Il nostro organismo richiede una certa energia per mantenere il corretto funzionamento. L’ATP (adenosina trifosfato) è la fonte di energia del nostro corpo a livello cellulare, ma non è una molecola di riserva per l’energia chimica come i carboidrati e i grassi, bensì l’energia immagazzinata nell’atp deriva proprio dalla degradazione di questi composti.

Struttura dell’ATP

L’ATP (adenosina trifosfato), è un trifosfato costituito da una base azotata (adenina), uno zucchero (ribosio) e tre gruppi fosfato legati al ribosio. La coda costituita dai fosfati è la vera fonte di energia dell’atp, che viene rilasciata durante la rottura dei legami tra i fosfati, che avviene durante l’idrolisi. Poiché solo un fosfato, quello esterno, viene rimosso dall’ATP, questo

ATP: cos'è l'adenosina trifosfato

viene così convertito in ADP ovvero adenosina difosfato, che presenta solo due fosfati.

 

Caratteristiche dell’ATP

La maggior parte di sintesi di adenosina trifosfato avviene all’interno della matrice mitocondriale della cellula: generando 32 molecole di ATP per ogni molecola di glucosio ossidata. Sebbene le cellule scompongono continuamente ATP per produrre energia, anche l’ATP viene costantemente sintetizzato e prodotto dall’ADP attraverso la respirazione cellulare. La respirazione cellulare è quel processo in cui le cellule in presenza di ossigeno producono energia attraverso le sostanze nutritive derivanti dalla digestione degli alimenti. In modo particolare, il glucosio funge da substrato per la respirazione cellulare, ottenendo energia che verrà immagazzinata nelle molecole di adenosina trifosfato. Questo processo è chiamato glicolisi.

 

Funzioni dell’atp

L’idrolisi dell’adenosina trifosfato fornisce l’energia necessaria a molti processi dell’organismo, come la sintesi di DNA e RNA, la segnalazione sinaptica, la contrazione muscolare, trasporto attivo

 

Sintesi del DNA e RNA

Le cellule per sintetizzare il DNA e l’RNA ha bisogno di energia. L’denosina trifosfato viene trasformato rimuovendo un atomo di ossigeno dallo zucchero per produrre deossiribonucleotide, la singola unità del DNA.

Trasmissione sinaptica

Il cervello è l’organo che consuma più ATP nell’organismo, consumando circa il 25% dell’energia disponibile. Una grande quantità di energia viene spesa per mantenere le concentrazioni di ioni per una corretta segnalazione neuronale e trasmissione sinaptica. La sinapsi è una struttura che permette la comunicazione tra le cellule del sistema nervoso tra loro, o con altre cellule come quelle muscolari.

Trasporto attivo

L’ATP svolge un ruolo fondamentale nel trasporto di molecole come proteine ​​e lipidi dentro e fuori la cellula. L’idrolisi dell’ATP fornisce l’energia necessaria ai meccanismi di trasporto attivo per trasportare tali molecole. Il trasporto di molecole nella cellula è chiamato endocitosi mentre il trasporto fuori dalla cellula è noto come esocitosi.

Contrazione muscolare

Durante la contrazione del muscolo, è richiesta energia. Il muscolo infatti, è in grado di convertire l’energia chimica dell’ATP in energia meccanica agendo sulle leve scheletriche per permettere la contrazione muscolare.

L’ATP, quindi, si lega alla miosina per fornire energia e facilita il suo legame con l’actina per formare un ponte incrociato. ADP e fosfato vengono quindi rilasciati e una nuova molecola di ATP si lega alla miosina. Questo rompe il ponte tra miosina e filamenti di actina, rilasciando così miosina per la successiva contrazione. (articolo)

 

 

Come viene prodotto l’ATP?

Molti sono i processi di produzione dell’adenosina trifosfato che può avvenire in presenza di ossigeno dalla respirazione cellulare, beta-ossidazione, chetosi, catabolismo lipidico e proteico, ma anche in condizioni anaerobiche.

 

Respirazione cellulare

E’ il processo di catabolizzazione del glucosio in Acetil-CoA producendo l’adenosina trifosfato. Attraverso varie fasi che comprendono:

  • Glicolisi: una molecola di glucosio viene scissa in due molecole di piruvato
  • Ossidazione del piruvato: Le molecole di piruvato vengono ossidate formando una molecola di acetil-CoA.
  • Ciclo di krebs: La molecola di acetil-CoA viene quindi completamente ossidata per produrre anidride carbonica, un ATP, tre molecole di NADH e una molecola di FADH2

Una molecola di NADH produce due molecole e mezzo di ATP, mentre una molecola di FADH2 produce una molecola e mezza di ATP

Chetosi

La chetosi è una reazione che produce adenosina trifosfatoattraverso il catabolismo dei corpi chetonici che vengono sintetizzati dall’acetil coenzima A, che deriva dal metabolismo degli acidi grassi.

Durante la chetosi, i corpi chetonici subiscono il catabolismo per produrre energia, generando ventidue molecole di ATP e due molecole di GTP per molecola di acetoacetato che si ossida nei mitocondri.

Beta-ossidazione

Durante la beta-ossidazione, le catene di acidi grassi vengono accorciate in modo permanente, producendo molecole di acetil-CoA e durante ogni ciclo, l’acido grasso viene ridotto di due lunghezze di carbonio, producendo una molecola di acetil-CoA e una molecola di NADH e FADH2.

Respirazione anaerobica

Durante le condizioni di scarso ossigeno o addirittura nullo, le cellule possono avviare la respirazione anaerobica dove si verifica un accumulo di NADH.

Per mantenere i livelli omeostatici, il piruvato viene ridotto a lattato, ottenendo l’ossidazione di una molecola di NADH in un processo noto come fermentazione lattica, quindi, questa reazione produce due molecole di adenosina trifosfato per ogni molecola di glucosio.

 

 

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Articolo scritto e revisionato dalla redazione di Healthday.it

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