Adenozynotrifosforan

Adenozynotrifosforan lub ATP Jako najbardziej bogata w energię cząsteczka w organizmie odpowiada za wszystkie procesy przenoszenia energii. Jest mononukleotydem zasady purynowej, adeniny, a zatem jest także składnikiem kwasów nukleinowych.Przerwania syntezy ATP hamują uwalnianie energii i prowadzą do stanów wyczerpania.

Co to jest trifosforan adenozyny?

Trifosforan adenozyny (ATP) jest mononukleotydem adeniny z trzema grupami fosforanowymi, z których każda jest połączona ze sobą wiązaniem bezwodnikowym. ATP jest centralną cząsteczką odpowiedzialną za transfer energii w organizmie.

Energia jest głównie związana w wiązaniu bezwodnikowym reszty beta fosforanu z resztą gammafosforanu. Jeśli reszta fosforanu zostanie usunięta z utworzeniem difosforanu adenozyny, uwalniana jest energia. Energia ta jest następnie wykorzystywana do procesów energochłonnych. Jako nukleotyd, ATP składa się z zasady purynowej, adeniny, rybozy cukrowej i trzech reszt fosforanowych. Między adeniną i rybozą istnieje wiązanie glikozydowe. Ponadto reszta alfa fosforanowa jest połączona z rybozą wiązaniem estrowym.

Pomiędzy alfa beta i gamma fosforanem występuje wiązanie bezwodnikowe. Po usunięciu dwóch fosforanów powstaje nukleotyd adenozynomonofosforan (AMP). Ta cząsteczka jest ważnym budulcem RNA.

Funkcja, efekt i zadania

Trifosforan adenozyny pełni różnorodne funkcje w organizmie. Jego główną funkcją jest magazynowanie i przesyłanie energii. Wszystkie procesy zachodzące w organizmie są związane z transferami energii i przemianami energii. Organizm musi wykonywać prace chemiczne, osmotyczne lub mechaniczne. ATP szybko dostarcza energii do wszystkich tych procesów.

ATP to krótkoterminowy magazyn energii, który szybko się zużywa i dlatego musi być wielokrotnie syntetyzowany. Większość energochłonnych procesów to procesy transportu wewnątrz i na zewnątrz komórki, a biomolekuły są transportowane do miejsc, w których reagują i przekształcają się. Procesy anaboliczne, takie jak synteza białek lub tworzenie tkanki tłuszczowej, również wymagają ATP jako czynnika przenoszącego energię. Transport molekularny przez błonę komórkową lub błony różnych organelli komórkowych jest również zależny od energii.

Ponadto energia mechaniczna do skurczów mięśni może być udostępniona tylko poprzez działanie ATP z procesów dostarczających energię. Oprócz funkcji nośnika energii ATP jest również ważną cząsteczką sygnałową. Działa jako kosubstrat dla tzw. Kinaz. Kinazy to enzymy przenoszące grupy fosforanowe na inne cząsteczki. Przede wszystkim chodzi o kinazy białkowe, które wpływają na ich aktywność poprzez fosforylację różnych enzymów. Pozakomórkowo ATP jest agonistą receptorów w komórkach obwodowego i ośrodkowego układu nerwowego.

W ten sposób uczestniczy w regulacji krążenia krwi i wywoływaniu reakcji zapalnych. Kiedy tkanka nerwowa jest uszkodzona, jest coraz bardziej uwalniana, aby sprzyjać zwiększonemu tworzeniu się astrocytów i neuronów.

Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości

Trifosforan adenozyny jest tylko krótkotrwałym magazynem energii i jest zużywany w ciągu kilku sekund w procesach energochłonnych. Dlatego jego ciągła regeneracja jest niezbędnym zadaniem. Cząsteczka odgrywa tak centralną rolę, że w ciągu jednego dnia ATP jest wytwarzane przy masie równej połowie masy ciała. Difosforan adenozyny jest przekształcany w trifosforan adenozyny poprzez dodatkowe wiązanie z fosforanem przy zużyciu energii, który natychmiast ponownie dostarcza energię poprzez oddzielenie fosforanu i przekształcenie go z powrotem w ADP.

Do regeneracji ATP dostępne są dwie różne zasady reakcji. Jedną z zasad jest fosforylacja łańcucha substratu. W tej reakcji reszta fosforanowa jest przenoszona bezpośrednio do cząsteczki pośredniej w procesie dostarczania energii, która jest natychmiast przekazywana do ADP z utworzeniem ATP. Druga zasada reakcji jest częścią łańcucha oddechowego jako fosforylacja transportu elektronów. Ta reakcja zachodzi tylko w mitochondriach. Podczas tego procesu przez błonę powstaje potencjał elektryczny w wyniku różnych reakcji transportu protonów.

Refluks protonów prowadzi do powstania ATP z ADP wraz z uwolnieniem energii. Ta reakcja jest katalizowana przez enzym syntetazę ATP. Ogólnie te procesy regeneracji są nadal zbyt wolne dla niektórych wymagań. Podczas skurczu mięśni wszystkie rezerwy ATP są zużywane po dwóch do trzech sekundach. W tym celu w komórkach mięśniowych dostępny jest bogaty w energię fosforan kreatyny, który natychmiast udostępnia fosforan do tworzenia ATP z ADP. Ten zapas jest teraz wyczerpany po sześciu do dziesięciu sekundach. Następnie należy ponownie rozpocząć ogólne procesy regeneracji. Jednak działanie fosforanu kreatyny pozwala nieco rozszerzyć trening mięśni bez przedwczesnego wyczerpania.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby i zaburzenia

Jeśli wytwarza się za mało trifosforanu adenozyny, prowadzi to do stanów wyczerpania. ATP jest syntetyzowany głównie w mitochondriach poprzez fosforylację transportu elektronów. Jeśli zaburzona jest funkcja mitochondriów, zmniejsza się również produkcja ATP.

Badania wykazały, że pacjenci z zespołem przewlekłego zmęczenia (CFS) mieli obniżone stężenie ATP. To zmniejszone wytwarzanie ATP zawsze było skorelowane z zaburzeniami w mitochondriach (mitochondriopatie). Przyczyny choroby mitochondrialnej obejmowały niedotlenienie komórek, infekcje EBV, fibromialgię czy przewlekłe zwyrodnieniowe procesy zapalne. Istnieją zarówno genetyczne, jak i nabyte zaburzenia mitochondriów. Opisano około 150 różnych chorób, które prowadzą do chorób mitochondrialnych.

Należą do nich cukrzyca, alergie, choroby autoimmunologiczne, demencja, przewlekłe stany zapalne lub choroby związane z niedoborem odporności. Stany wyczerpania w kontekście tych chorób są spowodowane mniejszą podażą energii z powodu zmniejszonej produkcji ATP. W rezultacie zaburzenia funkcji mitochondriów mogą prowadzić do chorób wielu narządów.