Пошук:
Автор Pavlenko | 21 февраля 2016 | Коментарів: 0 | Переглянуто 703
Рубрика: Статті

АТФ – головний енергетичний гравець клітини і не тільки…

Вивчаючи біологію людини в загальноосвітній школі, АТФ  ми починаємо розглядати лише в 10 класі. До цього короткі відомості про неї повідомляються у попередніх класах при вивченні будови клітини та обміну речовин і енергії. Але особливих знань про надзвичайну важливість молекул АТФ для життєдіяльності організмів до 10 класу в учнів немає. Отже, чим характеризується ця хімічна сполука? 
   З усієї інформації, яка дана в підручниках біології про молекули АТФ є та, що всі живі клітини використовують її як «пальне». Це універсальне джерело енергії живить біологічні реакції, що забезпечують функціонування клітин і процвітання всього організму. Вчені вважають, що «АТФ - незамінний «гравець» на біологічному полі». 
   АТФ відкрита в 30-х роках ХХ ст. групою вчених Гарвардської медичної школи, а вже всередині ХХ ст. вчений Ф.Ліпман показав, що АТФ є основним переносником енергії в клітині. На той час про інші функції було невідомо.
   Виявилося, однак, що ця сама затребувана людським організмом молекула виконує ще не менш значущу функцію. Результати багаторічних досліджень показують, що АТФ, поза всяким сумнівом, ще й важлива сигнальна молекула, яка забезпечує зв'язок між клітинами і тканинами по всьому організму. Механізм дії АТФ як сигнальної молекули є досить складним, так як до справи беруться ще й інші позаклітинні системи сигналізації.  
   Перші дослідження про сигнальну функцію були зроблені ще в середині ХХ ст., але науковими колами вони не сприйнялись серйозно. На початку ХХІ ст. з’явилось чимало даних про те, як молекули АТФ діють на клітини, знаходячись не всередині неї, а зовні. Також як вони беруть участь у виконанні тканинами та органами їхніх функцій. 
   Десятки років після відкриття АТФ не було відомо про позаклітинні функції молекул. А в 1962 р. вчені з Мельбурнського університету в Австралії, досліджуючи процеси передачі інформації вегетативної нервової системи, знайшли комунікативний зв'язок, в якому не беруть участі відомі нейромедіатори – ацетилхолін та норадреналін. Вчені інших наукових закладів також досліджували, що комунікація між руховими нейронами і м’язами здійснюється чимось іншим. Лише в 1990 р. з’явились молекулярні методи, з допомогою яких були ідентифіковані рецептори АТФ, що дозволяло досліджувати всю різноманітність впливів АТФ на інші клітини. Отже, численні дослідження привели до того, що для певної комунікації між клітинами використовується АТФ в якості нейромедіатора. Було з’ясовано, що частина молекул АТФ виходить в міжклітинний простір і відіграє роль зв’язкових між клітинами. Вивчення сигнальної системи з участю АТФ стало початком нової ери в області міжклітинних комунікацій.
   Відомі два види рецепторів АТФ:
а) Р2Х – кальцієвий і натрієвий іонні канали, що відкриваються у відповідь на зв’язування АТФ з їхньою позаклітинною частиною;
б) Р2У запускає каскад внутрішньоклітинних сигнальних процесів, коли молекула АТФ приєднується до рецептору, і в результаті чого іони кальцію звільняються із внутрішньоклітинного депо в цитоплазму. 
   АТФ синтезується в особливих клітинних структурах – мітохондріях. Одним із головних дійових осіб процесу служать протони Н+, які звільняються з молекул глюкози при їх розщепленні. В мітохондріях протони беруть участь в приєднанні фосфатної групи до аденозиндифосфату, в результаті чого й утворюється АТФ, що виходить в цитоплазму. При відщепленні від АТФ кінцевої фосфатної групи виділяється енергія, що використовується для процесів, наприклад, для синтезу білків. 
АТФ відноситься до так званих макроергічних сполук, тобто до хімічних сполук, що містить зв'язки, при гідролізі яких відбувається звільнення значної кількості енергії. Гідроліз макроергічних зв'язків молекули АТФ, супроводжуваний відщепленням одного або двох залишків фосфорної кислоти, призводить до виділення, за різними даними, від 40 до 60 кДж / моль. Звільнена енергія використовується в різноманітних процесах, що протікають з витратою енергії. Отже, зберігачами енергії в молекулі АТФ слугують хімічні зв’язки між трьома фосфатними групами. 
