» » » АТФ (аденозин трифосфат) - энергетическая валюта
 

АТФ (аденозин трифосфат) - энергетическая валюта

Разместил: admin  |  Просмотры: 3 400  |  Комментарии: 0  |  Дата: 3-04-2010, 16:10

Если вы когда-нибудь задумывались, каким образом мы получаем энергиюдля различных видов активности, то ответом будет: в основном за счетАТФ. Без АТФ наш организм просто не смог бы функционировать. А теперьузнайте почему...

Если вы когда-нибудь задумывались, каким образом мы получаем энергиюдля различных видов активности, то ответом будет: в основном за счетАТФ. Без АТФ наш организм просто не смог бы функционировать. А теперьузнайте почему...

Без сомнений, с энергетической точки зрения самой важно молекулойорганизма человека является АТФ (аденозин трифосфат: аденин нуклеотид,связанный с тремя фосфатами).

Фактически, каждая клеточка нашего организма сохраняет и используетэнергию посредством АТФ, и на этом основании мы можем назвать АТФуниверсальной валютой биологической энергии. Все живые существануждаются в непрерывном энергоснабжении для поддержки синтеза протеинаи ДНК, метаболизма и транспорта различных ионов и молекул. Это и естьжизнь. Мышечные сокращения в ходе тренировок с отягощениями такжетребуют легкодоступной энергии. Как уже говорилось, все этообеспечивает АТФ. Однако для того, чтобы сформировать АТФ, нашимклеткам требуется сырье. Люди получают это сырье в форме калорийпосредством оксидации потребляемой пищи. Чтобы быть использованной дляполучения энергии, эта пищи вначале должна конвертироваться в легкоиспользуемую молекулу – АТФ.

Полученная АТФ, в свою очередь, должна пройти через несколькоступеней, чтобы дать нам энергию. Сначала при помощи специальногокоэнзима отделяется один из трех фосфатов (каждый из которых даетдесять калорий), высвобождается энергия и получается аденозин дифосфат(АДФ). Если энергии требуется больше, то отделяется следующий фосфат,формируя аденозин монофосфат (АМФ). Главным источником для производстваАТФ служит глюкоза, которая в клетке инициально расщепляется на пирувати цитозол.

Когда быстрого производства энергии не требуется, происходитобратная реакция – при помощи АДФ, фосфагена и гликогена фосфатнаягруппа вновь присоединяется к молекуле, формируя АТФ. Для этих целей иззапасов гликогена берется глюкоза. Вновь созданный АТФ готов кследующему использованию. В сущности АТФ работает как молекулярнаябатарея, сохраняя энергию, когда она не нужна, и высвобождая в случаенеобходимости. Причем эта батарея полностью перезаряжаемая.

Структура АТФ

Молекула АТФ состоит из трех компонентов:

  1. Рибоза (тот же самый пятиуглеродный сахар, что формирует основу ДНК)
  2. Аденин (соединенные атомы углерода и азота)
  3. Трифосфат

Молекула рибозы располагается в центре молекулы АТФ, край которой служит базой для аденозина.

Цепочка из трех фосфатов располагается с другой стороны молекулырибозы. АТФ насыщает длинные, тонкие волокна, содержащие протеин,называемый миозином, который формирует основу наших мышечных клеток.

Сохранение АТФ

В организме среднего взрослого человека в день используется около200-300 молей АТФ. Общее количество АТФ в организме в каждый отдельновзятый момент составляет 0,1 моли. Это означает, что АТФ долженрециклироваться 2000-3000 раз в течение дня. АТФ не может бытьсохранен, поэтому уровень его синтеза почти соответствует уровнюпотребления.

Системы АТФ

Благодаря важности АТФ с энергетической точки зрения, а также из-заширокого спектра его использования у организма имеется различныеспособы его производства. Это три разные биохимические системы попорядку:

  1. Фосфагенная система
  2. Система гликогена и молочной кислоты
  3. Аэробное дыхание

Фосфагенная система

Когда мышцам предстоит короткая, но интенсивная активность(приблизительно 8-10 секунд), используется фосфагенная система – АТФсоединяется с креатина фосфатом. Фосфагенная система обеспечиваетпостоянную циркуляцию небольшого количества АТФ в наших мышечныхклетках. Мышечные клетки также содержат высокоэнергетический фосфат –фосфат креатина, который используется для восстановления уровня АТФпосле кратковременной, высокоинтенсивной работы. Энзим креатин киназаотнимает фосфатную группу у креатина фосфата и быстро передает ее АДФдля формирования АТФ. Итак, мышечная клетка превращает АТФ в АДФ, афосфаген быстро восстанавливает АДФ до АТФ. Уровень креатина фосфатаначинает снижаться уже через 10 секунд высокоинтенсивной активности.Пример использования фосфагенной системы энергоснабжения – это спринтна 100 метров.

Система гликогена и молочной кислоты

Система гликогена и молочной кислоты снабжает организм энергиеймедленнее, чем фосфагенная система, и предоставляет достаточно АТФпримерно для 90 секунд высокоинтенсивной активности. В ходе процесса изглюкозы мышечных клеток в результате анаэробного метаболизма происходитформирование молочной кислоты.

Учитывая тот факт, что в анаэробном состоянии организм не используеткислород, эта система дает кратковременную энергию без активациикардио-респираторной системы точно так же, как и аэробная система, но сэкономией времени. Более того, когда в анаэробном режиме мышцы работаютбыстро, они очень мощно сокращаются, перекрывая поступление кислорода,так как сосуды оказываются сжатыми. Эту систему еще можно назватьанаэробно-респираторной, и хорошим примером работы организма в этомрежиме послужит 400-метровый спринт. Обычно продолжать работать такимобразом атлетам не дает мышечная болезненность, возникающая врезультате накопления молочной кислоты в тканях.

Аэробное дыхание

Если упражнения длятся более дух минут, в работу включается аэробнаясистема, и мышцы получают АТФ вначале из углеводов, потом из жиров инаконец из аминокислот (протеинов). Протеин используется для полученияэнергии в основном в условиях голода (диеты в некоторых случаях). Приаэробном дыхании производство АТФ проходит наиболее медленно, ноэнергии получается достаточно, чтобы поддерживать физическую активностьна протяжении нескольких часов. Это происходит, потому что глюкозараспадается на диоксид углерода и воду беспрепятственно, не испытываяпротиводействия со стороны, например, молочной кислоты, как в случаеаэробной работы. Гликоген (используемая форма глюкозы) при аэробнойреспирации получается из трех источников:

  1. Абсорбция глюкозы из пищи в желудочно-кишечном тракте, которая с кровотоком достигает мышц
  2. Остатки глюкозы в мышцах
  3. Расщепление печеночного гликогена до глюкозы, которая с кровотоком достигает мышц. HG

Ссылки:

  1. Tortora, G,. Anagnostakos, N.(1987). Principles of anatomy and Physiology (5th ed.). Biological Sciences Textbooks. USA.
  2. McArdle, W., Katch, F., & Katch, V.(2001). ExercisePhysiology: Energy, Nutrition, and Human Performance. LippincottWilliams & Wilkins: USA.
  3. May, P.(1997). Molecule of the Month.

Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь, некоторые функции будут ограничены.
Мы рекомендуем вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
    
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.