Kao rezultat toga nastaje ATP. ATP molekul sadrži

Šta tjera osobu da se kreće? Šta je energetski metabolizam? Odakle dolazi energija tijela? Koliko će to trajati? Tokom koje fizičke aktivnosti, koja se energija troši? Kao što vidite, ima mnogo pitanja. Ali većina njih se pojavljuje kada počnete proučavati ovu temu. Pokušaću da olakšam život najznatiželjnijima i uštedim vreme. Idi…

Energetski metabolizam je skup reakcija razgradnje organskih tvari, praćenih oslobađanjem energije.

Da bi se osiguralo kretanje (aktinski i miozinski filamenti u mišićima), mišiću je potreban adenozin trifosfat (ATP). Kada se hemijske veze između fosfata razbiju, oslobađa se energija koju koristi ćelija. U ovom slučaju, ATP prelazi u stanje sa nižom energijom u adenozin difosfat (ADP) i neorganski fosfor (P)

Ako mišić proizvodi rad, tada se ATP neprestano razlaže na ADP i neorganski fosfor, oslobađajući Energiju (oko 40-60 kJ/mol). Za dugotrajan rad potrebno je obnoviti ATP brzinom kojom ovu tvar koristi stanica.

Izvori energije koji se koriste za kratkoročni, kratkotrajni i dugotrajni rad su različiti. Energija se može proizvesti i anaerobno (bez kisika) i aerobno (oksidativno). Koje kvalitete razvija sportista kada trenira u aerobnoj ili anaerobnoj zoni, napisao sam u članku „“.

Postoje tri energetska sistema koji podržavaju fizičku aktivnost ljudi:

1. Alktat ili fosfagen (anaerobni). Povezuje se s procesima resinteze ATP-a uglavnom zbog visokoenergetskog jedinjenja fosfata – kreatin fosfata (CrP).
2. Glikolitički (anaerobni). Osigurava resintezu ATP-a i KrP-a zbog reakcija anaerobne razgradnje glikogena i/ili glukoze do mliječne kiseline (laktata).
3. Aerobni (oksidativni). Sposobnost obavljanja posla zbog oksidacije ugljikohidrata, masti, proteina uz istovremeno povećanje isporuke i iskorištavanja kisika u mišićima koji rade.

Izvori energije za kratkotrajni rad.

Molekul ATP (Adenozin trifosfat) daje mišićima brzo dostupnu energiju. Ova energija je dovoljna za 1-3 sekunde. Ovaj izvor se koristi za trenutni rad sa maksimalnom silom.

ATP + H2O ⇒ ADP + P + energija

U tijelu, ATP je jedna od supstanci koje se najčešće obnavljaju; Dakle, kod ljudi je životni vek jednog ATP molekula manji od 1 minute. Tokom dana jedan molekul ATP-a prođe u prosjeku 2000-3000 ciklusa resinteze (ljudsko tijelo sintetiše oko 40 kg ATP-a dnevno, ali ga u svakom trenutku sadrži oko 250 g), odnosno praktično nema rezerve ATP-a. stvorene u tijelu, a za normalan život potrebno je stalno sintetizirati nove molekule ATP-a.

ATP se nadoknađuje CrP (kreatin fosfatom), ovo je drugi molekul fosfata, koji ima visoku energiju u mišićima. KrP donira molekul fosfata molekulu ADP-a kako bi formirao ATP, dopuštajući mišiću da radi određeno vrijeme.

izgleda ovako:

ADP+ KrP ⇒ ATP + Kr

KrF rezerva traje do 9 sekundi. rad. U ovom slučaju, vrhunac snage se javlja za 5-6 sekundi. Profesionalni sprinteri pokušavaju još više povećati ovaj rezervoar (KrF rezervu) kroz trening na 15 sekundi.

I u prvom i u drugom slučaju, proces stvaranja ATP-a odvija se u anaerobnom načinu, bez sudjelovanja kisika. Resinteza ATP-a zbog CrP-a događa se gotovo trenutno. Ovaj sistem ima najveću snagu u odnosu na glikolitičke i aerobne i omogućava „eksplozivan“ rad uz maksimalnu snagu i brzinu mišićnih kontrakcija. Ovako izgleda energetski metabolizam tokom kratkotrajnog rada, drugim rečima, ovako funkcioniše sistem snabdevanja alaktičkom energijom tela.

Izvori energije za kratkotrajni rad.

