Trifosfato de adenosina o ATP Como la molécula más rica en energía del organismo, es responsable de todos los procesos de transferencia de energía. Es un mononucleótido de la base purina adenina y, por lo tanto, también es un componente de los ácidos nucleicos. Las interrupciones en la síntesis de ATP inhiben la liberación de energía y conducen a estados de agotamiento.
¿Qué es el trifosfato de adenosina?
El trifosfato de adenosina (ATP) es un mononucleótido de adenina con tres grupos fosfato, que están conectados entre sí mediante un enlace anhídrido. El ATP es la molécula central para la transmisión de energía en el organismo.
La energía está unida principalmente en el enlace anhídrido del residuo de fosfato beta al residuo de fosfato gamma. Si se elimina un residuo de fosfato con la formación de difosfato de adenosina, se libera energía. Esta energía se utiliza luego para procesos que consumen energía. Como nucleótido, el ATP consta de la base purina adenina, el azúcar ribosa y tres residuos de fosfato. Existe un enlace glicosídico entre la adenina y la ribosa. Además, el residuo de alfa fosfato está unido a la ribosa mediante un enlace éster.
Existe un enlace de anhídrido entre el alfa beta y el gamma fosfato. Después de eliminar dos fosfatos, se forma el nucleótido monofosfato de adenosina (AMP). Esta molécula es un componente importante del ARN.
Función, efecto y tareas
El trifosfato de adenosina tiene una variedad de funciones en el organismo. Su función principal es almacenar y transferir energía. Todos los procesos en el cuerpo están conectados con transferencias de energía y conversiones de energía. El organismo tiene que realizar un trabajo químico, osmótico o mecánico. El ATP proporciona energía rápidamente para todos estos procesos.
El ATP es una reserva de energía a corto plazo que se agota rápidamente y, por lo tanto, debe sintetizarse una y otra vez. La mayoría de los procesos que consumen energía son procesos de transporte dentro y fuera de la célula. Las biomoléculas se transportan a los lugares donde reaccionan y se convierten. Los procesos anabólicos como la síntesis de proteínas o la formación de grasa corporal también requieren ATP como agente transmisor de energía.El transporte molecular a través de la membrana celular o las membranas de varios orgánulos celulares también depende de la energía.
Además, la energía mecánica para las contracciones musculares solo puede estar disponible mediante la acción del ATP de los procesos de suministro de energía. Además de su función como portador de energía, el ATP también es una molécula de señalización importante. Actúa como cosustrato de las denominadas quinasas. Las quinasas son enzimas que transfieren grupos fosfato a otras moléculas. Se trata principalmente de proteínas quinasas, que influyen en la actividad de diversas enzimas a través de la fosforilación. Extracelularmente, el ATP es un agonista de receptores en células del sistema nervioso central y periférico.
Por tanto, participa en la regulación de la circulación sanguínea y en el desencadenamiento de reacciones inflamatorias. Si el tejido nervioso se lesiona, se libera en mayores cantidades para facilitar el aumento de la formación de astrocitos y neuronas.
Educación, ocurrencia, propiedades y valores óptimos
El trifosfato de adenosina es solo una reserva de energía a corto plazo y se consume en unos pocos segundos en procesos que consumen energía. Por tanto, su constante regeneración es una tarea vital. La molécula juega un papel tan central que en un día se produce ATP con una masa de la mitad del peso corporal. El difosfato de adenosina se convierte en trifosfato de adenosina mediante un enlace adicional con el fosfato con el consumo de energía, que inmediatamente vuelve a suministrar energía al escindir el fosfato y convertirlo de nuevo en ADP.
Se encuentran disponibles dos principios de reacción diferentes para la regeneración de ATP. Un principio es la fosforilación de la cadena del sustrato. En esta reacción, un residuo de fosfato se transfiere directamente a una molécula intermedia en un proceso de suministro de energía, que se transmite inmediatamente al ADP con la formación de ATP. Un segundo principio de reacción es parte de la cadena respiratoria como la fosforilación del transporte de electrones. Esta reacción solo tiene lugar en las mitocondrias. Durante este proceso, se acumula un potencial eléctrico a través de la membrana a través de varias reacciones de transporte de protones.
El reflujo de los protones conduce a la formación de ATP a partir de ADP con la liberación de energía. Esta reacción es catalizada por la enzima ATP sintetasa. En general, estos procesos de regeneración siguen siendo demasiado lentos para algunos requisitos. Durante la contracción muscular, todas las reservas de ATP se agotan después de dos o tres segundos. Para esto, el fosfato de creatina rico en energía está disponible en las células musculares, lo que inmediatamente hace que su fosfato esté disponible para la formación de ATP a partir de ADP. Este suministro ahora se agota después de seis a diez segundos. Después de eso, los procesos generales de regeneración deben entrar en vigor nuevamente. Sin embargo, debido a los efectos del fosfato de creatina, es posible expandir un poco el entrenamiento muscular sin un agotamiento prematuro.
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Si se produce muy poco trifosfato de adenosina, conduce a estados de agotamiento. El ATP se sintetiza principalmente en la mitocondria a través de la fosforilación por transporte de electrones. Si se altera la función mitocondrial, la producción de ATP también disminuye.
Los estudios han encontrado que los pacientes con síndrome de fatiga crónica (SFC) tienen una concentración reducida de ATP. Esta producción reducida de ATP siempre se correlacionó con trastornos en las mitocondrias (mitocondriopatías). Las causas de la enfermedad mitocondrial incluyeron hipoxia celular, infecciones por VEB, fibromialgia o procesos inflamatorios degenerativos crónicos. Existen trastornos tanto genéticos como adquiridos de las mitocondrias. Se han descrito alrededor de 150 enfermedades diferentes que conducen a la enfermedad mitocondrial.
Estos incluyen diabetes mellitus, alergias, enfermedades autoinmunes, demencia, inflamación crónica y enfermedades de inmunodeficiencia. Los estados de agotamiento en el contexto de estas enfermedades son provocados por un menor aporte energético debido a la menor producción de ATP. Como resultado, los trastornos de la función mitocondrial pueden provocar enfermedades de múltiples órganos.
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