   Головна роль АТФ в організмі пов'язана з забезпеченням енергією численних біохімічних реакцій. Будучи носієм двох високоенергетичних зв'язків, АТФ служить безпосереднім джерелом енергії для безлічі енерговитратних біохімічних і фізіологічних процесів. Все це реакції синтезу складних речовин в організмі: здійснення активного перенесення молекул через біологічні мембрани, у тому числі і для створення трансмембранного електричного потенціалу; здійснення м'язового скорочення. Тобто АТФ забезпечує роботу різноманітних клітинних механізмів, які дозволяють функціонувати кожній клітині окремо і в цілому. 
   Крім енергетичної функції АТФ виконує в організмі ще ряд інших не менш важливих функцій:
-разом з іншими речовинами АТФ є вихідним продуктом при синтезі нуклеїнових кислот;
-АТФ відводиться важливе місце в регуляції багатьох біохімічних процесів, наприклад, приєднуючись до регуляторних центрів ферментів, підсилює або придушує їх активність;
-АТФ є також безпосереднім попередником синтезу циклічного аденозинмонофосфату - вторинного посередника передачі в клітину гормонального сигналу;
-відома роль АТФ в якості медіатора в синапсах і сигнального речовини в інших міжклітинних взаємодіях (пуринергічні передачі сигналу), причому функція АТФ у передачі сигналів між клітинами може стати основою в пошуках нових способів боротьби з хворобами людини.
   Тепер як підсумок дії АТФ на організм людини:
1)Мозок. В якості нейромедіатора АТФ безпосередньо бере участь у функціонуванні головного мозку та сенсорних рецепторів. Вона здійснює зв'язок між нейронами, між нейронами і клітинами нейроглії. Інформація, яка переноситься цими молекулами та продуктом їх розщеплення аденозином, впливає на сон, пам'ять, навчання, рухову активність. Вчені вважають, якщо сигнал досить сильний, то може розвинутись епілепсія або інші психічні розлади. 
2)Сенсорні системи. АТФ регулює, а в деяких випадках переносить інформацію від сенсорних нервів очей, вух, носа і язика в головний мозок. Порожнину завитки внутрішнього вуха вистилають до 50 тисяч волоскових сенсорних клітин, і половина з них мають АТФ-рецептори. Смакові сосочки також несуть Р2Х-рецептори. Також АТФ бере участь в передачі в головний мозок больових стимулів.
3)Серце. Молекули АТФ, які звільняються разом з норадреналіном нервовими клітинами вегетативної нервової системи, стимулюють скорочення міокарда. Порушення в роботі даної сигнальної системи викликає аритмію та зміну артеріального тиску.
4)Кісткова тканина. Активація АТФ-рецепторів стимулює процеси відновлення кісткової тканини і подавляє процеси її руйнування. 
5)Шкіра. Активація АТФ-рецепторів сприяє заживленню ран, а також, можливо, бере участь в нормалізації процесів клітинної проліферації при деяких шкірних захворюваннях, наприклад, псоріазі та склеродермії. 
6)Внутрішні органи. АТФ, що звільняється нервовими клітинами кишечника, сприяє скороченню його стінок і секреції травних ферментів. АТФ бере участь в регуляції ерекції, а також скорочення стінок сечового міхура. 
7)Імунна система. Молекули АТФ, що виходять з клітин при пошкодженні тканин, стимулюють клітини імунної системи до запуску запалення як захисної реакції організму. Але тривале запалення може призвести до небажаних наслідків, наприклад, ревматоїдного артриту. АТФ в якості переносника інформації допомагає клітинам імунної системи знищувати клітини, інфіковані патогенними бактеріями. 
   На сьогоднішній день вчені вважають, що колись всі можливості АТФ розкриються повністю і це допоможе покращити якість життя людей. 
скачать dle 10.3фильмы бесплатно


Подібні публікації:
Характер руху псевдоподій, війок та джгутиків Характер руху псевдоподій, війок та джгутиків
 Війки та джгутики належать до мікротубулярних органел і являють собою рухливі цитоплазматичні вирости...
Попелиці фотосинтезують??? Попелиці фотосинтезують???
 Попелиця унікальна серед тварин завдяки здатності синтезувати пігменти під назвою «каротиноїди». У попелиці цей пігмент може...
Відмінні ознаки покритонасінних рослин. Відмінні ознаки покритонасінних рослин.
Покритонасінні рослини займають панівне становище на планеті. Які ж ознаки допомагають їм у цьому?...
Температурні межі існування життя. Температурні межі існування життя.
Від температури навколишнього середовища залежить швидкість усіх хімічних реакцій, що становлять обмін речовин. Види, які віддають перевагу холодові...
Обмін речовин та енергії Обмін речовин та енергії
Обмін речовин та енергії...
Навігація ↓
Реклама ↓
Статистика ↓
bigmir)net TOP 100

free counters
Реклама ↓
На сайті знайшли ↓