Аденозин трифосфат

Аденозин трифосфат или ATP Като най-богата на енергия молекула в организма, тя е отговорна за всички процеси на пренос на енергия. Той е мононуклеотид на пуриновата основа аденин и следователно е също компонент на нуклеиновите киселини. Прекъсванията в синтеза на АТФ инхибират освобождаването на енергия и водят до състояния на изтощение.

Какво е аденозин трифосфат?

Аденозин трифосфат (АТФ) е мононуклеотид на аденин с три фосфатни групи, които са свързани помежду си чрез анхидридна връзка. АТФ е централната молекула за предаване на енергия в организма.

Енергията се свързва главно в анхидридната връзка на бета-фосфатния остатък към гамафосфатния остатък. Ако фосфатният остатък се отстрани с образуването на аденозин дифосфат, се отделя енергия. След това тази енергия се използва за енергоемки процеси. Като нуклеотид, АТФ се състои от пуринова основа аденин, захарна рибоза и три фосфатни остатъка. Между аденина и рибозата съществува гликозидна връзка. Освен това, алфа-фосфатният остатък е свързан с рибозата чрез естерна връзка.

Между алфа бета и гама фосфат има анхидридна връзка. След отстраняване на два фосфата се образува нуклеотидният аденозин монофосфат (AMP). Тази молекула е важен градивен елемент на РНК.

Функция, ефект и задачи

Аденозин трифосфатът има най-различни функции в организма. Основната му функция е да съхранява и прехвърля енергия. Всички процеси в организма са свързани с пренос на енергия и преобразуване на енергия. Организмът трябва да върши химическа, осмотична или механична работа. ATP бързо осигурява енергия за всички тези процеси.

ATP е краткосрочен запас от енергия, който бързо се изразходва и затова трябва да се синтезира отново и отново. По-голямата част от процесите, отнемащи енергия, са транспортни процеси в и извън клетката, а биомолекулите се транспортират до местата, където реагират и се конвертират. Анаболните процеси като синтеза на протеини или образуването на телесни мазнини също изискват АТФ като средство, предаващо енергия.Молекулярният транспорт през клетъчната мембрана или мембраните на различни клетъчни органели също зависи от енергията.

Освен това, механичната енергия за мускулните контракции може да бъде предоставена само чрез действието на АТФ от енерго-захранващи процеси. В допълнение към функцията си на енергиен носител, АТФ е и важна сигнална молекула. Той действа като косубстрат за така наречените кинази. Киназите са ензими, които прехвърлят фосфатните групи към други молекули. Включват се главно протеин кинази, които влияят върху активността на различни ензими чрез фосфорилиране на различни ензими. Извънклетъчно, ATP е агонист на рецепторите в клетките на периферната и централната нервна система.

По този начин той участва в регулирането на кръвния поток и предизвикването на възпалителни реакции. Когато нервната тъкан е ранена, тя се освобождава в по-големи количества, за да улесни увеличеното образуване на астроцити и неврони.

Образование, възникване, свойства и оптимални стойности

Аденозин трифосфатът е само краткосрочен запас от енергия и се изразходва в рамките на няколко секунди при процесите, консумиращи енергия. Следователно постоянната му регенерация е жизненоважна задача. Молекулата играе такава централна роля, че в рамките на един ден се получава АТФ с маса половина от телесното тегло. Аденозин дифосфатът се превръща в аденозин трифосфат чрез допълнителна връзка с фосфат с консумация на енергия, която незабавно доставя енергия отново чрез разделяне на фосфата и превръщането му обратно в ADP.

На разположение са два различни реакционни принципа за регенерация на АТФ. Един от принципите е фосфорилиране на субстратната верига. При тази реакция фосфатният остатък се прехвърля директно към междинна молекула в енерго-захранващ процес, който веднага се предава на ADP с образуването на АТФ. Втори принцип на реакция е част от дихателната верига като фосфорилиране на електрони. Тази реакция протича само в митохондриите. По време на този процес се изгражда електрически потенциал през мембраната чрез различни реакции на транспортиране на протони.

Рефлуксът на протоните води до образуването на АТФ от ADP с освобождаването на енергия. Тази реакция се катализира от ензима ATP синтетаза. Като цяло тези процеси на регенерация все още са твърде бавни за някои изисквания. По време на свиването на мускулите всички резерви на АТФ се изразходват след две до три секунди. За тази цел в мускулните клетки се предлага богат на енергия креатинфосфат, който веднага прави неговия фосфат достъпен за образуването на АТФ от ADP. Това захранване вече се изчерпва след шест до десет секунди. След това общите процеси на регенерация трябва да влязат отново. Поради ефекта на креатинфосфата обаче е възможно да се удължи малко тренировката на мускулите без преждевременно изтощение.

Можете да намерите лекарствата си тук

Болести и разстройства

Ако се произведе твърде малко аденозин трифосфат, това води до състояние на изтощение. АТФ се синтезира главно в митохондриите чрез електронно транспортно фосфорилиране. Ако митохондриалната функция е нарушена, производството на АТФ също намалява.

Проучванията установяват, че пациентите със синдром на хронична умора (CFS) имат намалена концентрация на АТФ. Това намалено производство на АТФ винаги корелира с нарушения в митохондриите (митохондриопатии). Причините за митохондриалната болест включват клетъчна хипоксия, инфекции с EBV, фибромиалгия или хронични дегенеративни възпалителни процеси. Има както генетични, така и придобити нарушения на митохондриите. Описани са около 150 различни заболявания, които водят до митохондриална болест.

Те включват захарен диабет, алергии, автоимунни заболявания, деменция, хронични възпаления и имунодефицитни заболявания. Състоянията на изтощение в контекста на тези заболявания се причиняват от по-ниско енергоснабдяване поради намаленото производство на АТФ. В резултат на това нарушенията на митохондриалната функция могат да доведат до заболявания на множество органи.