Odakle tijelu energija tokom kratkotrajnog rada? U ovom slučaju izvor je životinjski ugljikohidrat, koji se nalazi u mišićima i jetri ljudi - glikogen. Proces kojim glikogen potiče resintezu ATP-a i oslobađanje energije naziva se Anaerobna glikoliza(Sistem za snabdevanje glikolitičkom energijom).

Glikoliza je proces oksidacije glukoze u kojem se iz jednog molekula glukoze formiraju dva molekula pirogrožđane kiseline (piruvat). Dalji metabolizam pirogrožđane kiseline moguć je na dva načina - aerobni i anaerobni.

Tokom aerobnog rada pirogrožđana kiselina (piruvat) je uključena u metabolizam i mnoge biohemijske reakcije u tijelu. Pretvara se u acetil-koenzim A, koji učestvuje u Krebsovom ciklusu osiguravajući disanje u ćeliji. Kod eukariota (ćelije živih organizama koje sadrže jezgro, odnosno u ljudskim i životinjskim ćelijama), Krebsov ciklus se odvija unutar mitohondrija (MC, ovo je energetska stanica ćelije).

Krebsov ciklus(ciklus trikarboksilne kiseline) je ključna faza u disanju svih ćelija koje koriste kiseonik, centar je ukrštanja mnogih metaboličkih puteva u telu. Osim svoje energetske uloge, Krebsov ciklus ima značajnu plastičnu funkciju. Učestvujući u biohemijskim procesima, pomaže u sintezi važnih staničnih spojeva kao što su aminokiseline, ugljikohidrati, masne kiseline itd.

Ako nema dovoljno kiseonika, odnosno rad se obavlja u anaerobnom režimu, tada pirogrožđana kiselina u organizmu prolazi kroz anaerobni razgradnju sa stvaranjem mliječne kiseline (laktata)

Glikolitički anaerobni sistem karakteriše velika snaga. Ovaj proces počinje gotovo od samog početka rada i dostiže snagu nakon 15-20 sekundi. rad maksimalnog intenziteta, a ova snaga se ne može održavati duže od 3 do 6 minuta. Za početnike koji tek počinju da se bave sportom, snaga je dovoljna jedva za 1 minut.

Ugljikohidrati – glikogen i glukoza – služe kao energetski supstrati za snabdijevanje mišića energijom. Ukupno, rezerva glikogena u ljudskom tijelu dovoljna je za 1-1,5 sati rada.

Kao što je već spomenuto, kao rezultat velike snage i trajanja glikolitičkog anaerobnog rada, u mišićima se formira značajna količina laktata (mliječne kiseline).

Glikogen ⇒ ATP + mliječna kiselina

Laktat iz mišića ulazi u krv i vezuje se za sistem pufera krvi kako bi očuvao unutrašnje okruženje tijela. Ako se razina laktata u krvi poveća, tada se puferski sistemi u nekom trenutku možda neće nositi, što će uzrokovati pomak kiselinsko-bazne ravnoteže na kiselu stranu. Kada se zakiseli, krv postaje gusta i tjelesne ćelije ne mogu primiti potreban kisik i ishranu. Kao rezultat, to uzrokuje inhibiciju ključnih enzima anaerobne glikolize, sve do potpune inhibicije njihove aktivnosti. Smanjuje se brzina same glikolize, alaktički anaerobni proces i snaga rada.

Trajanje rada u anaerobnom režimu zavisi od nivoa koncentracije laktata u krvi i stepena otpornosti mišića i krvi na promene kiseline.

Kapacitet pufera krvi je sposobnost krvi da neutralizira laktat. Što je osoba obučenija, to je veći njen kapacitet tampona.

Izvori energije za dugotrajan rad.

Izvori energije za ljudski organizam tokom dužeg aerobnog rada, neophodnih za stvaranje ATP-a, su mišićni glikogen, glukoza u krvi, masne kiseline i intramuskularne masti. Ovaj proces pokreće produženi aerobni rad. Na primjer, sagorijevanje masti (oksidacija masti) kod početnika počinje nakon 40 minuta trčanja u 2. pulsnoj zoni (PZ). Za sportiste, proces oksidacije počinje unutar 15-20 minuta trčanja. U ljudskom tijelu ima dovoljno masti za 10-12 sati neprekidnog aerobnog rada.

