En plus des protéines, des graisses et des glucides, un grand nombre d'autres composés organiques sont synthétisés dans la cellule, qui peuvent être divisés en intermédiaire Et final. Le plus souvent, la production d'une certaine substance est associée au fonctionnement d'un convoyeur catalytique (un grand nombre d'enzymes) et est associée à la formation de produits de réaction intermédiaires sur lesquels l'enzyme suivante agit. Les composés organiques finaux remplissent des fonctions indépendantes dans la cellule ou servent de monomères dans la synthèse de polymères. Les substances finales comprennent acides aminés, glucose, nucléotides, ATP, les hormones, vitamines.

L’acide adénosine triphosphorique (ATP) est une source universelle et le principal accumulateur d’énergie des cellules vivantes. L'ATP se trouve dans toutes les cellules végétales et animales. La quantité d'ATP varie et est en moyenne de 0,04 % (par poids humide de cellule). La plus grande quantité d'ATP (0,2 à 0,5 %) est contenue dans les muscles squelettiques.

L'ATP est un nucléotide constitué d'une base azotée (adénine), d'un monosaccharide (ribose) et de trois résidus d'acide phosphorique. Étant donné que l'ATP contient non pas un, mais trois résidus d'acide phosphorique, il appartient aux ribonucléosides triphosphates.

La plupart du travail effectué dans les cellules utilise l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP. Dans ce cas, lors du clivage du résidu acide phosphorique terminal, l’ATP est converti en ADP ( adénosine diphosphore acide), après élimination du deuxième résidu d'acide phosphorique - en AMP ( adénosine monophosphore acide). Le rendement énergétique libre lors de l'élimination des résidus terminaux et secondaires de l'acide phosphorique est de 30,6 kJ. L'élimination du troisième groupe phosphate s'accompagne de la libération de seulement 13,8 kJ. Les liaisons entre le terminal et les deuxième, deuxième et premier résidus de l'acide phosphorique sont appelées haute énergie (haute énergie).

Les réserves d'ATP sont constamment reconstituées. Dans les cellules de tous les organismes, la synthèse de l'ATP se produit lors du processus de phosphorylation, c'est-à-dire ajout d'acide phosphorique à l'ADP. La phosphorylation se produit avec une intensité variable dans les mitochondries, lors de la glycolyse dans le cytoplasme et lors de la photosynthèse dans les chloroplastes. La molécule d'ATP est utilisée dans une cellule en 1 à 2 minutes ; chez une personne, l'ATP est formé et détruit en quantité égale à son poids corporel par jour.

Les molécules organiques finales sont également vitamines Et les hormones. Jouer un rôle majeur dans la vie des organismes multicellulaires vitamines. Les vitamines sont considérées comme des composés organiques qu'un organisme donné ne peut pas synthétiser (ou synthétise en quantité insuffisante) et doit les recevoir avec l'alimentation. Les vitamines se combinent aux protéines pour former des enzymes complexes. S'il y a un manque de vitamines dans les aliments, l'enzyme ne peut pas se former et l'une ou l'autre carence en vitamines se développe. Par exemple, un manque de vitamine C conduit au scorbut, un manque de vitamine B 12 conduit à l'anémie, une perturbation de la formation normale des globules rouges.

Les hormones sont régulateurs, affectant le fonctionnement des organes individuels et de l'organisme tout entier dans son ensemble. Ils peuvent être de nature protéique (hormones de l'hypophyse, du pancréas), ils peuvent être des lipides (hormones sexuelles), ils peuvent être des dérivés d'acides aminés (thyroxine). Les hormones sont produites à la fois par les animaux et par les plantes.

Le métabolisme énergétique, ou dissimilation, ou catabolisme, est un ensemble de réactions de dégradation enzymatique de composés organiques (protéines, graisses, glucides) et de formation de composés riches en énergie (adénosine triphosphate, etc.) .

L'ATP et les composés similaires (appelés macroergiques) assurent une variété de processus vitaux : synthèse biologique, maintien des différences de concentration de substances (gradients) et transport de substances à travers les membranes, conduite d'impulsions électriques, travail musculaire, sécrétion de diverses sécrétions, etc. .

