Structura și rolul biologic al atf. ATP și rolul său în metabolism Această moleculă se formează în acest proces

Eliberarea de ATP în timpul glicolizei aerobe

Formarea fructozei-1,6-bisfosfatului dintr-o moleculă de glucoză necesită 2 molecule de ATP (reacțiile 1 și 3 din Fig. 7-33). Reacțiile asociate cu sinteza ATP apar după descompunerea glucozei în 2 molecule de fosfotrioză, adică. în a doua etapă a glicolizei. În această etapă, au loc 2 reacții de fosforilare a substratului și sunt sintetizate 2 molecule de ATP (reacțiile 7 și 10). În plus, o moleculă de gliceraldehidă-3-fosfat este dehidrogenată (reacția 6), iar NADH transferă hidrogen în CPE mitocondrial, unde 3 molecule de ATP sunt sintetizate prin fosforilare oxidativă. În acest caz, cantitatea de ATP (3 sau 2) depinde de tipul de sistem de navetă. În consecință, oxidarea unei molecule de gliceraldehidă-3-fosfat la piruvat este asociată cu sinteza a 5 molecule de ATP. Avand in vedere ca din glucoza se formeaza 2 molecule de fosfotrioza, valoarea rezultata trebuie inmultita cu 2 si apoi scade 2 molecule de ATP cheltuite in prima etapa. Astfel, randamentul de ATP din glicoliza aerobă este (5 × 2) - 2 = 8 ATP.

Ca urmare a glicolizei, se formează piruvat, care este oxidat în continuare la CO 2 și H 2 O în OPC, descris în secțiunea 6. Acum putem evalua eficiența energetică a glicolizei și OPC, care împreună constituie procesul de descompunere aerobă a glucoză la produsele finale (Tabelul 7-4) .

Astfel, randamentul de ATP din oxidarea a 1 mol de glucoză la CO2 și H2O este de 38 moli de ATP.

În timpul descompunerii aerobe a glucozei, apar 6 reacții de dehidrogenare. Una dintre ele apare în glicoliză și 5 în OPC (vezi pct. 6). Substraturi pentru dehidrogenaze specifice NAD dependente: gliceraldehida-3-fosfat, acid gras, izocitrat, α-cetoglutarat, malat. O reacție de dehidrogenare în ciclul citratului sub

Orez. 7-38. Sistem de navetă cu glicerofosfat. 1 - gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenază; 2 - glicerol-3-fosfat dehidrogenaza (enzima citosolică, numită după reacția inversă); 3 - glicerol-3-fosfat dehidrogenaza (enzima flavină mitocondrială).

Orez. 7-39. Sistem de navetă malat-aspartat. 1,2 - reacții redox care asigură transportul hidrogenului din citosol la mitocondrii la CPE; 3,4 - translocaze care asigură transportul α-cetoglutaratului, aspartatului și glutamatului prin membrana mitocondrială.

Tabelul 7-4. Etapele defalcării aerobe a glucozei

Acțiunea succinat dehidrogenazei are loc cu participarea coenzimei FAD. Cantitatea totală de ATP sintetizată prin fosforilarea oxidativă este de 17 mol de ATP la 1 mol de fosfat de gliceraldehidă. La aceasta trebuie adaugati 3 moli de ATP, sintetizat prin fosforilarea substratului (doua reactii in glicoliza si una in ciclul citratului).

Având în vedere că glucoza se descompune în 2 fosfotrioze și că coeficientul stoechiometric al transformărilor ulterioare este 2, valoarea rezultată trebuie înmulțită cu 2, iar din rezultat trebuie scăzuți 2 moli de ATP utilizați în prima etapă a glicolizei.

B. Defalcarea anaerobă a glucozei (glicoliză anaerobă)

Glicoliza anaerobă este procesul de descompunere a glucozei pentru a forma lactat ca produs final. Acest proces are loc fără utilizarea oxigenului și, prin urmare, este independent de lanțul respirator mitocondrial. ATP se formează datorită reacțiilor de fosforilare a substratului. Ecuație sumară proces:

C 6 H 12 0 6 + 2 H 3 P0 4 + 2 ADP = 2 C 3 H 6 O 3 + 2 ATP + 2 H 2 O.