Kada su izloženi kisiku, molekule glikogena, glukoze i masti se razgrađuju, sintetizirajući ATP uz oslobađanje ugljičnog dioksida i vode. Većina reakcija se dešava u mitohondrijima ćelije.

Glikogen + kisik ⇒ ATP + ugljični dioksid + voda

Formiranje ATP-a ovim mehanizmom odvija se sporije nego uz pomoć izvora energije koji se koriste za kratkotrajni i kratkotrajni rad. Potrebno je 2 do 4 minute prije nego što se potreba ćelije za ATP-om u potpunosti zadovolji aerobnim procesom o kojem se govori. Ovo kašnjenje je uzrokovano vremenom koje je potrebno srcu da počne povećavati opskrbu mišića oksigeniranom krvlju brzinom koja je potrebna da zadovolji potrebe mišića za ATP.

Masti + kisik ⇒ ATP + ugljični dioksid + voda

Fabrika oksidacije masti u tijelu je energetski najintenzivnija. Budući da se tokom oksidacije ugljikohidrata iz 1 molekule glukoze proizvodi 38 molekula ATP-a. A kada se 1 molekul masti oksidira, proizvodi 130 molekula ATP-a. Ali to se dešava mnogo sporije. Osim toga, za proizvodnju ATP-a putem oksidacije masti potrebno je više kisika nego za oksidaciju ugljikohidrata. Još jedna karakteristika oksidativne, aerobne tvornice je da ona postepeno dobiva zamah, kako se povećava dostava kisika i povećava koncentracija masnih kiselina koje se oslobađaju iz masnog tkiva u krvi.

Možete pronaći još korisnih informacija i članaka.

Ako zamislite sve sisteme za proizvodnju energije (energetski metabolizam) u tijelu u obliku rezervoara za gorivo, onda će izgledati ovako:

1. Najmanji rezervoar je kreatin fosfat (kao 98 benzin). Nalazi se bliže mišiću i brzo počinje da radi. Ovaj "benzin" traje 9 sekundi. rad.
2. Srednji rezervoar – Glikogen (92 benzin). Ovaj rezervoar se nalazi malo dalje u karoseriji i gorivo dolazi iz njega uz 15-30 sekundi fizičkog rada. Ovo gorivo je dovoljno za 1-1,5 sati rada.
3. Veliki rezervoar - Mast (dizel gorivo). Ovaj rezervoar se nalazi daleko i biće potrebno 3-6 minuta pre nego što gorivo počne da teče iz njega. Rezerva masti u ljudskom tijelu za 10-12 sati intenzivnog aerobnog rada.

Nisam sve ovo smislio sam, već sam uzeo izvode iz knjiga, literature i internet izvora i pokušao da vam to sažeto prenesem. Ako imate pitanja, pišite.

OPĆE KARAKTERISTIKE METABOLIZMA.

Preduvjet za život je razmjena tvari između živog organizma i okoline. Iz spoljašnje sredine telo dobija izvore energije, građevne materijale za različite sinteze, vitamine, minerale, vodu i kiseonik. Iz tijela se uklanjaju krajnji proizvodi hemijskih procesa koji se odvijaju u tijelu: ugljični dioksid, voda i amonijak (u obliku uree).

Metabolički procesi koji se odvijaju u tijelu mogu se podijeliti u dvije faze: varenje I metabolizam.

Varenje.

U toku varenje prehrambene tvari, po pravilu, visoke molekularne težine i strane organizmu, razgrađuju se pod djelovanjem probavnih enzima i na kraju pretvaraju u jednostavne spojeve - univerzalne za sve žive organizme. Na primjer, svi proteini hrane se razlažu na 20 vrsta aminokiselina, potpuno istih kao i aminokiseline samog tijela. Univerzalni monosaharid glukoza nastaje iz ugljikohidrata hrane. Stoga se konačni produkti probave mogu unijeti u unutrašnju sredinu tijela i koristiti od strane ćelija u različite svrhe.

Metabolizam.

Metabolizam- je skup hemijskih reakcija koje se odvijaju u unutrašnjem okruženju organizma, tj. u njegovim ćelijama. Trenutno su poznate desetine hiljada hemijskih reakcija koje čine metabolizam.

Zauzvrat, metabolizam se dijeli na katabolizam I anabolizam .

Ispod katabolizam odnosi se na kemijske reakcije u kojima se veliki molekuli razgrađuju i pretvaraju u manje molekule. Krajnji produkti katabolizma su jednostavne tvari kao što su CO 2, H 2 O i NH 3.

