Adenozin trifosfat: funcție și boli

adenozină trifosfatul sau ATP este molecula cea mai bogată în energie din organism și este responsabilă pentru toate procesele de transfer de energie. Este un mononucleotid al adeninei bazei purinice și, prin urmare, reprezintă, de asemenea, un element constitutiv al acizi nucleici. Perturbările din sinteza ATP inhibă eliberarea de energie și conduce la stări de epuizare.

Ce este adenozin trifosfatul?

adenozină trifosfatul (ATP) este un mononucleotid al adeninei cu trei fosfat grupuri, fiecare legat printr-o legătură anhidridă. ATP este molecula centrală pentru transferul de energie în organism. Energia este legată în principal în legătura anhidridă a beta-ului fosfat reziduu la reziduul gamma fosfat. Când un fosfat reziduul este îndepărtat pentru a forma adenozină difosfat, se eliberează energie. Această energie este apoi utilizată pentru procesele consumatoare de energie. Ca nucleotidă, ATP constă din adenina bazică purinică, zahăr riboza și trei reziduuri de fosfat. Există o legătură glicozidică între adenină și riboza. Mai mult, reziduul de alfafosfat este legat de riboza de un ester legătură. Există o legătură anhidridă între alfa-beta și gamma-fosfat. După îndepărtarea a doi fosfați, se formează nucleotida adenozin monofosfat (AMP). Această moleculă este un element important al ARN-ului.

Funcția, acțiunea și rolurile

Adenozin trifosfatul îndeplinește funcții multiple în organism. Cea mai importantă funcție a sa este stocarea și transferul de energie. Toate procesele din corp implică transferuri de energie și transformări de energie. Astfel, organismul trebuie să efectueze lucrări chimice, osmotice sau mecanice. Pentru toate aceste procese, ATP furnizează rapid energie. ATP este un depozit de energie pe termen scurt, care se epuizează rapid și, prin urmare, trebuie sintetizat din nou și din nou. Majoritatea proceselor consumatoare de energie reprezintă procesele de transport în interiorul celulei și în afara celulei. În aceste procese, biomoleculele sunt transportate la locurile de reacție și conversie ale acestora. Procesele anabolice precum sinteza proteinelor sau formarea grăsimii corporale necesită, de asemenea, ATP ca agent de transfer de energie. Molecula transportă peste membrana celulara sau membranele diferitelor organite celulare sunt, de asemenea, dependente de energie. În plus, energia mecanică pentru mușchi contracţii poate fi furnizat numai prin acțiunea ATP din procesele de furnizare a energiei. Pe lângă funcția sa de purtător de energie, ATP este, de asemenea, o importantă moleculă de semnalizare. Acționează ca un cosubstrat pentru așa-numitele kinaze. Kinazele sunt enzime care transferă grupări fosfat la altele molecule. Acestea sunt în principal protein kinaze care influențează activitatea diverselor enzime prin fosforilarea lor. Extracelular, ATP este un agonist al receptorilor celulelor periferice și centrale sistem nervos. Astfel, participă la reglementarea sânge fluxul și inițierea răspunsurilor inflamatorii. Când țesutul nervos este rănit, acesta este eliberat în cantități mai mari pentru a media formarea crescută de astrocite și neuroni.

Formare, apariție, proprietăți și niveluri optime

Adenozin trifosfatul este doar un depozit de energie pe termen scurt și se epuizează în câteva secunde în timpul proceselor consumatoare de energie. Prin urmare, regenerarea sa constantă este o sarcină vitală. Molecula joacă un rol atât de central încât ATP cu un masa din jumătate din greutatea corporală se produce în decurs de o zi. În acest proces, adenozin difosfatul este transformat în adenozin trifosfat printr-o legare suplimentară cu fosfat sub consum de energie, care asigură imediat din nou energie prin divizarea fosfatului în reconversie în ADP. Două principii diferite de reacție sunt disponibile pentru regenerarea ATP. Un principiu este fosforilarea lanțului de substrat. În această reacție, un reziduu de fosfat este transferat direct la o moleculă intermediară într-un proces de furnizare a energiei, care este imediat transferat la ADP cu formarea de ATP. Un al doilea principiu de reacție face parte din lanțul respirator ca fosforilare de transport a electronilor. Această reacție are loc numai în mitocondriile. Ca parte a acestui proces, un potențial electric este stabilit prin membrană prin diferite reacții de transport ale protonilor. reflux de protoni are ca rezultat formarea ATP din ADP odată cu eliberarea de energie. Această reacție este catalizată de enzima ATP sintetază. În general, aceste procese de regenerare sunt încă prea lente pentru anumite cerințe. În timpul contracției musculare, de exemplu, toate sursele de ATP sunt consumate după două până la trei secunde. În acest scop, bogat în energie creatina fosfatul este disponibil în celulele musculare, ceea ce face imediat fosfatul său disponibil pentru formarea ATP din ADP. Această aprovizionare este acum epuizată după șase până la zece secunde. După aceea, procesele generale de regenerare trebuie să intre din nou în joc. Cu toate acestea, datorită efectului creatina fosfat, este posibil să se extindă oarecum antrenamentul muscular fără epuizare prematură.

Boli și tulburări

Când se produce prea puțin adenozin trifosfat, oboseală apar condiții. ATP este sintetizat în principal în mitocondriile prin fosforilarea transportului de electroni. Când funcția mitocondrială este afectată, producția de ATP este, de asemenea, redusă. De exemplu, studiile au constatat că pacienții cu de oboseala cronica (CFS) a scăzut concentrațiile de ATP. Această scădere a producției de ATP s-a corelat întotdeauna cu tulburări în mitocondriile (mitocondriopatii). Cauzele mitocondriopatiilor au inclus hipoxie celulară, infecții cu EBV, fibromialgii sau procese inflamatorii cronice degenerative. Există atât tulburări genetice, cât și tulburări dobândite ale mitocondriilor. Astfel, au fost descrise aproximativ 150 de boli diferite care conduce la mitocondriopatie. Acestea includ diabet mellitus, alergii, boală autoimună, demenţă, cronice inflamaţie or imunodeficiență boli. Stările de epuizare în contextul acestor boli sunt cauzate de o aprovizionare cu energie mai redusă datorită producției reduse de ATP. Ca urmare, tulburările funcției mitocondriale pot conduce la bolile multiorganice.