Adenosina trifosfato

Adenosina trifosfato o ATP Essendo la molecola più ricca di energia nell'organismo, è responsabile di tutti i processi di trasferimento di energia. È un mononucleotide dell'adenina base purinica ed è quindi anche un componente degli acidi nucleici, interruzioni nella sintesi di ATP inibiscono il rilascio di energia e portano a stati di esaurimento.

Cos'è l'adenosina trifosfato?

L'adenosina trifosfato (ATP) è un mononucleotide dell'adenina con tre gruppi fosfato, che sono collegati tra loro tramite un legame anidridico. L'ATP è la molecola centrale per il trasferimento di energia nell'organismo.

L'energia è principalmente legata nel legame dell'anidride del residuo beta fosfato al residuo gammafosfato. Se un residuo di fosfato viene rimosso con la formazione di adenosina difosfato, viene rilasciata energia. Questa energia viene quindi utilizzata per i processi che consumano energia. Come nucleotide, l'ATP è costituito dall'adenina base purinica, dallo zucchero ribosio e da tre residui di fosfato. Esiste un legame glicosidico tra adenina e ribosio. Inoltre, il residuo alfa fosfato è legato al ribosio da un legame estere.

Esiste un legame anidridico tra alfa beta e gamma fosfato. Dopo aver rimosso due fosfati, si forma l'adenosina monofosfato nucleotidico (AMP). Questa molecola è un importante elemento costitutivo dell'RNA.

Funzione, effetto e compiti

L'adenosina trifosfato ha una varietà di funzioni nell'organismo. La sua funzione principale è immagazzinare e trasferire energia. Tutti i processi nel corpo sono associati a trasferimenti di energia e conversioni di energia. L'organismo deve svolgere un lavoro chimico, osmotico o meccanico. L'ATP fornisce rapidamente energia per tutti questi processi.

L'ATP è una riserva di energia a breve termine che si esaurisce rapidamente e quindi deve essere sintetizzata ancora e ancora. La maggior parte dei processi che consumano energia sono processi di trasporto all'interno e all'esterno della cellula: le biomolecole vengono trasportate nei luoghi in cui reagiscono e si convertono. Anche i processi anabolici come la sintesi proteica o la formazione di grasso corporeo richiedono ATP come agente di trasmissione di energia. Anche il trasporto molecolare attraverso la membrana cellulare o le membrane di vari organelli cellulari dipende dall'energia.

Inoltre, l'energia meccanica per le contrazioni muscolari può essere resa disponibile solo attraverso l'azione dell'ATP dai processi di fornitura di energia. Oltre alla sua funzione di vettore energetico, l'ATP è anche un'importante molecola di segnalazione. Agisce da cosubstrato per le cosiddette chinasi. Le chinasi sono enzimi che trasferiscono i gruppi fosfato ad altre molecole. Si tratta principalmente di proteine ​​chinasi, che influenzano la loro attività attraverso la fosforilazione di diversi enzimi. A livello extracellulare, l'ATP è un agonista dei recettori nelle cellule del sistema nervoso centrale e periferico.

Partecipa quindi alla regolazione della circolazione sanguigna e all'innesco di reazioni infiammatorie. Quando il tessuto nervoso è danneggiato, viene sempre più rilasciato per favorire la maggiore formazione di astrociti e neuroni.

Istruzione, occorrenza, proprietà e valori ottimali

L'adenosina trifosfato è solo un accumulatore di energia a breve termine e viene consumata in pochi secondi nei processi che consumano energia. Pertanto, la sua costante rigenerazione è un compito vitale. La molecola gioca un ruolo così centrale che entro un giorno l'ATP viene prodotto con una massa pari alla metà del peso corporeo. L'adenosina difosfato viene convertita in adenosina trifosfato attraverso un legame aggiuntivo con il fosfato con consumo di energia, che fornisce immediatamente nuovamente energia con l'eliminazione del fosfato e la riconversione in ADP.

Sono disponibili due diversi principi di reazione per la rigenerazione dell'ATP. Un principio è la fosforilazione della catena del substrato. In questa reazione, un residuo di fosfato viene trasferito direttamente a una molecola intermedia in un processo di approvvigionamento energetico, che viene immediatamente trasmesso all'ADP con la formazione di ATP. Un secondo principio di reazione fa parte della catena respiratoria come fosforilazione del trasporto di elettroni. Questa reazione avviene solo nei mitocondri. Durante questo processo, un potenziale elettrico viene costruito attraverso la membrana attraverso varie reazioni di trasporto di protoni.

Il reflusso di protoni porta alla formazione di ATP da ADP con rilascio di energia. Questa reazione è catalizzata dall'enzima ATP sintetasi. Nel complesso, questi processi di rigenerazione sono ancora troppo lenti per alcuni requisiti. Durante la contrazione muscolare, tutte le riserve di ATP vengono esaurite dopo due o tre secondi. Per questo, la creatina fosfato ricca di energia è disponibile nelle cellule muscolari, che rende immediatamente disponibile il suo fosfato per la formazione di ATP dall'ADP. Questa scorta è ora esaurita dopo sei-dieci secondi. Dopodiché, i processi di rigenerazione generale devono entrare di nuovo in vigore. Tuttavia, gli effetti della creatina fosfato consentono di espandere un po 'l'allenamento muscolare senza esaurimento prematuro.

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Malattie e disturbi

Se viene prodotta una quantità insufficiente di adenosina trifosfato, porta a stati di esaurimento. L'ATP è sintetizzato principalmente nei mitocondri tramite la fosforilazione del trasporto di elettroni. Se la funzione mitocondriale è disturbata, anche la produzione di ATP diminuisce.

Gli studi hanno dimostrato che i pazienti con sindrome da stanchezza cronica (CFS) avevano una ridotta concentrazione di ATP. Questa ridotta produzione di ATP è sempre stata correlata a disturbi nei mitocondri (mitocondriopatie). Le cause della malattia mitocondriale includevano ipossia cellulare, infezioni da EBV, fibromialgia o processi infiammatori degenerativi cronici. Esistono malattie genetiche e acquisite dei mitocondri. Sono state descritte circa 150 diverse malattie che portano alla malattia mitocondriale.

Questi includono diabete mellito, allergie, malattie autoimmuni, demenza, infiammazione cronica o malattie da immunodeficienza. Gli stati di esaurimento nel contesto di queste malattie sono causati da un minor apporto energetico dovuto alla ridotta produzione di ATP. Di conseguenza, i disturbi della funzione mitocondriale possono portare a più malattie degli organi.