1. Reacții glicoliză anaerobă

În timpul glicolizei anaerobe (Fig. 7-40), toate cele 10 reacții identice cu glicoliza aerobă au loc în citosol. Doar a 11-a reacție, în care piruvatul este redus de NADH citosolic, este specifică pentru glicoliza anaerobă (Fig. 7-41). Reducerea piruvatului la lactat este catalizată de lactat dehidrogenază (reacția este reversibilă, iar enzima poartă numele reacției inverse). Această reacție asigură regenerarea NAD + din NADH fără participarea lanțului respirator mitocondrial în situații care implică aport insuficient de oxigen pentru celule. Piruvatul joacă rolul unui acceptor de hidrogen din NADH (ca oxigenul din lanțul respirator). Astfel, semnificația reacției de reducere a piruvatului nu este formarea lactatului, ci aceea că această reacție citosolică asigură regenerarea NAD +. În plus, lactatul nu este un produs final metabolic eliminat din organism. Această substanță este excretată în sânge și utilizată, transformându-se în glucoză în ficat, sau când oxigenul este disponibil, se transformă în piruvat, care intră pe calea generală a catabolismului, oxidându-se la CO 2 și H 2 O. Structura lactat dehidrogenazei , mecanismul de acțiune și semnificația determinării activității acestei enzime pentru diagnosticarea bolii au fost descrise mai devreme în secțiunea 2.

În biologie, ATP este sursa de energie și baza vieții. ATP - adenozin trifosfat - este implicat în procesele metabolice și reglează reacțiile biochimice din organism.

Ce este asta?

Chimia vă va ajuta să înțelegeți ce este ATP. Formula chimică Molecule de ATP - C10H16N5O13P3. Amintirea numelui complet este ușor dacă îl descompuneți în părțile sale componente. Adenozin trifosfat sau acid adenozin trifosforic este o nucleotidă formată din trei părți:

• adenina - baza azotata purinica;
• riboza - o monozaharidă înrudită cu pentoze;
• trei resturi de acid fosforic.

Orez. 1. Structura moleculei de ATP.

O explicație mai detaliată a ATP este prezentată în tabel.

ATP a fost descoperit pentru prima dată de biochimiștii de la Harvard Subbarao, Lohman și Fiske în 1929. În 1941, biochimistul german Fritz Lipmann a descoperit că ATP este sursa de energie pentru un organism viu.

Generare de energie

Grupările de fosfat sunt interconectate prin legături de înaltă energie care sunt ușor distruse. În timpul hidrolizei (reacției cu apa), legăturile grupului fosfat se despart, eliberându-se număr mare energie, iar ATP este transformat în ADP (acid adenozin difosforic).

Condițional reacție chimică arata asa:

TOP 4 articolecare citesc împreună cu asta

ATP + H2O → ADP + H3PO4 + energie

Orez. 2. Hidroliza ATP.

O parte din energia eliberată (aproximativ 40 kJ/mol) este implicată în anabolism (asimilare, metabolism plastic), în timp ce o parte este disipată sub formă de căldură pentru a menține temperatura corpului. Odată cu hidroliza ulterioară a ADP, o altă grupare fosfat este separată, eliberând energie și formând AMP (adenozin monofosfat). AMP nu suferă hidroliză.

sinteza ATP

ATP este localizat în citoplasmă, nucleu, cloroplaste și mitocondrii. Sinteza ATP în celula animală apare în mitocondrii, iar în plante - în mitocondrii și cloroplaste.

ATP se formează din ADP și fosfat cu cheltuiala de energie. Acest proces se numește fosforilare:

ADP + H3PO4 + energie → ATP + H2O

Orez. 3. Formarea ATP din ADP.

În celulele vegetale, fosforilarea are loc în timpul fotosintezei și se numește fotofosforilare. La animale, procesul are loc în timpul respirației și se numește fosforilare oxidativă.

În celulele animale, sinteza ATP are loc în procesul de catabolism (disimilare, metabolism energetic) în timpul descompunerii proteinelor, grăsimilor și carbohidraților.

Funcții

Din definiția ATP este clar că această moleculă este capabilă să furnizeze energie. Pe lângă energie, funcționează acidul adenozin trifosforic alte functii:

• este un material pentru sinteza acizilor nucleici;
• face parte din enzime și reglează procese chimice, accelerând sau încetinind curgerea acestora;
• este un mediator – transmite un semnal către sinapse (locurile de contact dintre două membrane celulare).

