ATP (Adenosina Trifosfato): cos’è, struttura chimica, ruolo nel metabolismo

L’adenosina trifosfato (ATP) è una molecola fondamentale per le reazioni cellulari e prende il nome dalla sua struttura chimica: è formata da adenina, ribosio e tre gruppi fosfato.

Questa molecola è importate per il metabolismo e viene definita come la “moneta contante” per gli scambi energetici, in quanto intrappola energia per poi trasferirla per lo svolgimento delle varie funzioni cellulari.

In questo articolo analizziamo che cos’è l’ATP, qual è il suo ruolo nel metabolismo e come viene sintetizzata.

Che cos’è l’ATP (adenosina trifosfato)? Struttura e dove si trova

L’ATP è un nucleotide e rappresenta la molecola energetica di riferimento per tutti i processi cellulari che richiedono energia.

L’ATP ha una struttura chimica particolare da cui deriva il suo nome. Questa molecola è formata da tre costituenti:

• adenina, una base azotata;
• ribosio, uno zucchero a 5 atomi di carbonio;
• tre gruppi fosfato.

L’ATP si trova soprattutto all’interno delle cellule, specialmente in quelle che hanno bisogno di molta energia per le loro attività, come le cellule muscolari. Si trova in:

• citosol, dove hanno luogo le vie metaboliche che portano alla produzione di ATP;
• mitocondri, sedi delle reazioni che generano ATP tramite aerobiosi;
• membrana plasmatica, dove regola il trasporto di metaboliti.

Funzioni ATP: qual è il ruolo principale nel metabolismo?

L’ATP ha la capacità di estrarre energia dai substrati, conservarla nei suoi legami chimici e fornirla per alimentare le reazioni e le funzioni cellulari.

L’ATP rappresenta quindi la “moneta di scambio energetico” per le cellule, essendo deputata alla raccolta e allo smistamento di energia verso le reazioni che la richiedono.

Questa molecola, inoltre, identifica il perfetto collegamento tra catabolismo e anabolismo: viene prodotta dalle reazioni cataboliche, che rilasciano energia (esoergoniche), per poi essere utilizzata da quelle anaboliche, che consumano energia (endoergoniche).

L’ATP, oltre a queste, svolge altre funzioni:

• mediatore chimico (neurotrasmettitore inibitorio, responsabile del dolore e dell’infiammazione);
• segnalatore energetico;
• trasporto attivo di metaboliti attraverso la membrana;
• movimento meccanico (contrazione muscolare e movimenti del citoscheletro cellulare);
• formazione fosfocreatina.

L’ATP viene continuamente consumato: una molecola di ATP ha una vita brevissima. È stato calcolato che una persona adulta di 170 cm e 75 kg ne produce e consuma ogni giorno circa 40 kg, utilizzati tutti nelle reazioni biochimiche che la tengono in vita.

Tuttavia, le cellule accumulano piccoli quantitativi di ATP (80-100 g in tutto il corpo), per cui questo composto può fornire energia solo per i primi istanti di attività (1-4 secondi), terminati i quali si esaurisce e deve essere risintetizzata.

Per mantenere costante la concentrazione di ATP intervengono i sistemi energetici che, tramite l’ossidazione di vari substrati, permettono di continuare l’attività.

Come si crea l’ATP

Tramite il metabolismo L’ATP viene sintetizzato durante la fosforilazione ossidativa, da un complesso molecolare situato nella membrana mitocondriale interna: l’ATP sintasi.

NADH e FADH2 attraversano la catena di trasporto degli elettroni situata nella membrana mitocondriale interna e questo flusso di elettroni permette il trasferimento di protoni (H+) dalla matrice allo spazio intermembrana, passando attraverso gli stessi trasportatori di elettroni.

I protoni a un certo punto ritornano nella matrice passando stavolta attraverso l’ATP sintasi che unisce ADP e Pi per formare ATP.

Bibliografia

I principi di biochimica di Lehninger – Nelson, Cox
Le basi molecolari della nutrizione – Arienti
Biologia Cellulare e Molecolare – Karp
Biochimica della nutrizione – Leuzzi, Bellocco, Barreca
Fisiologia applicata allo sport. Aspetti energetici, nutrizionali e performance – MacArdle, Katch, Katch
Farmacologia – Rang & Dale
Running Nutrition – Marco Perugini

Note sull’autore: Andrea Barone

Laureato magistrale in “Scienze dell’Alimentazione e Nutrizione Umana” (prossimo all’esame di stato per l’abilitazione all’esercizio della professione di biologo nutrizionista) e triennale in “Scienza della Nutrizione”.

Invictus Trainer che esercita da circa 4 anni l’attività di personal trainer, con l’obiettivo di migliorare la composizione corporea dei suoi clienti e correggere le loro abitudini alimentari. Aspira a crescere professionalmente nel settore sportivo agonistico in qualità di preparatore atletico e/o personal trainer curando parallelamente l’aspetto nutrizionale degli atleti.