Sljedeći obrasci su karakteristični za katabolizam:

· U procesu katabolizma dominiraju oksidacijske reakcije.

· Katabolizam se javlja sa potrošnjom kiseonika.

· Proces katabolizma oslobađa energiju, od čega se otprilike polovina akumulira u obliku hemijske energije adenozin trifosfat (ATP). Drugi dio energije oslobađa se u obliku topline.

Anabolizam uključuje niz reakcija sinteze.

Anabolizam karakteriziraju sljedeće karakteristike:

· Reakcije oporavka su tipične za anabolizam.

· Tokom procesa anabolizma, vodonik se troši. Obično

atomi vodonika se koriste, odvajaju se od glukoze i prenose koenzimom NADP ( u obliku NADPH 2) (vidi Poglavlje 5);

· Anabolizam nastaje trošenjem energije čiji je izvor ATP.

Glavna svrha metabolizma:

· Istovremena pojava reakcija katabolizma i anabolizma dovodi do obnavljanja hemijskog sastava organizma, što je preduslov za njegov život.

· Ako anabolizam prevladava nad katabolizmom, dolazi do nagomilavanja hemikalija u tijelu i prije svega proteina. Akumulacija proteina u tijelu je preduvjet za njegov rast i razvoj.

Opskrba energijom (u obliku ATP molekula) sve potrebe organizma.

Struktura i biološka uloga ATP-a.

Adenozin trifosfat (ATP) je nukleotid. ATP molekul sadrži azotnu bazu - adenin, ugljikohidrati - riboza i tri ostatka fosforna kiselina (adenin vezan za ribozu se zove adenozin).

Karakteristika ATP molekula je da su drugi i treći ostaci fosforne kiseline vezani vezom bogatom energijom. Ova veza se zove visoka energija ili makroergijski i označen je znakom ~ . Jedinjenja koja imaju veze visoke energije označavaju se terminom " makroergije" .

Strukturna formula ATP-a je sljedeća:

N N SH 2 O – P - O ~ P - O ~ P - OH

AdeninOOH OH OH

Ribose

Kada se koristi ATP kao izvor energije, eliminacija se obično događa hidrolizom posljednjeg ostatka fosforne kiseline:

ATP + H 2 O ®ADP + H 3 PO 4 + Q(energije)

U fiziološkim uslovima, tj. pod uslovima koji postoje u živoj ćeliji (temperatura, pH, osmotski pritisak, koncentracija reaktanata, itd.), razdvajanje mola ATP-a (506 g) praćeno oslobađanjem 12 kcal ili 50 kJ energije

Glavni potrošači ATP energije u tijelu su:

Reakcije sinteze

· Mišićna aktivnost

Transport molekula i jona kroz membrane (na primjer, apsorpcija tvari iz crijeva, stvaranje urina u bubrezima, formiranje i prijenos nervnih impulsa itd.).

Dakle, biološka uloga ATP-a je da je ova supstanca univerzalni akumulator energije, svojevrsna energetska „valuta“ ćelije.

Glavni dobavljač ATP-a je tkivno disanje - završna faza katabolizma, koja se javlja u mitohondrijima svih ćelija osim crvenih krvnih zrnaca (eritrociti).

Molekul ATP (pun naziv – adenozin trifosforna kiselina) je tvar koja se proizvodi u tijelu i univerzalni je izvor energije za svaku ćeliju našeg tijela i sve organske sisteme općenito. Ovaj nukleotid održava komunikaciju između ćelija i osigurava biohemijske reakcije za održavanje konstantnog unutrašnjeg okruženja. ATP je posebno važan za funkcioniranje našeg srca: u njegovim stanicama se svaki nukleotidni molekul razgrađuje i obnavlja do 2500 puta dnevno, oslobađajući ogromnu količinu energije. Hajde da shvatimo u kojim slučajevima liječnici propisuju injekcije ATP-a, upute za upotrebu su u nastavku.

Kako ATP radi?