Ce am învățat?

De la o lecție de biologie de clasa a X-a am învățat despre structura și funcțiile ATP - acid adenozin trifosforic. ATP constă din adenină, riboză și trei resturi de acid fosforic. În timpul hidrolizei, legăturile de fosfat sunt rupte, ceea ce eliberează energia necesară vieții organismelor.

Test pe tema

Evaluarea raportului

Evaluare medie: 4.6. Evaluări totale primite: 522.

Principalul mod în care este produs ATP într-o celulă este fosforilarea oxidativă , care apar în structurile membranei interioare a mitocondriilor. În același timp, energia atomilor de hidrogen ai moleculelor NADH și FADH 2 formate în glicoliză, ciclul TCA și oxidarea acizilor grași, în timpul proceselor redox transformată în energie de legătură ATP.

Cu toate acestea, există și o altă modalitate de a fosforila ADP în ATP - fosforilarea substratului . Această metodă este asociată cu transferul de energie din comunicarea de înaltă energie orice substanță (substrat) pe ADP. Astfel de substanțe includ:

1. metaboliți glicoliza (1,3-difosfoglicerat,fosfoenolpiruvat),

   metaboliți ciclul acidului tricarboxilic (succinil-CoA) Și

   creatina fosfat.

Piruvatul este oxidat la acetil-CoA.

Acid piruvic (PC, piruvat) este un produs al oxidării glucozei și a unor aminoacizi. Soarta sa variază în funcție de disponibilitatea oxigenului în celulă. ÎN anaerob condiţiile în care este restabilit acid lactic . ÎN aerobic condiții, piruvatul se simportă cu ionii H + care se deplasează de-a lungul gradientului de protoni și pătrunde în mitocondrii. Aici este transformat în acetil-coenzima A ( acetil-CoA ) prin utilizarea complex multienzimatic piruvat dehidrogenază.

Complexul multienzimatic piruvat dehidrogenază

Ecuația sumară pentru oxidarea acidului piruvic

Complexul multienzimatic piruvat dehidrogenază situat în matricea mitocondriilor eucariote. La oameni, constă din 96 de subunități , organizate în trei proteine ​​funcționale. Formație gigantică, are 50 nm în diametru, adică de cinci ori!!! mai mult decât ribozom .

Procesul este în derulare cinci reacții secvențiale la care participă 5 coenzime:

Piruvat dehidrogenaza (E 1, PC dehidrogenază), servește ca o coenzimă tiamin difosfat(TDP), catalizează prima reacție.

Dihidrolipoil transacetilază (în literatura în limba rusă există nume - Dihidrolipoat acetiltransferazaŞi lipoamidă reductază transacetilază(E 2), coenzima - acid lipoic, catalizează a 2-a și a 3-a reacție.

Dihidrolipoil dehidrogenaza (dihidrolipoat dehidrogenază)(E 3), coenzima – MOFT, catalizează a 4-a și a 5-a reacție.

În plus față de aceste coenzime, care sunt ferm asociate cu enzimele corespunzătoare, complexul ia parte coenzima AŞi PESTE.

Esența primelor trei reacții se rezumă la decarboxilarea piruvatului (catalizată de piruvat dehidrogenază, E 1), la oxidarea piruvatului la acetil și la transferul acetilului la coenzima A (catalizată de dihidrolipoil transacetilază, E 2).

Reacții de sinteză a acetil-sCoA

Cele 2 reacții rămase sunt necesare pentru oxidarea dihidrolipoatului înapoi la lipoat cu formarea FADH 2 și reducerea NADH (catalizată de dihidrolipoil dehidrogenază, E 3).

Reacții de formare a nadnului Reglarea complexului de piruvat dehidrogenază

Enzima reglată a complexului PVK dehidrogenază este prima enzimă - piruvat dehidrogenază(E 1). Două enzime auxiliare servesc acestui scop - kinazaŞi fosfatază, oferind-o fosforilareaŞi defosforilare.

kinaza activată de excesul de produs final de oxidare biologică ATPși produse ale complexului PVK-dehidrogenază - NADHŞi acetil-CoA. Kinaza activă fosforilează piruvat dehidrogenaza și o inactivează.

Enzimă fosfatază , activat de ioni calciu sau hormon insulină, defosforilează și activează piruvat dehidrogenaza.

