Mikä on ATP -hydrolyysi?

ATP -hydrolyysi on ensisijainen menetelmä, jota ihmiskeho käyttää vapauttamaan energiaa kemiallisesti lihaksiin ja muihin kehon järjestelmiin elämän ylläpitämiseksi. Kemiallinen adenosiinitrifosfaatti (ATP) muuttuu adenosiinidifosfaatiksi (ADP) menettämällä fosfaanivedetön ryhmä yhdisteen lopussa, mikä johtaa kemiallisen energian ja lämmön vapautumiseen. On myös mahdollista, että ADP voidaan muuntaa yksi taso kauemmas molekyyliketjusta, adenosiinimonofosfaatiksi (AMP) vapauttaen lisää energiaa. Erityisolosuhteissa on joskus myös niin, että ATP voidaan hydrolysoida suoraan AMP: ksi, jolloin kahden fosfaattiryhmän energia vapautuu prosessin molekyylin päässä yhden sijasta.

ATP -hydrolyysin vapauttama energian määrä voi vaihdella tekijöiden, kuten veren pH: n tai happaman tason, ja magnesiumin läsnäolon mukaan, joka sitoutuu reaktion sivutuotteisiin. Koska ATP: n muuttaminen ADP: ksi voi alentaa veren pH -tasoa, sen on katsottu johtuvan maitohappoasidoosista, tilasta, jossa veren happipitoisuuden lasku voi johtaa hengenahdistukseen, vatsakipuun ja muihin sivuvaikutuksiin. Maitohappoasidoositapaukset ovat usein oire liikunnan fysiologiassa, kun lihasryhmille asetetaan suuri energian kysyntä.

Vesi on myös välttämätöntä reaktiolle, jotta ATP -hydrolyysi voi tapahtua. Tätä ei yleensä oteta huomioon energiakaavoissa, jotka selittävät ATP -hydrolyysin, koska se on neutraali väliaine energian lopputulokselle. Eksotermisen energian vapautuminen ATP -hydrolyysillä voi tuottaa veden ionisia yhdisteitä, kuten hydroksyyli -ionia OH.

Energian kemiallinen varastointi ihmisten soluihin on tärkeää, koska sen kilpailija, energian varastointi pelkällä lämmöllä tai kaloreilla, on vähemmän tehokasta. Solujen on pysyttävä säädetyssä lämpötilassa toimiakseen kunnolla. Siksi ATP -hydrolyysi ei ole pelkästään kemiallisen energian varastoinnin, ottamisen ja energian vapauttamisen muoto keholle, vaan se on myös ensisijainen keino, jolla ihmiskeho kuljettaa energiaa elimestä elimeen. Kemikaali on myös melko vakaa ja sen hajoaminen johtaa suhteellisen suuriin energiapäästöihin, kun fosfori-happisidokset ATP-molekyylissä varastoivat noin 7 kcal/mooli energiaa.

Vaikka ATP-hydrolyysi on välttämätön solujen terveelle hengitykselle ja toiminnalle, se ei ole ainoa energiaa tuottava kemiallinen reaktio kehossa. Kreatiinifosfaatti on toinen fosfaattikemikaali, jota käytetään kehossa energian luomiseen. Samoin keho syntetisoi ATP: tä energian käyttöä varten, kun joku nukkuu tai käyttää hyvin vähän lihasryhmiä. Kehon solut tuottavat ATP: tä käyttämällä proteiineja ja hapettamalla entsyymiä, nikotiiniamidiadeniinidinukleotidia (NADH), joka on peräisin niasiinivitamiinista.