аденозин трифосфат или АТФ е най-богатата на енергия молекула в организма и е отговорна за всички процеси на пренос на енергия. Той е мононуклеотид на пуриновата основа аденин и следователно също представлява градивен елемент на нуклеинова киселина. Нарушенията в синтеза на АТФ инхибират освобождаването на енергия и олово до състояния на изтощение.
Какво представлява аденозин трифосфатът?
аденозин трифосфат (АТФ) е мононуклеотид на аденин с три фосфат групи, всяка свързана чрез анхидридна връзка. АТФ е централната молекула за пренос на енергия в организма. Енергията се свързва главно в анхидридната връзка на бета фосфат остатък от гама фосфатния остатък. Когато фосфат остатъкът се отстранява, за да се образува аденозин дифосфат, енергията се освобождава. След това тази енергия се използва за енергоемки процеси. Като нуклеотид, АТФ се състои от пуринова основа аденин, захар рибоза и три фосфатни остатъка. Съществува гликозидна връзка между аденин и рибоза. Освен това, алфафосфатният остатък е свързан с рибоза от а естер връзка. Съществува анхидридна връзка между алфа-бета- и гама-фосфат. След отстраняването на два фосфата се образува нуклеотидът аденозин монофосфат (AMP). Тази молекула е важен градивен елемент на РНК.
Функция, действие и роли
Аденозин трифосфатът изпълнява множество функции в организма. Най-важната му функция е съхранението и прехвърлянето на енергия. Всички процеси в тялото включват енергийни трансфери и енергийни трансформации. По този начин организмът трябва да извършва химическа, осмотична или механична работа. За всички тези процеси ATP бързо осигурява енергия. АТФ е краткосрочен енергиен запас, който бързо се изчерпва и следователно трябва да се синтезира отново и отново. По-голямата част от енергоемките процеси представляват транспортни процеси в клетката и извън нея. При тези процеси биомолекулите се транспортират до местата на тяхната реакция и конверсия. Анаболните процеси като синтеза на протеини или образуването на телесни мазнини също изискват АТФ като енергопреносен агент. Транспорт на молекули през клетъчната мембрана или мембраните на различни клетъчни органели също са енергийно зависими. Освен това, механичната енергия за мускулите контракции може да бъде осигурено само от действието на АТФ от процесите на енергоснабдяване. В допълнение към функцията си на енергиен носител, АТФ е и важна сигнална молекула. Той действа като косубстрат за така наречените кинази. Киназите са ензими които прехвърлят фосфатни групи към други молекули. Това са предимно протеинкинази, които влияят върху активността на различни ензими като ги фосфорилира. Извънклетъчно, АТФ е агонист на рецепторите на клетките на периферните и централните клетки нервната система. По този начин той участва в регулирането на кръв поток и иницииране на възпалителни реакции. Когато нервната тъкан се нарани, тя се освобождава в по-големи количества, за да медиира повишеното образуване на астроцити и неврони.
Образуване, поява, свойства и оптимални нива
Аденозин трифосфатът е само краткосрочен енергиен запас и се изчерпва за секунди по време на енергоемките процеси. Следователно постоянното му регенериране е жизненоважна задача. Молекулата играе такава централна роля, че АТФ с a маса от половината телесно тегло се произвежда в рамките на един ден. В този процес аденозин дифосфатът се трансформира в аденозин трифосфат чрез допълнително свързване с фосфат при енергопотребление, което веднага осигурява енергия отново чрез разделяне на фосфата при преобразуване в ADP. Налични са два различни принципа на реакция за регенерацията на АТФ. Един принцип е фосфорилирането на субстратната верига. При тази реакция фосфатният остатък се прехвърля директно към междинна молекула в процес на енергоснабдяване, който веднага се прехвърля в ADP с образуването на АТФ. Втори принцип на реакцията е част от дихателната верига като фосфорилиране на електронен транспорт. Тази реакция се осъществява само в митохондрии. Като част от този процес чрез мембраната се установява електрически потенциал чрез различни реакции на транспортиране на протони. The отлив на протоните води до образуване на АТФ от ADP с освобождаване на енергия. Тази реакция се катализира от ензима АТФ синтетаза, като цяло тези процеси на регенерация все още са твърде бавни за някои изисквания. По време на мускулната контракция, например, всички запаси от АТФ се изразходват след две до три секунди. За тази цел богата на енергия креатин фосфатът е наличен в мускулните клетки, което веднага прави неговия фосфат достъпен за образуването на АТФ от ADP. Това количество вече е изчерпано след шест до десет секунди. След това отново трябва да влязат в действие общите процеси на регенерация. Въпреки това, поради ефекта на креатин фосфат, възможно е удължаване на мускулната тренировка донякъде без преждевременно изтощение.
Болести и разстройства
Когато се произвежда твърде малко аденозин трифосфат, умора възникват условия. АТФ се синтезира главно в митохондрии чрез електронно транспортно фосфорилиране. Когато митохондриалната функция е нарушена, производството на АТФ също намалява. Например, проучвания са установили, че пациентите с хронична умора синдром (CFS) е намалил концентрацията на ATP. Това намалено производство на АТФ винаги корелира с нарушения в митохондрии (митохондриопатии). Причините за митохондриопатии включват клетъчна хипоксия, инфекции с EBV, фибромиалгии или хронични дегенеративни възпалителни процеси. Има както генетични, така и придобити нарушения на митохондриите. По този начин са описани около 150 различни заболявания, които олово до митохондриопатия. Те включват диабет мелитус, алергии, автоимунни заболявания, деменция, хроничен , or имунодефицит заболявания. Състоянията на изтощение в контекста на тези заболявания се дължат на по-ниско енергийно снабдяване поради намаленото производство на АТФ. В резултат на това нарушенията на митохондриалната функция могат олово до многоорганни заболявания.