Orice organism poate exista atâta timp cât nutrienții sunt furnizați din mediul extern și atâta timp cât produsele activității sale vitale sunt eliberate în acest mediu. În interiorul celulei se petrece un complex continuu, foarte complex. transformări chimice, datorită căruia componentele corpului celular sunt formate din nutrienți. Setul de procese de transformare a materiei într-un organism viu, însoțite de reînnoirea sa constantă, se numește metabolism.

Parte a metabolismului general, care constă în absorbția, asimilarea nutrienților și crearea de componente structurale celulele se numește asimilare - acesta este un schimb constructiv. A doua parte a schimbului general constă în procese de disimilare, adică. procese de descompunere si oxidare materie organică, în urma căreia celula primește energie, este metabolismul energetic. Schimbul constructiv și energetic formează un singur întreg.

În procesul de metabolism constructiv, celula sintetizează biopolimeri ai corpului său dintr-un număr destul de limitat de compuși cu molecul scăzut. Reacțiile biosintetice apar cu participarea diferitelor enzime și necesită energie.

Organismele vii pot folosi doar energia legată chimic. Fiecare substanță are o anumită cantitate de energie potențială. Principalii săi purtători de materiale sunt legături chimice, a cărei ruptură sau transformare duce la eliberarea de energie. Nivel de energie unele legături au o valoare de 8-10 kJ - aceste legături se numesc normale. Alte legături conțin mult mai multă energie - 25-40 kJ - acestea sunt așa-numitele legături de înaltă energie. Aproape toți compușii cunoscuți care au astfel de legături conțin atomi de fosfor sau sulf, în locul cărora în moleculă sunt localizate aceste legături. Unul dintre compușii care joacă un rol critic în viața celulară este acidul adenozin trifosforic (ATP).

Acidul adenozin trifosforic (ATP) constă din baza organică adenină (I), carbohidrat riboză (II) și trei resturi de acid fosforic (III). Combinația de adenină și riboză se numește adenozină. Grupările pirofosfat au legături de înaltă energie, indicate de ~. Descompunerea unei molecule de ATP cu participarea apei este însoțită de eliminarea unei molecule de acid fosforic și eliberarea de energie liberă, care este egală cu 33-42 kJ/mol. Toate reacțiile care implică ATP sunt reglementate de sisteme enzimatice.

Fig.1. Acid adenozin trifosforic (ATP)

Metabolismul energeticîntr-o cușcă. sinteza ATP

Sinteza ATP are loc în membranele mitocondriale în timpul respirației, prin urmare toate enzimele și cofactorii lanțului respirator, toate enzimele de fosforilare oxidativă sunt localizate în aceste organite.

Sinteza ATP are loc în așa fel încât doi ioni H + sunt separați de ADP și fosfat (P) pe partea dreaptă a membranei, compensând pierderea a doi H + în timpul reducerii substanței B. Unul dintre oxigenul fosfat atomii este transferat pe cealaltă parte a membranei și, unind doi ioni de H + din compartimentul din stânga, formează H 2 O. Reziduul de fosforil unește ADP, formând ATP.

Fig.2. Schema oxidării și sintezei ATP în membranele mitocondriale

În celulele organismelor, au fost studiate multe reacții de biosinteză care utilizează energia conținută în ATP, în timpul cărora procesele de carboxilare și decarboxilare, sinteza legăturilor amidice și formarea de compuși de înaltă energie capabili să transfere energie de la ATP la apar reactii anabolice de sinteza a substantelor. Aceste reacții joacă un rol important în procesele metabolice ale organismelor vegetale.

Cu participarea ATP și a altor polifosfați nucleozidici de înaltă energie (GTP, CTP, UGP), moleculele de monozaharide, aminoacizi, baze azotate și acilgliceroli pot fi activate prin sinteza compușilor intermediari activi care sunt derivați ai nucleotidelor. De exemplu, în procesul de sinteză a amidonului cu participarea enzimei ADP-glucoză pirofosforilază, se formează o formă activată de glucoză - adenozin difosfat glucoză, care devine cu ușurință un donator de reziduuri de glucoză în timpul formării structurii moleculelor de această polizaharidă.

