adenosin trifosfat eller ATP er det mest energirike molekylet i organismen og er ansvarlig for alle energioverføringsprosesser. Det er et mononukleotid av purinbase adenin og representerer derfor også en byggestein av nukleinsyrer. Forstyrrelser i syntesen av ATP hemmer frigjøring av energi og føre til tilstander av utmattelse.
Hva er adenosintrifosfat?
adenosin trifosfat (ATP) er et mononukleotid av adenin med tre fosfat grupper, hver bundet av en anhydridbinding. ATP er det sentrale molekylet for overføring av energi i organismen. Energien er hovedsakelig bundet i anhydridbindingen til beta fosfat rest til gammafosfatresten. Når en fosfat resten fjernes for å danne seg adenosin difosfat frigjøres energi. Denne energien brukes deretter til energiforbrukende prosesser. Som nukleotid består ATP av purinbase-adenin, sukker ribose og tre fosfatrester. Det er en glykosidisk binding mellom adenin og ribose. Videre er alfafosfatresten knyttet til ribose av en ester knytte bånd. Det eksisterer en anhydridbinding mellom alfa-beta- og gamma-fosfat. Etter fjerning av to fosfater dannes nukleotidet adenosinmonofosfat (AMP). Dette molekylet er en viktig byggestein for RNA.
Funksjon, handling og roller
Adenosintrifosfat utfører flere funksjoner i organismen. Dens viktigste funksjon er lagring og overføring av energi. Alle prosesser i kroppen involverer energioverføringer og energitransformasjoner. Dermed må organismen utføre kjemisk, osmotisk eller mekanisk arbeid. For alle disse prosessene gir ATP raskt energi. ATP er en kortsiktig energilager, som raskt tømmes og derfor må syntetiseres igjen og igjen. De fleste energikrevende prosesser representerer transportprosesser i cellen og ut av cellen. I disse prosessene transporteres biomolekyler til reaksjons- og konverteringsstedene. Anabole prosesser som proteinsyntese eller dannelse av kroppsfett krever også ATP som et energioverførende middel. Molekyl transporterer over cellemembran eller membranene til forskjellige celleorganeller er også energiavhengige. Videre den mekaniske energien for muskler sammentrekninger kan bare leveres ved hjelp av ATP fra energiforsyningsprosesser. I tillegg til funksjonen som energibærer, er ATP også et viktig signalmolekyl. Det fungerer som et kosubstrat for de såkalte kinasene. Kinaser er enzymer som overfører fosfatgrupper til andre molekyler. Dette er hovedsakelig proteinkinaser som påvirker aktiviteten til forskjellige enzymer ved å fosforylere dem. Ekstracellulært er ATP en agonist av reseptorer av perifere og sentrale celler nervesystemet. Dermed deltar den i reguleringen av blod flyt og initiering av inflammatoriske responser. Når nervevev blir skadet, frigjøres det i større mengder for å formidle økt dannelse av astrocytter og nevroner.
Dannelse, forekomst, egenskaper og optimale nivåer
Adenosintrifosfat er bare en kortsiktig energilager og tømmes i løpet av sekunder under energiforbrukende prosesser. Derfor er dens konstante regenerering en viktig oppgave. Molekylet spiller en så sentral rolle at ATP med en masse halvparten av kroppsvekten produseres innen en dag. I denne prosessen blir adenosindifosfat transformert til adenosintrifosfat ved en ekstra binding med fosfat under energiforbruk, som umiddelbart gir energi igjen ved å dele av fosfatet under omdannelse til ADP. To forskjellige reaksjonsprinsipper er tilgjengelige for regenerering av ATP. Et prinsipp er substratkjedefosforylering. I denne reaksjonen overføres en fosfatrest direkte til et mellommolekyl i en energiforsyningsprosess, som umiddelbart overføres til ADP med dannelsen av ATP. Et annet reaksjonsprinsipp er en del av luftveiskjeden som fosforylering av elektrontransport. Denne reaksjonen foregår bare i mitokondrier. Som en del av denne prosessen etableres et elektrisk potensial gjennom membranen via forskjellige protontransporterende reaksjoner. De refluks av protoner resulterer i dannelsen av ATP fra ADP med frigjøring av energi. Denne reaksjonen er katalysert av enzymet ATP-syntetase. Totalt sett er disse regenereringsprosessene fortsatt for sakte for noen krav. Under muskelsammentrekning blir for eksempel all forsyning av ATP brukt opp etter to til tre sekunder. For dette formålet, energirikt kreatin fosfat er tilgjengelig i muskelceller, som umiddelbart gjør fosfatet tilgjengelig for dannelse av ATP fra ADP. Denne forsyningen er nå oppbrukt etter seks til ti sekunder. Etter det må de generelle regenereringsprosessene spille inn igjen. Imidlertid på grunn av effekten av kreatin fosfat, er det mulig å utvide muskeltrening noe uten for tidlig utmattelse.
Sykdommer og lidelser
Når det produseres for lite adenosintrifosfat, tretthet forhold oppstår. ATP syntetiseres hovedsakelig i mitokondrier via elektrontransportfosforylering. Når mitokondriell funksjon svekkes, reduseres også produksjonen av ATP. For eksempel har studier funnet at pasienter med kronisk tretthet syndrom (CFS) hadde redusert ATP-konsentrasjon. Denne reduserte produksjonen av ATP er alltid korrelert med forstyrrelser i mitokondrier (mitokondriopatier). Årsaker til mitokondriopatier inkluderte cellulær hypoksi, infeksjoner med EBV, fibromyalgi eller kroniske degenerative inflammatoriske prosesser. Det er både genetiske og ervervede forstyrrelser av mitokondrier. Dermed er omtrent 150 forskjellige sykdommer beskrevet som føre til mitokondriopati. Disse inkluderer diabetes mellitus, allergier, autoimmune sykdommer, demens, kronisk betennelse or immunsvikt sykdommer. Statene for utmattelse i sammenheng med disse sykdommene er forårsaket av lavere energiforsyning på grunn av redusert produksjon av ATP. Som et resultat kan forstyrrelser i mitokondriefunksjonen føre til multiorgan sykdommer.
