Adenosintrifosfátu

Adenosintrifosfátu alebo ATP Ako molekula s najvyššou energetickou hodnotou v organizme je zodpovedná za všetky procesy prenosu energie. Je to mononukleotid purínovej bázy adenínu, a preto je tiež súčasťou nukleových kyselín. Poruchy syntézy ATP inhibujú uvoľňovanie energie a vedú k stavom vyčerpania.

Čo je adenozíntrifosfát?

Adenozíntrifosfát (ATP) je mononukleotid adenínu s tromi fosfátovými skupinami, ktoré sú navzájom spojené anhydridovou väzbou. ATP je centrálna molekula na prenos energie v organizme.

Energia je viazaná hlavne v anhydridovej väzbe beta-fosfátového zvyšku na gamafosfátový zvyšok. Ak sa fosfátový zvyšok odstráni za vzniku adenozín difosfátu, uvoľní sa energia. Táto energia sa potom používa na procesy náročné na energiu. ATP ako nukleotid pozostáva z purínovej bázy adenínu, cukrovej ribózy a troch zvyškov fosfátov. Medzi adenínom a ribózou existuje glykozidická väzba. Ďalej je zvyšok fosfátu alfa spojený s ribózou esterovou väzbou.

Medzi alfa beta a gama fosfátom existuje anhydridová väzba. Po odstránení dvoch fosfátov sa vytvorí nukleotid adenozínmonofosfát (AMP). Táto molekula je dôležitým stavebným blokom RNA.

Funkcia, účinok a úlohy

Adenozíntrifosfát má v organizme rôzne funkcie. Jeho hlavnou funkciou je ukladanie a prenos energie. Všetky procesy v tele sú spojené s prenosmi energie a premenou energie. Organizmus musí vykonávať chemické, osmotické alebo mechanické práce. ATP rýchlo dodáva energiu pre všetky tieto procesy.

ATP je krátkodobý energetický sklad, ktorý sa rýchlo spotrebuje, a preto sa musí znovu a znovu syntetizovať. Väčšina energeticky náročných procesov sú transportné procesy v bunke a mimo nej, biomolekuly sa transportujú na miesta, kde reagujú a konvertujú. Anabolické procesy, ako je syntéza proteínov alebo tvorba telesného tuku, tiež vyžadujú ATP ako činidlo prenášajúce energiu. Molekulárny transport cez bunkovú membránu alebo membrány rôznych bunkových organel je tiež závislý od energie.

Okrem toho mechanická energia pre svalové kontrakcie môže byť dostupná iba prostredníctvom pôsobenia ATP z procesov dodávania energie. ATP je okrem svojej funkcie energetického nosiča tiež dôležitou signalizačnou molekulou. Pôsobí ako kosubstrát pre takzvané kinázy. Kinázy sú enzýmy, ktoré prenášajú fosfátové skupiny na iné molekuly. Ide predovšetkým o proteínkinázy, ktoré ovplyvňujú ich aktivitu fosforyláciou rôznych enzýmov. Extracelulárne je ATP agonista receptorov v bunkách periférneho a centrálneho nervového systému.

Zúčastňuje sa tak na regulácii krvného obehu a spúšťaní zápalových reakcií. Keď je nervové tkanivo poškodené, uvoľňuje sa čoraz častejšie, aby sa podporila zvýšená tvorba astrocytov a neurónov.

Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

Adenozíntrifosfát je iba krátkodobým zdrojom energie a spotrebuje sa v priebehu niekoľkých sekúnd pri procesoch spotrebúvajúcich energiu. Preto je jeho neustála regenerácia nevyhnutnou úlohou. Molekula hrá takú ústrednú úlohu, že sa v priebehu jedného dňa vytvorí ATP s hmotnosťou polovice telesnej hmotnosti. Adenozín difosfát sa premení na adenozín trifosfát dodatočnou väzbou s fosfátom so spotrebou energie, ktorá okamžite znovu dodáva energiu tým, že oddeľuje fosfát a premieňa ho späť na ADP.

Na regeneráciu ATP sú k dispozícii dva rôzne reakčné princípy. Jedným z princípov je fosforylácia substrátového reťazca. Pri tejto reakcii sa fosfátový zvyšok prevedie priamo na medziproduktovú molekulu v procese dodávky energie, ktorý sa okamžite prenesie na ADP za vzniku ATP. Druhý reakčný princíp je súčasťou respiračného reťazca ako fosforylácia elektrónovým transportom. Táto reakcia sa uskutočňuje iba v mitochondriách. Počas tohto procesu sa prostredníctvom membrány vytvára elektrický potenciál prostredníctvom rôznych reakcií prenášajúcich protóny.

Spätný tok protónov vedie k tvorbe ATP z ADP s uvoľňovaním energie. Táto reakcia je katalyzovaná enzýmom ATP syntetázy. Celkovo sú tieto regeneračné procesy pre niektoré požiadavky stále príliš pomalé. Počas kontrakcie svalov sa vyčerpajú všetky rezervy ATP po dvoch až troch sekundách. Na tento účel je vo svalových bunkách k dispozícii kreatínfosfát bohatý na energiu, ktorý okamžite dodáva jeho fosfát na tvorbu ATP z ADP. Toto napájanie je po šiestich až desiatich sekundách vyčerpané. Potom musia znovu nadobudnúť účinnosť všeobecné regeneračné procesy. Účinky kreatínfosfátu však umožňujú trochu rozšíriť svalový tréning bez predčasného vyčerpania.

Svoje lieky nájdete tu

Choroby a poruchy

Ak sa vyrobí príliš málo adenozíntrifosfátu, vedie to k vyčerpaniu. ATP sa syntetizuje hlavne v mitochondriách prostredníctvom fosforylácie elektrónovým transportom. Ak je mitochondriálna funkcia narušená, produkcia ATP tiež klesá.

Štúdie ukázali, že pacienti so syndrómom chronickej únavy (CFS) mali zníženú koncentráciu ATP. Táto znížená produkcia ATP vždy korelovala s poruchami mitochondrií (mitochondriopatií). Príčiny mitochondriálnej choroby zahŕňali bunkovú hypoxiu, infekcie EBV, fibromyalgiu alebo chronické degeneratívne zápalové procesy. Existujú genetické aj získané poruchy mitochondrií. Bolo opísaných asi 150 rôznych chorôb, ktoré vedú k mitochondriálnym chorobám.

Patria medzi ne diabetes mellitus, alergie, autoimunitné ochorenia, demencia, chronické zápaly alebo poruchy imunity. Stav vyčerpania v súvislosti s týmito chorobami je spôsobený nižšou dodávkou energie v dôsledku zníženej výroby ATP. Výsledkom je, že poruchy mitochondriálnej funkcie môžu viesť k viacerým ochoreniam orgánov.