Sinteza ATP are loc în celulele tuturor organismelor în timpul procesului de fosforilare, adică. adăugarea de fosfat anorganic la ADP. Energia pentru fosforilarea ADP este generată în timpul metabolismului energetic. Metabolismul energetic, sau disimilarea, este un set de reacții de descompunere a substanțelor organice, însoțite de eliberarea de energie. În funcție de habitat, disimilarea poate avea loc în două sau trei etape.

În majoritatea organismelor vii - aerobi care trăiesc într-un mediu cu oxigen - se desfășoară trei etape în timpul disimilării: pregătitoare, fără oxigen și oxigen, timp în care substanțele organice se descompun în compuși anorganici. La anaerobii care trăiesc într-un mediu lipsit de oxigen sau la aerobii cu lipsă de oxigen, disimilarea are loc numai în primele două etape cu formarea intermediarilor. compuși organici, încă bogat în energie.

Prima etapă - pregătitoare - constă în descompunerea enzimatică a compușilor organici complecși în compuși mai simpli (proteine ​​- în aminoacizi, grăsimi - în glicerol și acizi grași, polizaharide - în monozaharide, acizi nucleici - în nucleotide). Defalcarea substraturilor alimentare organice este efectuată de diferite niveluri tractului gastrointestinal organisme pluricelulare. Defalcarea intracelulară a substanțelor organice are loc sub acțiunea enzimelor hidrolitice ale lizozomilor. Energia eliberată în acest caz este disipată sub formă de căldură, iar rezultatul este mic molecule organice poate suferi o defalcare suplimentară sau poate fi folosit de celulă ca „material de construcție” pentru sinteza propriilor compuși organici.

A doua etapă - oxidarea incompletă (fără oxigen) - are loc direct în citoplasma celulei, nu necesită prezența oxigenului și constă în defalcarea ulterioară a substraturilor organice. Principala sursă de energie din celulă este glucoza. Descompunerea incompletă și lipsită de oxigen a glucozei se numește glicoliză.

Glicoliza este un proces enzimatic în mai multe etape de transformare a glucozei cu șase atomi de carbon în două molecule de trei atomi de carbon de acid piruvic (piruvat, PVK) C3H4O3. În timpul reacțiilor de glicoliză, se eliberează o cantitate mare de energie - 200 kJ/mol. O parte din această energie (60%) este disipată sub formă de căldură, restul (40%) este folosită pentru sinteza ATP.

Ca rezultat al glicolizei unei molecule de glucoză, se formează două molecule de PVK, ATP și apă, precum și atomi de hidrogen, care sunt stocați de celulă sub formă de NAD H, adică. ca parte a unui purtător specific - nicotinamidă adenin dinucleotidă. Soarta ulterioară a produselor glicolizei - piruvat și hidrogen sub formă de NADH - se poate dezvolta diferit. În drojdie sau în celulele vegetale, atunci când există o lipsă de oxigen, are loc fermentația alcoolică - PVA se reduce la alcool etilic:

În celulele animale care se confruntă cu o lipsă temporară de oxigen, de exemplu în celulele musculare umane cu activitate fizică, precum și la unele bacterii, are loc fermentația acidului lactic, în care piruvatul este redus la acid lactic. În prezența oxigenului în mediul înconjurător, produsele glicolizei suferă o defalcare ulterioară până la produsele finale.

A treia etapă - oxidarea completă (respirația) - are loc cu participarea obligatorie a oxigenului. Respirația aerobă este un lanț de reacții controlate de enzime din membrana interioară și matricea mitocondriilor. Odată ajuns în mitocondrie, PVK interacționează cu enzimele matricei și formează: dioxid de carbon, care este îndepărtat din celulă; atomi de hidrogen, care, ca parte a purtătorilor, sunt direcționați către membrana interioară; acetil coenzima A (acetil-CoA), care este implicată în ciclul acidului tricarboxilic (ciclul Krebs). Ciclul Krebs este un lanț de reacții secvențiale în timpul cărora o moleculă de acetil-CoA produce două molecule de CO2, o moleculă de ATP și patru perechi de atomi de hidrogen, care sunt transferați la molecule purtătoare - NAD și FAD (flavin adenin dinucleotide). Reacția totală a glicolizei și ciclul Krebs pot fi reprezentate după cum urmează:

Deci, ca urmare a etapei de disimilare fără oxigen și a ciclului Krebs, molecula de glucoză este descompusă în dioxid de carbon anorganic (CO2), iar energia eliberată în acest caz este cheltuită parțial pentru sinteza ATP, dar este stocate în principal în purtătorii încărcați cu electroni NAD H2 și FAD H2. Proteinele purtătoare transportă atomii de hidrogen către membrana mitocondrială interioară, unde îi trec de-a lungul unui lanț de proteine ​​încorporat în membrană. Transportul particulelor de-a lungul lanțului de transport se realizează în așa fel încât protonii să rămână pe partea exterioară a membranei și să se acumuleze în spațiul intermembranar, transformându-l într-un rezervor de H+, iar electronii sunt transferați pe suprafața interioară a membranei. membrana mitocondrială, unde se combină în cele din urmă cu oxigenul.