Kao što je već spomenuto, ATP je supstanca koja poboljšava opskrbu energijom i metabolizam u tkivima. Njegovi molekuli su neophodni za:

• normalan rad sinapsi - komunikacionih kanala između ćelija;
• prijenos ekscitacije sa vagusnog živca (X par kranijalnih živaca) do srca;
• kontrakcija i opuštanje srčanog mišića;
• ekscitacija receptora, normalno provođenje impulsa duž nervnih vlakana (veza između mozga koji daje komandu i organa koji je izvršava);
• dobra opskrba krvlju srca i mozga (posebno važno za starije pacijente koji imaju povećan rizik od srčanog udara i);
• povećanje izdržljivosti tokom aktivnog mišićnog rada.

Opis lijeka

ATP se proizvodi, kako navodi uputstvo za upotrebu, u ampulama i tabletama. Lijek spada u sredstva koja poboljšavaju ishranu ćelija i prokrvljenost organa i tkiva. Aktivni sastojak je natrijumova so adenozin trifosforne kiseline. Svaka ampula sadrži 1 ml 1% rastvora za injekciju. Kartonska kutija sadrži 10 ampula sa ATP-om i uputstvom za upotrebu, cena pakovanja je 300-350 rubalja.

Osim u obliku injekcije, ATP se oslobađa u tabletama:

• ATP Long - lijek ima duže djelovanje, dostupan u tabletama od 10 i 40 mg;
• ATP Forte je lijek koji pokazuje izraženo djelovanje na kardiovaskularni sistem. Oblik oslobađanja: pastile 15 i 30 mg.

Indikacije za upotrebu

Najčešće, liječnici propisuju ATP za bolesti kardiovaskularnog sistema. Ali općenito, spektar djelovanja lijeka je širok: utječe na funkcioniranje svih organa i sustava. Lijek je indiciran za:

• koronarne bolesti srca;
• aritmije (na primjer, supraventrikularna tahikardija);
• mišićna distrofija;
• neurološke bolesti: dječja paraliza;
• distrofija retine, progresivni gubitak vida;
• poremećaji cirkulacije u perifernim žilama (Raynaudov sindrom, intermitentna klaudikacija);
• niska mišićna aktivnost tokom porođaja.

Ovo su indikacije za propisivanje ATP-a u uputama za upotrebu: tablete se češće koriste za liječenje kroničnih bolesti srca i krvnih žila, injekcije - i za srčane i neurološke probleme.

Tokom liječenja možete primijetiti smanjenje učestalosti napada koronarne bolesti srca, napade tahikardije i poboljšanje srčanog ritma. Ako se ATP koristi za korekciju neuroloških bolesti, bilježi se obnavljanje ishrane nervnih ćelija i vlakana, poboljšanje prenosa impulsa i potpuni ili delimični oporavak.

ATP ampule se koriste u injekcijama: intramuskularnim ili intravenskim. Dozu i trajanje liječenja određuje ljekar pojedinačno u zavisnosti od specifične bolesti, ali obično je 1 ml 1-2 puta dnevno tokom mjesec dana. U slučaju teške aritmije, lijek se primjenjuje intravenozno jednom da bi se obnovio srčani ritam.

Nuspojave

ATP pacijenti dobro podnose i nuspojave su rijetke. To uključuje:

• glavobolja 20-30 minuta nakon primjene;
• učestalo mokrenje;
• mučnina, povraćanje;
• osjećaj vrućine, crvenilo lica i tijela;
• alergijske reakcije: svrab kože, osip.

Ako su neželjeni efekti značajni, prestanite uzimati lijek.

Kontraindikacije

Unatoč činjenici da je ATP tvar koja se proizvodi u našem tijelu, ima nekoliko kontraindikacija:

• individualna netolerancija;
• akutni i subakutni infarkt miokarda;
• djece mlađe od 18 godina, jer ne postoje studije o sigurnosti lijeka za djecu.

Tokom trudnoće i dojenja, lekar može da prepiše ATP, ali samo ako je apsolutno neophodno, nakon što proceni sve rizike. Lijek se ne propisuje istovremeno sa glikozidima (Strofantin, Digoksin), jer ova kombinacija povećava rizik od nuspojava.

ATP injekcije: recenzije liječnika i pacijenata

Doktori primjećuju minimalne nuspojave kada propisuju ATP injekcije, recenzije pacijenata su također uglavnom pozitivne. Neki primjećuju da su injekcije prilično bolne i da mogu uzrokovati trenutak zamagljenja vida. Stoga je bolje vjerovati iskusnom medicinskom stručnjaku i podvrgnuti se zahvatu ležeći.

