Funktion ausübt. Es wird glomerulär filtriert, aber nur minimal tubulär rückresorbiert, weshalb man es klinisch zur Berechnung der geschätzten glomerulären Filtrationsrate (eGFR) heranzieht.