Adenosin trifosfát nebo ATP je energeticky nejbohatší molekula v organismu a je zodpovědná za všechny procesy přenosu energie. Jedná se o mononukleotid purinové báze adeninu, a proto také představuje stavební kámen nukleové kyseliny. Poruchy v syntéze ATP inhibují uvolňování energie a vést do stavů vyčerpání.
Co je adenosintrifosfát?
Adenosin trifosfát (ATP) je mononukleotid adeninu se třemi fosfát skupiny, každá spojená anhydridovou vazbou. ATP je centrální molekula pro přenos energie v organismu. Energie je vázána hlavně v anhydridové vazbě beta fosfát zbytek na zbytek gama fosfátu. Když fosfát zbytek se odstraní za vzniku adenosin difosfát, uvolňuje se energie. Tato energie se poté používá pro procesy náročné na energii. Jako nukleotid se ATP skládá z purinové báze adeninu, z cukr želatina a tři fosfátové zbytky. Mezi adeninem a. Je glykosidová vazba želatina. Dále je vázán alfafosfátový zbytek želatina o estery pouto. Mezi alfa-beta- a gama-fosfátem existuje anhydridová vazba. Po odstranění dvou fosfátů se vytvoří nukleotid adenosin monofosfát (AMP). Tato molekula je důležitým stavebním kamenem RNA.
Funkce, akce a role
Adenosintrifosfát plní v organismu řadu funkcí. Jeho nejdůležitější funkcí je skladování a přenos energie. Všechny procesy v těle zahrnují přenosy energie a transformace energie. Organismus tedy musí vykonávat chemickou, osmotickou nebo mechanickou práci. Pro všechny tyto procesy poskytuje ATP rychle energii. ATP je krátkodobý sklad energie, který se rychle vyčerpá, a proto musí být syntetizován znovu a znovu. Většina energeticky náročných procesů představuje transportní procesy uvnitř buňky a ven z buňky. V těchto procesech jsou biomolekuly transportovány do míst jejich reakce a přeměny. Anabolické procesy, jako je syntéza bílkovin nebo tvorba tělesného tuku, také vyžadují ATP jako prostředek přenosu energie. Transport molekuly přes buněčná membrána nebo membrány různých buněčných organel jsou také energeticky závislé. Dále mechanická energie pro svaly kontrakce lze zajistit pouze působením ATP z procesů dodávajících energii. Kromě své funkce jako nosiče energie je ATP také důležitou signální molekulou. Působí jako kosubstrát pro takzvané kinázy. Kinázy jsou enzymy které přenášejí fosfátové skupiny na jiné molekuly. Jedná se hlavně o proteinové kinázy, které ovlivňují aktivitu různých enzymy jejich fosforylací. Extracelulárně je ATP agonista receptorů buněk periferních a centrálních buněk nervový systém. Podílí se tedy na regulaci krev tok a zahájení zánětlivých reakcí. Když je nervová tkáň zraněna, uvolňuje se ve větším množství, aby zprostředkovala zvýšenou tvorbu astrocytů a neuronů.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální úrovně
Adenosintrifosfát je pouze krátkodobým zásobníkem energie a během procesů spotřebovávajících energii je vyčerpán během několika sekund. Proto je jeho neustálá regenerace zásadním úkolem. Molekula hraje tak ústřední roli, že ATP s a hmota poloviny tělesné hmotnosti se vyprodukuje během jednoho dne. V tomto procesu se adenosindifosfát transformuje na adenosintrifosfát další vazbou s fosfátem při spotřebě energie, která okamžitě dodává energii opět štěpením fosfátu při konverzi na ADP. Pro regeneraci ATP jsou k dispozici dva různé principy reakce. Jedním z principů je fosforylace řetězců substrátu. V této reakci je fosfátový zbytek přenesen přímo na meziproduktovou molekulu v procesu dodávající energii, který je okamžitě přenesen do ADP s tvorbou ATP. Druhý princip reakce je součástí dýchacího řetězce jako fosforylace elektronového transportu. Tato reakce probíhá pouze v mitochondrie. V rámci tohoto procesu se prostřednictvím membrány vytváří elektrický potenciál prostřednictvím různých reakcí transportujících protony. The reflux Protonů vede k tvorbě ATP z ADP s uvolňováním energie. Tato reakce je katalyzována enzymem ATP syntetázou. Tyto regenerační procesy jsou pro některé požadavky stále příliš pomalé. Například během svalové kontrakce jsou všechny zásoby ATP vyčerpány po dvou až třech sekundách. Z tohoto důvodu energeticky bohatý kreatin fosfát je dostupný ve svalových buňkách, což okamžitě zpřístupňuje jeho fosfát pro tvorbu ATP z ADP. Tato zásoba je nyní vyčerpána po šesti až deseti sekundách. Poté musí znovu vstoupit do hry obecné regenerační procesy. Kvůli účinku kreatin fosfát, je možné poněkud rozšířit svalový trénink bez předčasného vyčerpání.
Nemoci a poruchy
Když se produkuje příliš málo adenosintrifosfátu, únava nastanou podmínky. ATP je syntetizován hlavně v mitochondrie prostřednictvím fosforylace elektronového transportu. Když je mitochondriální funkce narušena, produkce ATP je také snížena. Například studie zjistily, že pacienti s chronická únava syndrom (CFS) snížily koncentrace ATP. Tato snížená produkce ATP vždy korelovala s poruchami v mitochondrie (mitochondriopatie). Příčiny mitochondriopatií zahrnovaly buněčnou hypoxii, infekce EBV, fibromyalgie nebo chronické degenerativní zánětlivé procesy. Existují genetické i získané poruchy mitochondrií. Bylo tedy popsáno asi 150 různých onemocnění vést na mitochondriopatii. Tyto zahrnují cukrovka mellitus, alergie, autoimunitní onemocnění, demence, chronická zánět or imunodeficitu nemoci. Stavy vyčerpání v souvislosti s těmito chorobami jsou způsobeny nižší dodávkou energie v důsledku snížené produkce ATP. Ve výsledku mohou poruchy mitochondriální funkce vést k multiorgánovým chorobám.
