Атф в каких клетках содержится

Сегодня внедряемся в научные изыскания . Статья будет  сложной для прочтения . Я  максимально упрощала материал , но проще – некуда. На написание меня как всегда “вдохновила” всеобщая

бесконечная жалоба

– “слабость , ничего не помогает, ваших  капельниц, таблеток хватило на 2 недели ….”. Сегодня рассмотрим самый сложный случай дефицита Энергии –дисфункция Митохондрий.Это еще малоизученная и сложная часть медицинской науки. Дисфункция митохонодрий может быть врожденная и в нашем ( рассматриваемом случае ) – приобретенная.
Энергия в нашем организме представлена в следующем виде – молекула АТФ.
АТФ- аденозинтрифосфат, является основным источником энергии для клеток в частности  и организма в целом. Представляет собой – эфир аденозина (пурин). Кроме того,  является источником синтеза нуклеиновых кислот , для образования структуры ДНК!(наш генетический код)и

посредником передачи в клетку гормонально сигнала

! Вывод : нехватка АТФ- чревата извращение/недостатоком  гормонального ответа и не только . АТФ образуется в

митохондриях

(это маленькие стуктурные компоненты любой клетки, митохондрия имеет  собственную ДНК!, как и ядро клетки!!,это высокоорганизованная структура ).Вот почему заболевания с нарушением синтеза АТФ  – называются митохондриальные дисфункции.
В сутки  в организме образуется 40кг АТФ. Органы с максимальной выработкой АТФ : мозг 22%,печень 22%,мышцы 22 %, сердце 9%,жировая ткань всего-  4%, заметьте -ЩЖ с в этот перечень   даже не вошла  …Мозг и печень лидеры !
Теперь о самом процессе образования энергии. Смотрим на картинку.

Процесс образования энергии можно разделить на 3 этапа.

1 этап – это получение более простых молекул( в цикл образования энергии) из  углеводов(У), жиров(Ж) и белков пищи(Б). Углеводы расщепляются до моносахаров(глюкоза,фруктоза), жиры до жирных кислот, белки до аминокислот. “Расщепление” Б,Ж,У происходит как к кислородной среде(аэробной), так и в бескислородной(анаэробной) среде. Это крайне важно ! Так как

из анаэроного гликолиза 1 молекулы глюкозы

 образуется –

2 молекулы АТФ

,

из аэробного (кислородного) гликолиза  

1 молекулы глюкозы  –

образуются 36 молекул АТФ, из аэробного окисления  1 молекулы жирной кислоты – 146 молекул АТФ

, ( жиры и белки  в бескислородной среде вообще не расщепляются!, вывод- например, при нелеченной анемии(дефицитО2) снижение веса почти невозможно). Так,  и усвоение 1 молекулы глюкозы требует 6 молекул О2, а 1 молекулы жирных кислот -23 молекулы О2. Вывод –

жиры основной источник энергии,  и всем нужен О2!!!

2 этапом -образуется из всех молекул У,Ж,Б- АцетилКоА- промежуточный метаболит.Суть этого этапа , что  кол-во выработанного АцетилКоА зависит от

уровня многих витаминов и микроэлементов

(витамина С , группы В, цинка, меди , железа  и др).Почему так важно для образования энергии -восполнение дефицита этих элементов!
3 этап– этот самый АцетилКоА поступает в

2 основных биохимических пути выработки АТФ

– это цикл Кребса( лимонной кислоты) и цикл окислительного фосфорилирования ( передачи электронов,”дыхательная цепь”;), происходит образование НАД- и НАДН+. Связь между этими двумя б/х циклами – и “есть узкое горлышко” , “слабое место” в образовании АТФ. И зависит от рН среды клетки – при развитии в/клеточной гипоксии = в/клеточного ацидоза и ухудшается процесс образования  АТФ – организм захлебывается в избытке НАДН , а НАДН сопряжен с “утечкой кислорода из клетки”( механизм не буду расшифровывать) и образованием активных(агрессивных) форм кислорода ( свободных радикалов)- а это повреждающие агенты для клетки при образовании в  избыточном количестве .
Метаболический ацидоз – это следствие  первичного дефицита О2 в организме (сам ацидоз становится причиной вторичного дефицита О2-утечки кислорода) .Ацидоз выражается накоплением  промежуточного продукта обмена -лактата , избытоком Н+(иона водорода) , митохондрии  

“начинают задыхаться и стареть и гибнуть “!

