Adenosin trifosfát

Adenosin trifosfát nebo ATP Jako molekula s nejbohatší energií v organismu je zodpovědná za všechny procesy přenosu energie. Je to mononukleotid purinové báze adeninu, a proto je také součástí nukleových kyselin. Poruchy syntézy ATP inhibují uvolňování energie a vedou ke stavům vyčerpání.

Co je to adenosintrifosfát?

Adenosintrifosfát (ATP) je mononukleotid adeninu se třemi fosfátovými skupinami, které jsou navzájem spojeny anhydridovou vazbou. ATP je centrální molekula pro přenos energie v organismu.

Energie je vázána hlavně v anhydridové vazbě beta-fosfátového zbytku k gama-fosfátovému zbytku. Pokud se fosfátový zbytek odstraní za vzniku adenosin difosfátu, uvolní se energie. Tato energie se potom používá pro procesy náročné na energii. Jako nukleotid ATP sestává z purinové báze adeninu, cukrové ribózy a tří fosfátových zbytků. Mezi adeninem a ribózou existuje glykosidická vazba. Kromě toho je alfa fosfátový zbytek spojen s ribózou esterovou vazbou.

Mezi alfa beta a gama fosfátem existuje anhydridová vazba. Po odstranění dvou fosfátů se vytvoří nukleotid adenosin monofosfát (AMP). Tato molekula je důležitým stavebním blokem RNA.

Funkce, efekt a úkoly

Adenosintrifosfát má v organismu řadu funkcí. Jeho hlavní funkcí je ukládání a přenos energie. Všechny procesy v těle jsou spojeny s přenosy energie a přeměnami energie. Organismus musí vykonávat chemickou, osmotickou nebo mechanickou práci. ATP rychle poskytuje energii pro všechny tyto procesy.

ATP je krátkodobý energetický sklad, který se rychle spotřebovává, a proto musí být znovu a znovu syntetizován. Většina procesů spotřebovávajících energii jsou transportní procesy uvnitř buňky a mimo ni, biomolekuly jsou transportovány na místa, kde reagují a přeměňují se. Anabolické procesy, jako je syntéza bílkovin nebo tvorba tělesného tuku, také vyžadují ATP jako látku přenášející energii. Molekulární transport buněčnou membránou nebo membránami různých buněčných organel je také závislý na energii.

Kromě toho mechanická energie pro svalové kontrakce může být zpřístupněna pouze působením ATP z procesů dodávajících energii. Kromě své funkce jako energetického nosiče je ATP také důležitou signalizační molekulou. Působí jako kosubstrát pro tzv. Kinázy. Kinázy jsou enzymy, které přenášejí fosfátové skupiny na jiné molekuly. Hlavně jde o proteinové kinázy, které ovlivňují jejich aktivitu fosforylací různých enzymů. Extracelulárně je ATP agonistou receptorů v buňkách periferního a centrálního nervového systému.

Podílí se tak na regulaci krevního oběhu a spouštění zánětlivých reakcí. Když je nervová tkáň poškozena, je stále více uvolňována, aby podporovala zvýšenou tvorbu astrocytů a neuronů.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

Adenosintrifosfát je pouze krátkodobým zdrojem energie a je spotřebován během několika sekund v procesech spotřebovávajících energii. Proto je jeho neustálá regenerace životně důležitým úkolem. Molekula hraje tak ústřední roli, že během jednoho dne se vytvoří ATP s hmotností poloviny tělesné hmotnosti. Adenosin difosfát se přeměňuje na adenosintrifosfát dodatečnou vazbou s fosfátem se spotřebou energie, která okamžitě znovu dodává energii tím, že oddělí fosfát a převede jej zpět na ADP.

Pro regeneraci ATP jsou k dispozici dva různé reakční principy. Jedním z principů je fosforylace substrátového řetězce. V této reakci je fosfátový zbytek přenesen přímo do meziproduktové molekuly v procesu dodávajícím energii, který je okamžitě přenesen do ADP za vzniku ATP. Druhý princip reakce je součástí respiračního řetězce jako fosforylace elektronovým transportem. Tato reakce probíhá pouze v mitochondriích. Během tohoto procesu je membránou vytvářen elektrický potenciál prostřednictvím různých reakcí transportujících protony.

Reflux protonů vede k tvorbě ATP z ADP s uvolňováním energie. Tato reakce je katalyzována enzymem ATP syntetázy. Celkově jsou tyto regenerační procesy pro některé požadavky stále příliš pomalé. Během svalové kontrakce jsou všechny rezervy ATP vyčerpány po dvou až třech sekundách. K tomu je ve svalových buňkách k dispozici energeticky bohatý kreatin-fosfát, který okamžitě dává jeho fosfát k dispozici pro tvorbu ATP z ADP. Toto napájení je nyní vyčerpáno po šesti až deseti sekundách. Poté musí znovu vstoupit v platnost obecné regenerační procesy. Účinky kreatinfosfátu však umožňují trochu rozšířit svalový trénink bez předčasného vyčerpání.

Zde najdete své léky

Nemoci a poruchy

Pokud je produkováno příliš málo adenosintrifosfátu, vede to k vyčerpání. ATP je hlavně syntetizován v mitochondriích prostřednictvím fosforylace elektronovým transportem. Pokud je mitochondriální funkce narušena, snižuje se také produkce ATP.

Studie prokázaly, že pacienti s chronickým únavovým syndromem (CFS) měli sníženou koncentraci ATP. Tato snížená produkce ATP vždy korelovala s poruchami mitochondrií (mitochondriopatií). Příčiny mitochondriální choroby zahrnovaly buněčnou hypoxii, infekce EBV, fibromyalgii nebo chronické degenerativní zánětlivé procesy. Existují genetické i získané poruchy mitochondrií. Bylo popsáno asi 150 různých nemocí, které vedou k mitochondriálním onemocněním.

Patří mezi ně diabetes mellitus, alergie, autoimunitní onemocnění, demence, chronický zánět nebo imunodeficience. Stavy vyčerpání v souvislosti s těmito chorobami jsou způsobeny nižším přísunem energie v důsledku snížené produkce ATP. Výsledkem je, že poruchy mitochondriální funkce mohou vést k mnoha orgánovým onemocněním.