Dakle, pozitivan učinak ATP-a na sve organe i sisteme omogućava mu da se koristi za mnoge bolesti. Ponekad ga koriste profesionalni sportisti za povećanje izdržljivosti i poboljšanje performansi mišića. U isto vrijeme, neki nazivaju lijek "prošli vijek", vjerujući da na modernom farmakološkom tržištu postoje efikasniji metabolički lijekovi, na primjer, tiotriazolin, trimetazidin.

Istraživanja su pokazala da kada se daju intramuskularno, molekuli ATP-a se brzo uništavaju, a njihova efikasnost je značajno smanjena u roku od sat vremena nakon injekcije. Stoga se ATP injekcije mogu koristiti samo nakon što ih je propisao ljekar koji je uzeo u obzir sve karakteristike Vaše bolesti.

ATP ili adenozin trifosforna kiselina u potpunosti je „akumulator“ energije u ćelijama tela. Niti jedna biohemijska reakcija se ne odvija bez sudjelovanja ATP-a. ATP molekuli se nalaze u DNK i RNK.

ATP sastav

ATP molekul ima tri komponente: tri ostatka fosforne kiseline, adenin i riboza. Odnosno, ATP ima strukturu nukleotida i pripada nukleinskim kiselinama. Riboza je ugljikohidrat, a adenin je dušična baza. Kiselinski ostaci su međusobno povezani nestabilnim energetskim vezama. Energija se pojavljuje kada se molekuli kiseline razbiju. Odvajanje se dešava zahvaljujući biokatalizatorima. Nakon odvajanja, molekul ATP se već pretvara u ADP (ako je jedan molekul odvojen) ili u AMP (ako su dva molekula kiseline odcijepljena). Kada se odvoji jedan molekul fosforne kiseline, oslobađa se 40 kJ energije.

Uloga u tijelu

ATP igra ne samo energetsku ulogu u tijelu, već i niz drugih:

• je rezultat sinteze nukleinskih kiselina.
• regulacija mnogih biohemijskih procesa.
• signalne supstance u drugim ćelijskim interakcijama.

ATP sinteza

Proizvodnja ATP-a odvija se u hloroplastima i mitohondrijima. Najvažniji proces u sintezi ATP molekula je disimilacija. Disimilacija je uništavanje kompleksnog u nešto jednostavnije.

Sinteza ATP-a se ne odvija u jednoj fazi, već u tri faze:

1. Prva faza je pripremna. Pod dejstvom enzima u varenju, ono što apsorbujemo se razgrađuje. U tom slučaju masti se razlažu na glicerol i masne kiseline, proteini na aminokiseline, a škrob na glukozu. Odnosno, sve je pripremljeno za dalju upotrebu. Oslobođena toplotna energija
2. Druga faza je glikoliza (bez kiseonika). Propadanje se ponovo javlja, ali i glukoza takođe prolazi kroz raspadanje. Enzimi su takođe uključeni. Ali 40% energije ostaje u ATP-u, a ostatak se troši kao toplina.
3. Treća faza je hidroliza (kiseonik). Već se javlja u samim mitohondrijama. Ovdje učestvuju i kisik koji udišemo i enzimi. Nakon potpune disimilacije oslobađa se energija za stvaranje ATP-a.

Najvažnija supstanca u ćelijama živih organizama je adenozin trifosfat ili adenozin trifosfat. Ako unesemo skraćenicu ovog naziva, dobićemo ATP. Ova supstanca pripada grupi nukleozid trifosfata i ima vodeću ulogu u metaboličkim procesima u živim ćelijama, kao nezamjenjiv izvor energije za njih.

U kontaktu sa

Drugovi iz razreda

Otkrivači ATP-a bili su biohemičari sa Harvardske škole tropske medicine - Yellapragada Subbarao, Karl Lohman i Cyrus Fiske. Otkriće se dogodilo 1929. godine i postalo je velika prekretnica u biologiji živih sistema. Kasnije, 1941. godine, njemački biohemičar Fritz Lipmann otkrio je da je ATP u stanicama glavni nosilac energije.

ATP struktura

Ovaj molekul ima sistematski naziv, koji se piše na sljedeći način: 9-β-D-ribofuranoziladenin-5′-trifosfat, ili 9-β-D-ribofuranozil-6-amino-purin-5′-trifosfat. Koja jedinjenja čine ATP? Hemijski, to je adenozin trifosfat ester - derivat adenina i riboze. Ova supstanca nastaje kombinovanjem adenina, koji je purinska azotna baza, sa 1′-ugljikom riboze pomoću β-N-glikozidne veze. Molekuli α-, β- i γ-fosforne kiseline se zatim uzastopno dodaju 5′-ugljiku riboze.

