Adenozin trifosfat ali ATP je z energijo najbolj bogata molekula v organizmu in je odgovorna za vse procese prenosa energije. Je mononukleotid purinske baze adenin in zato predstavlja tudi gradnik nukleinska kislina. Motnje v sintezi ATP zavirajo sproščanje energije in vodi do stanja izčrpanosti.
Kaj je adenozin trifosfat?
Adenozin trifosfat (ATP) je mononukleotid adenina s tremi fosfat skupine, vsaka povezana z anhidridno vezjo. ATP je osrednja molekula za prenos energije v organizmu. Energija je v glavnem vezana na anhidridno vez beta fosfat ostanek na ostanek gama fosfata. Ko a fosfat ostanek se odstrani, da nastane adenozin difosfata, energija se sprosti. Ta energija se nato uporablja za procese, ki porabljajo energijo. Kot nukleotid je ATP sestavljen iz purinske baze adenina, sladkorja riboza in tri fosfatne ostanke. Obstaja glikozidna vez med adeninom in riboza. Poleg tega je ostanek alfafosfata povezan z riboza avtor estra obveznica. Med alfa-beta- in gama-fosfatom obstaja anhidridna vez. Po odstranitvi dveh fosfatov nastane nukleotid adenozin monofosfat (AMP). Ta molekula je pomemben gradnik RNA.
Funkcija, delovanje in vloge
Adenozin trifosfat ima več funkcij v organizmu. Njegova najpomembnejša funkcija je shranjevanje in prenos energije. Vsi procesi v telesu vključujejo prenose energije in energetske preobrazbe. Tako mora organizem opravljati kemično, osmotsko ali mehansko delo. Za vse te procese ATP hitro zagotovi energijo. ATP je kratkoročna zaloga energije, ki se hitro izčrpa in jo je treba vedno znova sintetizirati. Večina procesov, ki porabijo energijo, predstavljajo transportne procese znotraj celice in zunaj nje. V teh procesih se biomolekule prevažajo na mesta njihove reakcije in pretvorbe. Anabolični procesi, kot sta sinteza beljakovin ali tvorba telesne maščobe, prav tako zahtevajo ATP kot sredstvo za prenos energije. Molekulski prevozi čez celična membrana ali pa so tudi membrane različnih celičnih organelov odvisne od energije. Poleg tega mehanska energija za mišice popadki lahko zagotovi le delovanje ATP iz procesov oskrbe z energijo. ATP je poleg svoje funkcije nosilca energije tudi pomembna signalna molekula. Deluje kot supstrat za tako imenovane kinaze. Kinaze so encimi ki prenašajo fosfatne skupine v druge molekule. To so predvsem beljakovinske kinaze, ki vplivajo na aktivnost različnih encimi tako da jih fosforiliramo. Izvencelično je ATP agonist receptorjev perifernih in centralnih celic živčni sistem. Tako sodeluje pri ureditvi kri pretok in sprožitev vnetnih odzivov. Ko se živčno tkivo poškoduje, se sprosti v večjih količinah, da posreduje pri večji tvorbi astrocitov in nevronov.
Oblikovanje, pojavnost, lastnosti in optimalne ravni
Adenozin trifosfat je le kratkoročna zaloga energije in se med porabo energije porabi v nekaj sekundah. Zato je njegova stalna regeneracija življenjska naloga. Molekula ima tako osrednjo vlogo, da ATP z a masa polovica telesne teže nastane v enem dnevu. V tem postopku se adenozin difosfat pretvori v adenozin trifosfat z dodatno vezavo s fosfatom pri porabi energije, ki takoj spet zagotovi energijo, tako da se fosfat pri pretvorbi odcepi v ADP. Za regeneracijo ATP sta na voljo dva različna principa reakcije. Eno od načel je fosforilacija substratne verige. Pri tej reakciji se fosfatni ostanek prenese neposredno v vmesno molekulo v procesu oskrbe z energijo, ki se takoj prenese v ADP z nastankom ATP. Drugi princip reakcije je del dihalne verige kot fosforilacija prenosa elektronov. Ta reakcija poteka le v mitohondriji. Kot del tega procesa se skozi membrano skozi različne reakcije prenosa protonov vzpostavi električni potencial. The refluks protonov povzroči nastanek ATP iz ADP s sproščanjem energije. To reakcijo katalizira encim ATP sintetaza, na splošno pa so ti procesi regeneracije za nekatere potrebe še prepočasni. Med krčenjem mišic se na primer porabijo vse zaloge ATP po dveh do treh sekundah. V ta namen energetsko bogati kreatin fosfat je na voljo v mišičnih celicah, zaradi česar je njegov fosfat takoj na voljo za tvorbo ATP iz ADP. Ta zaloga je po šestih do desetih sekundah izčrpana. Po tem morajo spet začeti veljati splošni procesi regeneracije. Vendar pa zaradi učinka kreatin fosfata, je možno nekoliko podaljšati trening mišic brez prezgodnje izčrpanosti.
Bolezni in motnje
Ko nastane premalo adenozin trifosfata, utrujenost pogoji. ATP se sintetizira predvsem v mitohondriji z elektronsko transportno fosforilacijo. Kadar je poslabšana funkcija mitohondrijev, se zmanjša tudi proizvodnja ATP. Študije so na primer pokazale, da bolniki z kronične utrujenosti sindrom (CFS) znižala koncentracije ATP. To zmanjšanje proizvodnje ATP je vedno povezano z motnjami v mitohondriji (mitohondriopatije). Vzroki za mitohondriopatije so bili celična hipoksija, okužbe z EBV, fibromialgije ali kronični degenerativni vnetni procesi. Obstajajo tako genetske kot pridobljene motnje mitohondrije. Tako je bilo opisanih približno 150 različnih bolezni, ki vodi do mitohondriopatije. Tej vključujejo sladkorna bolezen mellitus, alergije, avtoimunske bolezni, demenca, kronično vnetje or imunsko pomanjkanje bolezni. Stanja izčrpanosti pri teh boleznih povzroča manjša oskrba z energijo zaradi zmanjšane proizvodnje ATP. Posledično lahko pride do motenj v delovanju mitohondrijev vodi na več organskih bolezni.
