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Adenosina Trifosfato (ATP)

data di redazione: 08 Luglio 2018 - data modifica: 09 Luglio 2018
Adenosina Trifosfato (ATP)

Adenosina Trifosfato (ATP)

Adenosina trifosfato (ATP): la base dei sistemi energetici.

L’adenosina trifosfato (ATP) rappresenta la base del metabolismo energetico di praticamente la quasi totalità degli organismi superiori, costituendo un sistema di scambio energetico universale. 

L’ATP (adenosin-trifosfato) è una molecola ad alto contenuto di energia utilizzata da tutti gli organismi viventi per compiere le reazioni chimiche necessarie alla sopravvivenza. 

Uno spermatozoo per raggiungere l’ovulo e fecondarlo deve muovere la coda ed utilizza come fonte di energia l’ATP. Allo stesso modo il muscolo di un atleta che solleva pesi utilizza ATP. 

L’energia contenuta nell’ATP è necessaria anche per la trasmissione degli impulsi nervosi, per mantenere costante la temperatura corporea o per riscaldare il corpo se esso è esposto al freddo.  

Senza ATP non vi sarebbero reazioni chimiche e senza reazioni chimiche la vita non sarebbe possibile.

Per poterne comprendere l’importanza risulta molto utile fare un passo indietro focalizzando il meccanismo alla base degli scambi energetici tra i vari organismi presenti nel nostro pianeta. 

Esistono infatti macroscopicamente due modalità di classificazione degli organismi relativamente alla capacità di procurarsi le sostanze necessarie al sostentamento: 

• Organismi autotrofi: in grado cioè di produrre, utilizzando una fonte energetica come ad esempio la luce solare e gli scheletri di carbonio provenienti dalla CO2, autonomamente quanto necessario dal punto di vista energetico. Sono organismi autotrofi i gran parte dei vegetali. 

• Organismi eterotrofi: non in grado di produrre quanto necessario dal punto di vista energetico, devono quindi alimentarsi direttamente o indirettamente di organismi o parti di organismi autotrofi. Sono organismi eterotrofi gli animali e i funghi.

Da quanto appena accennato dovrebbe risultare chiaro come esista un continuo rapporto tra gli organismi autotrofi che assemblano il proprio materiale a funzione energetica (per esempio amido) e organismi eterotrofi che, dopo essersene alimentati, disassemblano e usano a fini energetici il suddetto materiale. 

L’ ATP è la molecola che consente tutti questi scambi, in quanto risultato della degradazione dei principali nutrienti, rappresentando la forma di immagazzinamento di energia prontamente disponibile di elezione. 

Dal punto di vista strutturale l’ATP è costituita da: 

• Adenina (un nucleotide) 

• Ribosio (zucchero pentoso, cioè a 5 atomi di carbonio) 

• Gruppi fosfato: sono 3 di cui 2 con legame fosfo-anidro ad alta energia e uno a legame fosfo estereo a bassa energia 

Il legame fosfo-anidro terminale può essere scisso da enzimi litici, definiti ad attività ATPasica ottenendo: 

• 1 Molecola di Adenosina di fosfato 

• 1 Molecola di fosfato 

• Energia derivata dalla rottura del legame (per mole 30,5 kj - 7,5 kcal – per molecola 7.19 x 10 -20 kj 1.24 x 10-20 kcal) 

La quasi totalità dei processi biologici che richiedono energia, da quelli necessari al funzionamento della cellula come i trasportatori attivi di membrana o l’attività sintetica dei ribosomi, a quelli di interesse sistemico come la contrazione muscolare o il funzionamento di organi e apparati, vengono alimentati mediante il suddetto processo di idrolisi dell’ATP. 

L’ ADP viene utilizzata come base di partenza per il processo che condurrà alla sintesi di nuove molecole di ATP, mediante reazioni di fosforilazione (aggiunta di un gruppo fosfato) che comportano l’immagazzinamento di energia sotto forma di un legame fosfo-anidro.

ATP E BODYBUILDING

L’ adenosina trifosfato è il legame chimico tra catabolismo (il processo di scissione di molecole organiche complesse in molecole più semplici) e metabolismo (l’insieme delle reazioni di sintesi all’interno di un organismo) e ne rappresenta la via energetica.

L’ ATP, pertanto, è di vitale importanza per l’esistenza stessa della cellula perché senza di essa non potrebbero avvenire gli scambi energetici necessari allo svolgimento di qualsiasi lavoro biologico.

Infatti, la maggior parte dei processi che avvengono nell’organismo e richiedono energia, dipende dall’alimentazione continua dell’ ATP che permette il trasporto attivo attraverso la membrana plasmatica, la trasmissione degli impulsi nervosi, la contrazione dei muscoli, la divisione cellulare e anche la sintesi delle proteine.

Nei vertebrati, il gruppo fosfato, indispensabile perché avvengano questi processi, si trova soprattutto nel tessuto muscolare ed è contenuto in un composto specifico, che prende il nome di creatinfosfato.

Ma come si origina questa sostanza e perché è tanto importante?

Creatinfosfato: energia per i muscoli. Per spiegare cosa sia il creatinfosfato, dobbiamo fare un brevissimo passo indietro e capire da dove provenga questo composto.

Tutto si origina da un enzima, chiamato creatina chinasi, che il nostro organismo produce in maniera autonoma in presenza di uno stress muscolare (ad esempio durante un allenamento in palestra).

In tali circostanze, questo enzima assolve il compito di trasformare la creatina in fosfocreatina e per fare ciò si serve di un suo gruppo fosfato che, aggiunto alla creatina, forma il creatinfosfato (fosfato+creatina).

Il processo messo in atto dalla creatina chinasi, quindi, è necessario per l’utilizzo della creatina da parte del nostro organismo, così da renderla disponibile nei momenti di sollecitazione muscolare.

Il ciclo creatina – ATP

Da quanto appena descritto, abbiamo appreso che la creatina riesce ad accumulare energia solo dopo il suo processo di conversione (da parte del creatina chinasi) e immagazzinamento nel muscolo sotto forma di fosfocreatina.

In condizioni di riposo, la creatina è conservata nei tessuti muscolari come fosfocreatina.

Sotto stress, invece, l’organismo utilizza le sue scorte di ATP per produrre energia, scorte che ovviamente dopo un certo periodo vengono a mancare (generalmente dopo pochi secondi).

Che cosa accade quindi nel momento in cui si esaurisce l’adenosina trifosfato?

In simili circostanze, l’ ATP deve essere rigenerato subito: affinché avvenga questo meccanismo di ricarica è necessario l’intervento della fosfocreatina che deve cedere un suo gruppo fosfato all’ADP.

Questa è anche chiamata adenosina difosfato: in altre parole si tratta di una molecola di ATP che ha perso un suo gruppo fosfato. 

Attraverso un processo di fosforilazione, l’ADP restituisce il gruppo fosfato all’ ATP (fosforilazione) e ricomincia il ciclo. 

In pratica, durante un esercizio molto impegnativo e di breve durata, le scorte di ATP vengono consumate dopo circa 3-5 secondi.

E’ proprio in questo preciso momento che entra in gioco la fosfocreatina che, cedendo un suo gruppo fosfato, rende immediatamente utilizzabile l’ ATP.

Per tale motivo la stessa quantità andata perduta deve essere nuovamente introdotta attraverso l’alimentazione, in modo tale da mantenere invariate le concentrazioni di creatina presenti nel sangue e nei muscoli.

Scritto da: ABC Team

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