А в месте со старением митохондрий – стареет организм, вот почему так молодеют некоторые заболевания – раньше  развиваются  атеросклероз, б-нь Альцгеймера,  сахарный диабет ( да-да , это митохондриальное заболевание), рак , артериальная гипертензия, АИТ, синдром хр усталости, даже НЯК и болезнь Крона( как одна из теорий) и др.
Как цикл лимонной кислоты (цикл Кребса) , например, связан с ожирением ?- активное поступления с пищей жирных кислот-  приводят к истощению транспортных карнитиновых (всем известен для сравнения Карнитин для спорт -питания) систем( переносчиков жирных кислот, их и так немного) и снижения активности работы “дыхательной цепи” , снижается чувствительность тканей к инсулину- развивается многим известная инсулинорезистентость! Исход –метаболическая печалька -метаболический синдром.
Соотвественно : причинами снижения синтеза АТФ

прежде всего

являются дефицит О2 !(как бывает в больших городах, где мало зелени!!, загазованность – продукт сгорания бензина это не О2-а СО2 !!!!, люди не выходят из помещений, мало двигаются – “мелкие сосуды закрыты для доступа О2”, причинами могут быть  болезни органов дыхания и сердечно-сосудистые патологии), ацидоз = “закисление организма” (накопление лактата, изыток Н+), полидефицит витаминов и микроэлементов для улучшения усвоения Ж,Б,У. Для лечение дефицита О2 даже был придуман аппарат- в основе которого интервальная гипоксическая тренировка.Это новая эра в лечении многих патологий.
Как же заподозрить митохондриальные проблемы? Они сложны как для понятия , так и для диагностики.
ИЗ “простых анализов” , которые можно набрать любой лаборатории– снижение рН крови,О2, повышение :

лактата, СРБ ,фибриногена, холестерина, ЛПНП, триглицеридов, гомоцистеина, мочевой кислоты

, (клинически – повышение Ад, учащение ЧСС в покое, одышка в покое),
снижение

ферритина, из редких- снижение глутатиона, витаминов крови, снижение Q10, нарушение в системе антикосидантов( по крови)

.
Из более редких , но  все же доступных анализов (более специфических)  – органические кислоты мочи ( благодаря этому анализу можно определить примерно

на каком уровне идет нарушение и чем его скорректировать

).
Если патология так сложно выявляемая –

“как это лечить?”

,- спросите вы
Лечить можно.
Прежде всего меняем  образ жизни – улучшаем доставку О2!, бросаем курить!чаще дышим в парке  и не только .. Лечим  и приводим в ремиссию хронические дыхательные заболевания , восполняем дефицит витаминов и минералов!,добавляем антиоксиданты, сосудистые препараты(!) очень важно улучшить коровок(слабость всегда сопровождается рассеянностью, снижением памяти и внимания, – правильно, максимальная сосудистая сеть в головном мозге!!) ,реже  добавляем “энергетики”-янтарная  кислота,Q10,карнитин,НАДН и др.Я не говорю здесь про врожденные митохондриальные дисфункции -это  следствие генетической поломки,а мы говорим сейчас больше о приобретенных причинах. Будем ждать новых научных материалов по этой теме …

Важнейшим веществом в клетках живых организмов является аденозинтрифосфорная кислота или аденозинтрифосфат. Если ввести аббревиатуру этого названия, то получим АТФ (англ. ATP). Это вещество относится к группе нуклеозидтрифосфатов и играет ведущую роль в процессах метаболизма в живых клетках, являясь для них незаменимым источником энергии.

…

Первооткрывателями АТФ стали учёные-биохимики гарвардской школы тропической медицины — Йеллапрагада Суббарао, Карл Ломан и Сайрус Фиске. Открытие произошло в 1929 году и стало главной вехой в биологии живых систем. Позднее, в 1941 году, немецким биохимиком Фрицем Липманом было установлено, что АТФ в клетках является основным переносчиком энергии.

Строение АТФ

Эта молекула имеет систематическое наименование, которое записывается так: 9-β-D-рибофуранозиладенин-5′-трифосфат, или 9-β-D-рибофуранозил-6-амино-пурин-5′-трифосфат. Какие соединения входят в состав АТФ? Химически она представляет собой трифосфорный эфир аденозина — производного аденина и рибозы. Это вещество образуется путём соединения аденина, являющегося пуриновым азотистым основанием, с 1′-углеродом рибозы при помощи β-N-гликозидной связи. К 5′-углероду рибозы затем последовательно присоединяются α-, β- и γ-молекулы фосфорной кислоты.

Это интересно: немембранные органоиды клетки, их особенности.

Таким образом, молекула АТФ содержит такие соединения, как аденин, рибозу и три остатка фосфорной кислоты. АТФ — это особое соединение, содержащее связи, при гидролизе которых высвобождается большое количество энергии. Такие связи и вещества называются макроэргическими. Во время гидролиза этих связей молекулы АТФ происходит выделение количества энергии от 40 до 60 кДж/моль, при этом данный процесс сопровождается отщеплением одного или двух остатков фосфорной кислоты.

