Adenozin trifosfat

Adenozin trifosfat ali ATP Kot molekula, ki je najbolj energijsko bogata v organizmu, je odgovorna za vse procese prenosa energije. Je mononukleotid adinina purinske baze, zato je tudi sestavina nukleinskih kislin. Motnje v sintezi ATP zavirajo sproščanje energije in vodijo v stanje izčrpanosti.

Kaj je adenozin trifosfat?

Adenozin trifosfat (ATP) je mononukleotid adenina s tremi fosfatnimi skupinami, ki so med seboj povezane z anhidridno vezjo. ATP je osrednja molekula za prenos energije v organizem.

Energija se veže predvsem v anhidridni vezi ostanka beta fosfata in ostanku gamafosfata. Če odstranimo fosfatni ostanek s tvorbo adenozin-difosfata, se sprosti energija. Ta energija se nato uporabi za procese, ki porabljajo energijo. Kot nukleotid ATP sestavljajo adinin iz purinske baze, sladkorna riboza in trije ostanki fosfata. Med adeninom in ribozo obstaja glikozidna vez. Ostanek alfa fosfata je povezan z ribozo z estrsko vezjo.

Med alfa beta in gama fosfatom obstaja anhidridna vez. Po odstranitvi dveh fosfatov nastane nukleotid adenozin monofosfat (AMP). Ta molekula je pomemben gradnik RNK.

Funkcija, učinek in naloge

Adenozin trifosfat ima v organizmu različne funkcije. Njegova glavna funkcija je shranjevanje in prenos energije. Vsi procesi v telesu so povezani s prenosom energije in pretvorbo energije. Organizem mora opravljati kemična, osmotska ali mehanska dela. ATP hitro zagotavlja energijo za vse te procese.

ATP je kratkotrajna zaloga energije, ki se hitro porabi, zato jo je treba znova in znova sintetizirati. Večina postopkov, ki porabijo energijo, so transportni procesi znotraj celice in zunaj nje, biomolekule pa se prevažajo do krajev, kjer reagirajo in pretvorijo. Anabolični procesi, kot je sinteza beljakovin ali tvorba telesne maščobe, zahtevajo tudi ATP kot sredstvo, ki prenaša energijo. Molekularni transport skozi celično membrano ali membrane različnih celičnih organelov je tudi energijsko odvisen.

Poleg tega je mehanska energija za krčenje mišic lahko dostopna le z delovanjem ATP iz procesov oskrbe z energijo. Poleg svoje funkcije kot nosilca energije je ATP pomembna tudi signalna molekula. Deluje kot kosubstrat za tako imenovane kinaze. Kinaze so encimi, ki prenašajo fosfatne skupine na druge molekule. Večinoma gre za beljakovinske kinaze, ki vplivajo na njihovo aktivnost s fosforilacijo različnih encimov. Zunajcelično je ATP agonist receptorjev v celicah perifernega in centralnega živčnega sistema.

Tako sodeluje pri uravnavanju krvnega obtoka in sprožitvi vnetnih reakcij. Ko se poškoduje živčno tkivo, se vse pogosteje sprošča, da bi spodbudilo povečano tvorbo astrocitov in nevronov.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Adenozin trifosfat je le kratkotrajna zaloga energije in se v nekaj sekundah porabi za procese, ki porabljajo energijo. Zato je njegova stalna regeneracija življenjsko pomembna naloga. Molekula ima tako osrednjo vlogo, da v enem dnevu nastane ATP z maso polovice telesne teže. Adenozin difosfat se pretvori v adenozin trifosfat s pomočjo dodatne vezi s fosfatom s porabo energije, ki takoj ponovno priskrbi energijo, tako da odcepi fosfat in ga pretvori nazaj v ADP.

Za regeneracijo ATP sta na voljo dva različna reakcijska načela. Eno načelo je fosforilacija substratne verige. V tej reakciji se fosfatni ostanek v procesu oskrbe z energijo prenese neposredno na vmesno molekulo, ki se takoj prenese na ADP s tvorbo ATP. Drugo načelo reakcije je del dihalne verige kot fosforilacija transporta elektronov. Ta reakcija poteka le v mitohondrijih. Med tem postopkom se skozi membrano skozi različne protonske transportne reakcije vgradi električni potencial.

Refluks protonov vodi do tvorbe ATP iz ADP s sproščanjem energije. To reakcijo katalizira encim sintetaza ATP. Na splošno so ti postopki regeneracije za nekatere zahteve še vedno prepočasni. Med krčenjem mišic se vse rezerve ATP porabijo po dveh do treh sekundah. Za to je v mišičnih celicah na voljo energijsko bogat kreatin fosfat, ki takoj daje na voljo svoj fosfat za tvorbo ATP iz ADP. Ta dobava je po šestih do desetih sekundah izčrpana. Po tem morajo ponovno začeti veljati splošni postopki regeneracije. Vendar učinki kreatin fosfata omogočajo, da trening mišic nekoliko razširite brez prezgodnje izčrpanosti.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni in motnje

Če nastane premalo adenozin trifosfata, to vodi v stanje izčrpanosti. ATP se v mitohondrijih večinoma sintetizira s pomočjo elektronske transportne fosforilacije. Če je delovanje mitohondrijev moteno, se zmanjša tudi proizvodnja ATP.

Študije so pokazale, da so imeli bolniki s sindromom kronične utrujenosti zmanjšano koncentracijo ATP. Ta zmanjšana proizvodnja ATP je vedno bila v povezavi z motnjami v mitohondrijih (mitohondriopatije). Vzroki bolezni mitohondrijev so bili celična hipoksija, okužbe z EBV, fibromialgija ali kronični degenerativni vnetni procesi. Obstajajo tako genetske kot pridobljene motnje mitohondrijev. Opisanih je bilo približno 150 različnih bolezni, ki vodijo v mitohondrijsko bolezen.

Sem spadajo diabetes mellitus, alergije, avtoimunske bolezni, demenca, kronično vnetje ali bolezni imunske pomanjkljivosti. Izčrpanost stanja pri teh boleznih povzroča manjša oskrba z energijo zaradi zmanjšane proizvodnje ATP. Posledično lahko motnje delovanja mitohondrijev privedejo do bolezni več organov.