Adenosine trifosfaat

Adenosine trifosfaat of ATP Als het meest energierijke molecuul in het organisme is het verantwoordelijk voor alle energieoverdrachtsprocessen. Het is een mononucleotide van de purinebase adenine en is daarom ook een bestanddeel van nucleïnezuren Verstoringen in de synthese van ATP remmen het vrijkomen van energie en leiden tot uitputting.

Wat is adenosinetrifosfaat?

Adenosinetrifosfaat (ATP) is een mononucleotide van adenine met drie fosfaatgroepen, die elk via een anhydridebinding met elkaar zijn verbonden. ATP is het centrale molecuul voor de overdracht van energie in het organisme.

De energie is voornamelijk gebonden in de anhydridebinding van het bètafosfaatresidu aan het gammaphosfaatresidu. Als een fosfaatresidu wordt verwijderd onder vorming van adenosinedifosfaat, komt er energie vrij. Deze energie wordt vervolgens gebruikt voor energieverbruikende processen. Als nucleotide bestaat ATP uit de purinebase adenine, de suikerribose en drie fosfaatresten. Er is een glycosidebinding tussen adenine en ribose. Bovendien is het alfafosfaatresidu via een esterbinding aan de ribose gebonden.

Er is een anhydridebinding tussen de alfa-bèta- en gammafosfaat. Na verwijdering van twee fosfaten wordt het nucleotide adenosinemonofosfaat (AMP) gevormd. Dit molecuul is een belangrijke bouwsteen van het RNA.

Functie, effect en taken

Adenosinetrifosfaat heeft verschillende functies in het organisme. De belangrijkste functie is om energie op te slaan en over te dragen. Alle processen in het lichaam houden verband met energieoverdrachten en energieomzettingen. Het organisme moet chemisch, osmotisch of mechanisch werk doen. ATP levert snel energie voor al deze processen.

ATP is een kortstondige energieopslagplaats die snel opgebruikt is en daarom steeds weer opnieuw gesynthetiseerd moet worden. De meeste energieverbruikende processen zijn transportprocessen binnen en buiten de cel, waarbij biomoleculen worden getransporteerd naar de plaatsen waar ze reageren en worden omgezet. Anabole processen zoals eiwitsynthese of de vorming van lichaamsvet vereisen ook ATP als energieoverdragend middel. Moleculair transport door het celmembraan of de membranen van verschillende celorganellen is ook energieafhankelijk.

Bovendien kan de mechanische energie voor spiersamentrekkingen alleen beschikbaar worden gemaakt door de werking van ATP uit energieleverende processen. ATP is naast zijn functie als energiedrager ook een belangrijk signaalmolecuul. Het fungeert als een cosubstraat voor de zogenaamde kinasen. Kinases zijn enzymen die fosfaatgroepen overbrengen naar andere moleculen. Het gaat vooral om proteïnekinasen, die hun activiteit beïnvloeden door de fosforylering van verschillende enzymen. Extracellulair is ATP een agonist van receptoren in cellen van het perifere en centrale zenuwstelsel.

Het neemt dus deel aan de regulering van de bloedcirculatie en het opwekken van ontstekingsreacties. Wanneer het zenuwweefsel wordt beschadigd, wordt het in toenemende mate vrijgegeven om de verhoogde vorming van astrocyten en neuronen te bevorderen.

Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden

Adenosinetrifosfaat is slechts een energieopslag voor de korte termijn en wordt binnen enkele seconden verbruikt in energieverbruikende processen. Daarom is zijn constante regeneratie een essentiële taak. Het molecuul speelt zo'n centrale rol dat binnen een dag ATP wordt aangemaakt met een massa van de helft van het lichaamsgewicht. Adenosinedifosfaat wordt door een extra binding met fosfaat met energieverbruik omgezet in adenosinetrifosfaat, dat direct weer energie levert door het fosfaat af te splitsen en weer om te zetten in ADP.

Er zijn twee verschillende reactieprincipes beschikbaar voor de regeneratie van ATP. Een principe is de fosforylering van de substraatketen. Bij deze reactie wordt een fosfaatresidu rechtstreeks overgebracht naar een tussenmolecuul in een energieleverende proces, dat onmiddellijk wordt doorgegeven aan ADP onder vorming van ATP. Een tweede reactieprincipe maakt deel uit van de ademhalingsketen als elektronentransportfosforylering. Deze reactie vindt alleen plaats in de mitochondriën. Tijdens dit proces wordt door verschillende protonentransporterende reacties een elektrisch potentiaal opgebouwd door het membraan.

De reflux van protonen leidt tot de vorming van ATP uit ADP waarbij energie vrijkomt. Deze reactie wordt gekatalyseerd door het enzym ATP-synthetase. Over het algemeen zijn deze regeneratieprocessen voor sommige vereisten nog steeds te traag. Tijdens spiercontractie zijn alle reserves aan ATP na twee tot drie seconden opgebruikt. Hiervoor is energierijk creatinefosfaat beschikbaar in spiercellen, dat zijn fosfaat direct beschikbaar maakt voor de vorming van ATP uit ADP. Deze voorraad is nu na zes tot tien seconden op. Daarna moeten de algemene regeneratieprocessen weer in werking treden. De effecten van creatinefosfaat maken het echter mogelijk om de spiertraining wat uit te breiden zonder voortijdige uitputting.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten en aandoeningen

Als er te weinig adenosinetrifosfaat wordt geproduceerd, leidt dit tot uitputting. ATP wordt voornamelijk gesynthetiseerd in de mitochondria via elektronentransportfosforylering. Als de mitochondriale functie wordt verstoord, neemt ook de productie van ATP af.

Studies hebben aangetoond dat patiënten met chronisch vermoeidheidssyndroom (CVS) een verminderde ATP-concentratie hadden. Deze verminderde productie van ATP was altijd gecorreleerd met aandoeningen in de mitochondriën (mitochondriopathieën). De oorzaken van de mitochondriale ziekte waren cellulaire hypoxie, infecties met EBV, fibromyalgie of chronische degeneratieve ontstekingsprocessen. Er zijn zowel genetische als verworven aandoeningen van de mitochondriën. Er zijn ongeveer 150 verschillende ziekten beschreven die tot mitochondriale ziekten leiden.

Deze omvatten diabetes mellitus, allergieën, auto-immuunziekten, dementie, chronische ontstekingen of immuundeficiëntieziekten. De toestanden van uitputting in de context van deze ziekten worden veroorzaakt door een lagere energievoorziening door de verminderde productie van ATP. Als gevolg hiervan kunnen aandoeningen van de mitochondriale functie leiden tot meerdere orgaanaandoeningen.