Ca urmare a activității enzimelor din lanțul de transport de electroni, membrana mitocondrială interioară este încărcată negativ din interior și pozitiv (datorită H) din exterior, astfel încât se creează o diferență de potențial între suprafețele sale. Se știe că moleculele enzimei ATP sintetaza, care au un canal ionic, sunt încorporate în membrana interioară a mitocondriilor. Când diferența de potențial de-a lungul membranei atinge un nivel critic (200 mV), particulele de H+ încărcate pozitiv încep să fie împinse prin canalul ATPazei de forța câmpului electric și, odată ajunse pe suprafața interioară a membranei, interacționează cu oxigenul, formând apă.

Cursul normal al reacțiilor metabolice la nivel molecular se datorează îmbinării armonioase a proceselor de catabolism și anabolism. Când procesele catabolice sunt perturbate, în primul rând, apar dificultăți energetice, regenerarea ATP este întreruptă, precum și furnizarea de substraturi anabolice inițiale necesare proceselor de biosinteză. La rândul său, deteriorarea proceselor anabolice care este primară sau asociată cu modificări ale proceselor catabolice duce la perturbarea reproducerii compușilor importanți funcțional - enzime, hormoni etc.

Întreruperea diferitelor legături din lanțurile metabolice are consecințe inegale. Cele mai semnificative și profunde modificări patologice ale catabolismului apar atunci când sistemul de oxidare biologică este deteriorat din cauza blocării enzimelor respirației tisulare, hipoxiei etc. sau deteriorării mecanismelor de cuplare a respirației tisulare și fosforilării oxidative (de exemplu, separarea respirației tisulare și fosforilarea oxidativă în tireotoxicoză). În aceste cazuri, celulele sunt private de principala lor sursă de energie, aproape toate reacțiile oxidative ale catabolismului sunt blocate sau își pierd capacitatea de a acumula energia eliberată în moleculele de ATP. Când reacțiile din ciclul acidului tricarboxilic sunt inhibate, producția de energie prin catabolism este redusă cu aproximativ două treimi.



ATP este abrevierea pentru Adenozin Tri-Phosphoric Acid. Puteți găsi, de asemenea, numele Adenozin trifosfat. Acesta este un nucleoid care joacă un rol important în schimbul de energie în organism. Acidul adenozin tri-fosforic este o sursă universală de energie implicată în toate procesele biochimice ale organismului. Această moleculă a fost descoperită în 1929 de omul de știință Karl Lohmann. Iar semnificația sa a fost confirmată de Fritz Lipmann în 1941.

Structura și formula ATP

Dacă vorbim mai detaliat despre ATP, atunci aceasta este o moleculă care furnizează energie tuturor proceselor care au loc în organism, inclusiv energia pentru mișcare. Când molecula de ATP este descompusă, fibra musculară se contractă, rezultând eliberarea de energie care permite să apară contracția. Trifosfatul de adenozină este sintetizat din inozină într-un organism viu.

Pentru a da energie organismului, trifosfatul de adenozină trebuie să treacă prin mai multe etape. În primul rând, unul dintre fosfați este separat folosind o coenzimă specială. Fiecare fosfat oferă zece calorii. Procesul produce energie și produce ADP (adenozin difosfat).

Dacă organismul trebuie să acționeze mai multa energie , apoi se separă un alt fosfat. Apoi se formează AMP (adenozin monofosfat). Principala sursă pentru producerea de adenozină trifosfat este glucoza în celulă, aceasta este descompusă în piruvat și citosol. Trifosfatul de adenozină energizează fibrele lungi care conțin proteina miozină. Este ceea ce formează celulele musculare.