Dakle, molekula ATP-a sadrži spojeve kao što su adenin, riboza i tri ostatka fosforne kiseline. ATP je posebno jedinjenje koje sadrži veze koje oslobađaju velike količine energije. Takve veze i supstance nazivaju se visokoenergetskim. Prilikom hidrolize ovih veza molekula ATP-a oslobađa se količina energije od 40 do 60 kJ/mol, a ovaj proces je praćen eliminacijom jednog ili dva ostatka fosforne kiseline.

Ovako se pišu ove hemijske reakcije:

• 1). ATP + voda → ADP + fosforna kiselina + energija;
• 2). ADP + voda →AMP + fosforna kiselina + energija.

Energija koja se oslobađa tokom ovih reakcija koristi se u daljim biohemijskim procesima koji zahtevaju određene energetske unose.

Uloga ATP-a u živom organizmu. Njegove funkcije

Koju funkciju obavlja ATP? Prije svega, energija. Kao što je već pomenuto, glavna uloga adenozin trifosfata je da obezbedi energiju za biohemijske procese u živom organizmu. Ova uloga je zbog činjenice da, zbog prisustva dvije visokoenergetske veze, ATP djeluje kao izvor energije za mnoge fiziološke i biohemijske procese koji zahtijevaju velike energetske inpute. Takvi procesi su sve reakcije sinteze složenih supstanci u organizmu. To je, prije svega, aktivan prijenos molekula preko staničnih membrana, uključujući sudjelovanje u stvaranju intermembranskog električnog potencijala i provedbu mišićne kontrakcije.

Pored navedenog, navodimo još nekoliko: ništa manje važne funkcije ATP-a, kao što su:

Kako nastaje ATP u tijelu?

Sinteza adenozin trifosforne kiseline je u toku, jer je tijelu uvijek potrebna energija za normalno funkcionisanje. U svakom trenutku ima vrlo malo ove supstance - otprilike 250 grama, što je "rezerva za hitne slučajeve" za "kišni dan". Tokom bolesti dolazi do intenzivne sinteze ove kiseline, jer je potrebno mnogo energije za funkcionisanje imunog i ekskretornog sistema, kao i termoregulacionog sistema organizma koji je neophodan za efikasnu borbu protiv pojave bolesti.

Koje ćelije imaju najviše ATP-a? To su ćelije mišićnog i nervnog tkiva, jer se u njima najintenzivnije odvijaju procesi razmjene energije. I to je očigledno, jer mišići sudjeluju u kretanju koje zahtijeva kontrakciju mišićnih vlakana, a neuroni prenose električne impulse, bez kojih je nemoguće funkcioniranje svih tjelesnih sistema. Zbog toga je tako važno da stanica održava konstantan i visok nivo adenozin trifosfata.

Kako se molekuli adenozin trifosfata mogu formirati u tijelu? Nastaju tzv fosforilacija ADP (adenozin difosfat). Ova hemijska reakcija izgleda ovako:

ADP + fosforna kiselina + energija → ATP + voda.

Fosforilacija ADP-a se odvija uz učešće katalizatora kao što su enzimi i svetlost, a izvodi se na jedan od tri načina:

I oksidativna i supstratna fosforilacija koristi energiju tvari koje se oksidiraju tijekom takve sinteze.

Zaključak

Adenozin trifosforna kiselina- Ovo je supstanca koja se najčešće obnavlja u organizmu. Koliko u prosjeku živi molekul adenozin trifosfata? U ljudskom tijelu, na primjer, životni vijek mu je kraći od jedne minute, pa se jedan molekul takve tvari rađa i raspada i do 3000 puta dnevno. Začudo, tokom dana ljudsko tijelo sintetiše oko 40 kg ove supstance! Potreba za ovom „unutrašnjom energijom“ je tako velika za nas!

Čitav ciklus sinteze i daljeg korišćenja ATP-a kao energetskog goriva za metaboličke procese u organizmu živog bića predstavlja samu suštinu energetskog metabolizma u ovom organizmu. Dakle, adenozin trifosfat je neka vrsta "baterije" koja osigurava normalno funkcioniranje svih stanica živog organizma.