Вот как записываются эти химические реакции:

• 1). АТФ + вода→АДФ + фосфорная кислота + энергия;
• 2). АДФ + вода→АМФ + фосфорная кислота + энергия.

Энергия, высвобожденная в ходе указанных реакций, используется в дальнейших биохимических процессах, требующих определённых энергозатрат.

Это интересно: примером рационального природопользования является… что?

Роль АТФ в живом организме. Её функции

Какую функцию выполняет АТФ? Прежде всего, энергетическую. Как уже было выше сказано, основной ролью аденозинтрифосфата является энергообеспечение биохимических процессов в живом организме. Такая роль обусловлена тем, что благодаря наличию двух высокоэнергетических связей, АТФ выступает источником энергии для многих физиологических и биохимических процессов, требующих больших энергозатрат. Такими процессами являются все реакции синтеза сложных веществ в организме. Это, прежде всего, активный перенос молекул через клеточные мембраны, включая участие в создании межмембранного электрического потенциала, и осуществление сокращения мышц.

Кроме указанной, перечислим ещё несколько, не менее важных, функций АТФ, таких, как:

• медиатор в синапсах и сигнальное вещество в других межклеточных взаимодействиях (функция пуринергической передачи сигнала);
• регуляция различных биохимических процессов, таких, как усиление или подавление активности ряда ферментов путём присоединения к их регуляторным центрам (функция аллостерического эффектора);
• участие в синтезе циклического аденозинмонофосфата (АМФ), являющегося вторичным посредником в процессе передачи гормонального сигнала в клетку (в качестве непосредственного предшественника в цепочке синтеза АМФ);
• участие вместе с другими нуклеозидтрифосфатами в синтезе нуклеиновых кислот (в качестве исходного продукта).

Как образуется АТФ в организме?

Синтез аденозинтрифосфорной кислоты идёт постоянно, т. к. энергия организму для нормальной жизнедеятельности нужна всегда. В каждый конкретный момент содержится совсем немного этого вещества — примерно 250 граммов, которые являются «неприкосновенным запасом» на «чёрный день». Во время болезни идёт интенсивный синтез этой кислоты, потому что требуется много энергии для работы иммунной и выделительной систем, а также системы терморегуляции организма, что необходимо для эффективной борьбы с начавшимся недугом.

В каких клетках АТФ больше всего? Это клетки мышечной и нервной тканей, поскольку в них наиболее интенсивно идут процессы энергообмена. И это очевидно, ведь мышцы участвуют в движении, требующем сокращения мышечных волокон, а нейроны передают электрические импульсы, без которых невозможна работа всех систем организма. Поэтому так важно для клетки поддерживать неизменный и высокий уровень аденозинтрифосфата.

Каким же образом в организме могут образовываться молекулы аденозинтрифосфата? Они образуются путём так называемого фосфорилирования АДФ (аденозиндифосфата). Эта химическая реакция выглядит следующим образом:

АДФ + фосфорная кислота + энергия→АТФ + вода.

Фосфорилирование же АДФ происходит при участии таких катализаторов, как ферменты и свет, и осуществляется одним из трёх способов:

• фотофосфорилирование (фотосинтез у растений) ;
• окислительное фосфорилирование АДФ Н-зависимой АТФ-синтáзой, в результате которого основная масса аденозинтрифосфата образуется на мембранах митохондрий клеток (связано с дыханием клетки);
• субстратное фосфорилирование в цитоплазме клетки в процессе гликолиза или путём переноса фосфатной группы с других макроэргических соединений, не требующее участия мембранных ферментов.

Как окислительное, так и субстратное фосфорилирование использует энергию веществ, окисляющихся в процессе такого синтеза.

Вывод

Аденозинтрифосфорная кислота — это наиболее часто обновляемое вещество в организме. Сколько в среднем живёт молекула аденозинтрифосфата? В теле человека, например, продолжительность её жизни составляет менее одной минуты, поэтому одна молекула такого вещества рождается и распадается до 3000 раз за сутки. Поразительно, но в течение дня человеческий организм синтезирует около 40 кг этого вещества! Настолько велики потребности в этом «внутреннем энергетике» для нас!

Весь цикл синтеза и дальнейшего использования АТФ в качестве энергетического топлива для процессов обмена веществ в организме живого существа представляет собой саму суть энергетического обмена в этом организме. Таким образом, аденозинтрифосфат является своего рода «батарейкой», обеспечивающей нормальную жизнедеятельность всех клеток живого организма.