În momentele în care corpul se odihnește, lanțul merge în direcția opusă, adică se formează acid trifosforic adenozin. Din nou, glucoza este folosită în aceste scopuri. Moleculele create de adenozin trifosfat vor fi reutilizate de îndată ce este necesar. Când energia nu este necesară, aceasta este stocată în organism și eliberată de îndată ce este nevoie.

Molecula de ATP constă din mai multe sau mai degrabă trei componente:

1. Riboza este un zahăr cu cinci atomi de carbon care formează baza ADN-ului.
2. Adenina este atomii combinați de azot și carbon.
3. Trifosfat.

În centrul moleculei de adenozin trifosfat se află o moleculă de riboză, iar marginea sa este cea principală pentru adenozină. Pe cealaltă parte a ribozei este un lanț de trei fosfați.

sisteme ATP

În același timp, trebuie să înțelegeți că rezervele de ATP vor fi suficiente doar pentru primele două sau trei secunde de activitate fizică, după care nivelul său scade. Dar, în același timp, munca musculară poate fi efectuată numai cu ajutorul ATP. Datorită sistemelor speciale din organism, noi molecule de ATP sunt sintetizate în mod constant. Includerea de noi molecule are loc în funcție de durata încărcăturii.

Moleculele de ATP sintetizează trei sisteme biochimice principale:

1. Sistemul fosfagen (creatină fosfat).
2. Sistemul de glicogen și acid lactic.
3. Respirație aerobă.

Să luăm în considerare fiecare dintre ele separat.

Sistemul fosfagenului- daca muschii lucreaza pentru scurt timp, dar extrem de intens (aproximativ 10 secunde), se va folosi sistemul fosfagen. În acest caz, ADP se leagă de creatină fosfat. Datorită acestui sistem, are loc o circulație constantă cantitate mică Adenozin trifosfat în celulele musculare. Deoarece celulele musculare în sine conțin și creatină fosfat, acesta este utilizat pentru a restabili nivelurile de ATP după o muncă scurtă de mare intensitate. Dar în zece secunde nivelul de creatină fosfat începe să scadă - această energie este suficientă pentru o cursă scurtă sau un antrenament intens de forță în culturism.

Glicogen și acid lactic- furnizează energie organismului mai lent decât precedentul. Sintetizează ATP, care poate fi suficient pentru un minut și jumătate de muncă intensă. În acest proces, glucoza din celulele musculare este transformată în acid lactic prin metabolism anaerob.

Deoarece în starea anaerobă oxigenul nu este folosit de organism, acest sistem furnizează energie în același mod ca în sistemul aerob, dar se economisește timp. În modul anaerob, mușchii se contractă extrem de puternic și rapid. Un astfel de sistem vă poate permite să alergați un sprint de patru sute de metri sau un antrenament intens mai lung în sală. Dar lucrul în acest fel pentru o lungă perioadă de timp nu va permite durerea musculară, care apare din cauza unui exces de acid lactic.

Respirație aerobă- acest sistem pornește dacă antrenamentul durează mai mult de două minute. Apoi mușchii încep să primească adenozin trifosfat din carbohidrați, grăsimi și proteine. În acest caz, ATP este sintetizat lent, dar energia durează mult timp - activitate fizică poate dura câteva ore. Acest lucru se întâmplă din cauza faptului că glucoza se descompune fără obstacole, nu are nicio contracarare din exterior - deoarece acidul lactic interferează cu procesul anaerob.

Rolul ATP în organism

Din descrierea anterioară este clar că rolul principal al adenozin trifosfat în organism este de a furniza energie pentru toate procesele și reacțiile biochimice numeroase din organism. Majoritatea proceselor consumatoare de energie la ființele vii au loc datorită ATP.

Dar, pe lângă această funcție principală, trifosfatul de adenozină îndeplinește și altele:

Rolul ATP în corpul uman și în viață este bine cunoscut nu numai oamenilor de știință, ci și multor sportivi și culturisti, deoarece înțelegerea sa ajută la eficientizarea antrenamentului și la calcularea corectă a sarcinilor. Pentru persoanele care fac antrenament de forță în sală, sprint și alte sporturi, este foarte important să înțeleagă ce exerciții trebuie efectuate la un moment dat. Datorită acestui lucru, puteți forma structura corpului dorită, puteți lucra structura musculară, puteți reduce excesul de greutate și puteți obține alte rezultate dorite.