Adenozīna trifosfāts

Adenozīna trifosfāts vai ATP Tā kā organismā ir visvairāk enerģijas bagātākā molekula, tā ir atbildīga par visiem enerģijas pārneses procesiem. Tas ir purīna bāzes adenīna mononukleotīds un tāpēc arī nukleīnskābju sastāvdaļa.ATP sintēzes traucējumi kavē enerģijas izdalīšanos un noved pie izsīkuma stāvokļiem.

Kas ir adenozīna trifosfāts?

Adenozīna trifosfāts (ATP) ir adenīna mononukleotīds ar trim fosfātu grupām, kas savstarpēji savienotas caur anhidrīda saiti. ATP ir centrālā molekula enerģijas pārnešanai organismā.

Enerģija galvenokārt ir saistīta ar beta fosfāta atlikuma anhidrīda saitēm ar gammafosfāta atlikumu. Ja fosfāta atlikums tiek noņemts, veidojot adenozīndifosfātu, enerģija tiek atbrīvota. Pēc tam šī enerģija tiek izmantota enerģiju patērējošiem procesiem. Kā nukleotīds ATP sastāv no purīna bāzes adenīna, cukura ribozes un trim fosfātu atlikumiem. Starp adenīnu un ribozi pastāv glikozīdiskā saite. Turklāt alfa fosfāta atlikumu ar ribozi savieno ar estera saiti.

Starp alfa beta un gamma fosfātu pastāv anhidrīda saite. Pēc divu fosfātu noņemšanas veidojas nukleotīdu adenozīna monofosfāts (AMP). Šī molekula ir svarīga RNS sastāvdaļa.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Adenozīna trifosfātam ir dažādas funkcijas organismā. Tās galvenā funkcija ir enerģijas uzkrāšana un nodošana. Visi procesi ķermenī ir saistīti ar enerģijas pārnešanu un enerģijas pārvēršanu. Organismam jāveic ķīmisks, osmotisks vai mehānisks darbs. ATP ātri nodrošina enerģiju visiem šiem procesiem.

ATP ir īstermiņa enerģijas krātuve, kas tiek ātri izlietota, un tāpēc tā ir jāsintē atkal un atkal. Lielākā daļa enerģijas patērējošo procesu ir transporta procesi šūnā un ārpus tās.Biomolekulas tiek transportētas uz vietām, kur tās reaģē un pārveidojas. Anaboliskiem procesiem, piemēram, olbaltumvielu sintēzei vai ķermeņa tauku veidošanai, nepieciešams arī ATP kā enerģijas pārneses līdzeklis.Molekulārais transports caur šūnu membrānu vai dažādu šūnu organellu membrānām ir arī atkarīgs no enerģijas.

Turklāt muskuļu kontrakciju mehānisko enerģiju var padarīt pieejamu tikai ar ATP iedarbību no enerģijas piegādes procesiem. Papildus ATP funkcijai kā enerģijas nesējam, tā ir arī svarīga signālmolekuls. Tas darbojas kā tā saukto kināžu kosubstrāts. Kināzes ir fermenti, kas pārnes fosfātu grupas uz citām molekulām. Galvenokārt tiek iesaistītas olbaltumvielu kināzes, kas ietekmē dažādu fermentu aktivitāti, dažādu fosfilējot dažādus fermentus. Ārpusšūnu ATP ir receptoru agonists perifērās un centrālās nervu sistēmas šūnās.

Tādējādi tas piedalās asins plūsmas regulēšanā un iekaisuma reakciju ierosināšanā. Kad nervu audi ir ievainoti, tie tiek atbrīvoti lielākos daudzumos, lai atvieglotu astrocītu un neironu palielinātu veidošanos.

Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

Adenozīna trifosfāts ir tikai īstermiņa enerģijas krājums, un tas dažu sekunžu laikā tiek patērēts enerģiju patērējošos procesos. Tāpēc tā pastāvīga atjaunošanās ir būtisks uzdevums. Molekulai ir tik svarīga loma, ka kādu dienu ATP tiek ražots ar masu, kas ir puse no ķermeņa svara. Adenozīndifosfāts tiek pārveidots par adenozīna trifosfātu, izmantojot papildu saiti ar fosfātu ar enerģijas patēriņu, kas tūlīt atkal piegādā enerģiju, sadalot fosfātu un pārvēršot to atpakaļ ADP.

ATP reģenerācijai ir pieejami divi dažādi reakcijas principi. Viens princips ir substrāta ķēdes fosforilēšana. Šajā reakcijā fosfāta atlikumu tieši piegādā starpposma molekulā energoapgādes procesā, ko nekavējoties nodod ADP, veidojot ATP. Otrs reakcijas princips ir daļa no elpošanas ķēdes kā elektronu transporta fosforilēšana. Šī reakcija notiek tikai mitohondrijos. Šī procesa laikā caur membrānu tiek veidots elektriskais potenciāls, izmantojot dažādas protonu transportēšanas reakcijas.

Protonu reflukss noved pie ATP veidošanās no ADP ar enerģijas izdalīšanos. Šo reakciju katalizē enzīma ATP sintetāze. Kopumā šie reģenerācijas procesi dažām prasībām joprojām ir pārāk lēni. Muskuļu kontrakcijas laikā visas ATP rezerves tiek iztērētas pēc divām līdz trim sekundēm. Šim nolūkam muskuļu šūnās ir pieejams ar enerģiju bagātais kreatīna fosfāts, kas nekavējoties padara to fosfātu pieejamu ATP veidošanai no ADP. Šis piedāvājums tagad ir izsmelts pēc sešām līdz desmit sekundēm. Pēc tam atkal jāstājas spēkā vispārējiem reģenerācijas procesiem. Kreatīna fosfāta iedarbības dēļ tomēr ir iespējams nedaudz pagarināt muskuļu apmācību bez priekšlaicīgas izsīkuma.

Jūs varat atrast savus medikamentus šeit

Slimības un traucējumi

Ja tiek ražots pārāk maz adenozīna trifosfāta, tas noved pie izsīkuma stāvokļiem. ATP galvenokārt tiek sintezēts mitohondrijos, izmantojot elektronu transporta fosforilēšanu. Ja tiek traucēta mitohondriju funkcija, samazinās arī ATP veidošanās.

Pētījumi liecina, ka pacientiem ar hroniska noguruma sindromu (CFS) bija samazināta ATP koncentrācija. Šis samazināts ATP veidošanās vienmēr bija saistīts ar traucējumiem mitohondrijās (mitohondriopātijas). Mitohondriju slimības cēloņi bija šūnu hipoksija, infekcijas ar EBV, fibromialģija vai hroniski deģeneratīvi iekaisuma procesi. Ir gan ģenētiski, gan iegūti mitohondriju traucējumi. Ir aprakstītas apmēram 150 dažādas slimības, kas izraisa mitohondriju slimību.

Tie ietver cukura diabētu, alerģijas, autoimūnas slimības, demenci, hroniskus iekaisumus un imūndeficīta slimības. Izsīkuma stāvokļus šo slimību kontekstā izraisa zemāka enerģijas piegāde samazinātas ATP ražošanas dēļ. Tā rezultātā mitohondriju funkcijas traucējumi var izraisīt vairāku orgānu slimības.