L'énergie chimique des nutriments entrant dans l'organisme est contenue dans des liaisons covalentes entre les atomes des molécules de composés organiques. Par exemple, lorsqu’une liaison chimique telle qu’une liaison peptidique est rompue, environ 12 kJ pour 1 mole sont libérées. Dans le glucose, la quantité d'énergie potentielle contenue dans les liaisons entre les atomes de C, H et O est de 2 800 kJ pour 1 mole (c'est-à-dire pour 180 g de glucose). Lorsque le glucose est décomposé, du dioxyde de carbone et de l'eau se forment et de l'énergie est libérée selon l'équation finale :

SbN 1 gob + 6O2-IZN2O + 6C02 + 2800 kJ.

Une partie de l’énergie libérée par les nutriments est dissipée sous forme de chaleur et une autre partie est accumulée, c’est-à-dire stockée dans les liaisons phosphate riches en énergie de l’ATP. Les molécules d'ATP stockent plus de la moitié de l'énergie qui peut être extraite des molécules organiques lorsqu'elles sont oxydées en H20 et CO2. Grâce à la formation d’ATP, l’énergie est convertie en une forme concentrée plus pratique à partir de laquelle elle peut être facilement libérée. En moyenne, une cellule contient environ 1 milliard de molécules d'ATP, dont la dégradation (hydrolyse) en ADP et en phosphate fournit de l'énergie pour de nombreux processus biologiques et chimiques qui se produisent avec l'absorption d'énergie.

Molécule d'ATP se compose de la base azotée adénine, du sucre ribose et de trois résidus d'acide phosphorique (14). L'adénine, le ribose et le premier phosphate forment l'adénosine monophosphate (AMP). Lorsqu’un deuxième phosphate est ajouté au premier, on obtient de l’adénosine diphosphate (ADP). La molécule à trois résidus d’acide phosphorique (ATP) est la plus énergivore. Le clivage du phosphate terminal de la molécule d'ATP s'accompagne de la libération de 40 kJ d'énergie au lieu des 12 kJ libérés lorsque les liaisons chimiques ordinaires sont rompues. Grâce aux liaisons riches en énergie de la molécule d'ATP, la cellule peut accumuler de grandes quantités d'énergie dans un petit espace et la dépenser selon ses besoins. La synthèse de l'ATP est réalisée dans des organites cellulaires spéciaux - les mitochondries.

Étapes du métabolisme énergétique

Le métabolisme énergétique est généralement divisé en trois étapes. La première étape est préparatoire, également appelée digestion. Elle s'effectue principalement à l'extérieur des cellules sous l'action d'enzymes sécrétées dans la cavité du tube digestif. A ce stade, les grosses molécules de polymère se décomposent en monomères : les protéines en acides aminés, les polysaccharides en sucres simples, les graisses en acides gras et le glycérol. Cela libère une petite quantité d’énergie qui est dissipée sous forme de chaleur.

Lors de la deuxième étape, les petites molécules formées au cours du processus de digestion pénètrent dans les cellules et subissent une dégradation ultérieure. La partie la plus importante de la deuxième étape du métabolisme énergétique est la glycolyse – la dégradation du glucose. La glycolyse peut se produire en l'absence d'oxygène.

À la suite d’une série de réactions enzymatiques séquentielles, une molécule de glucose contenant six atomes de carbone est convertie en deux molécules d’acide pyruvique (C3H403), contenant chacune trois atomes de carbone. L'acide phosphorique et l'ADP sont impliqués dans la dégradation du glucose. L'acide pyruvique est ensuite réduit en acide lactique (dans les muscles), et l'équation globale ressemble à ceci :

SbN120b+2HzP04+2ADP-^ -*2SzH6OZ+2ATP+2H20

Ainsi, la dégradation d'une molécule de glucose s'accompagne de la formation de deux molécules d'ATP.

La dégradation anaérobie du glucose (glycolyse) peut être la principale source d'ATP dans la cellule chez les organismes qui n'utilisent pas d'oxygène moléculaire ou qui vivent en son absence, ainsi que dans les tissus d'organismes multicellulaires qui peuvent travailler dans des conditions anaérobies (par exemple, dans les muscles) lors d’un exercice intense. Dans ces conditions, les molécules d'acide pyruvique sont transformées soit en acide lactique, comme décrit ci-dessus, soit en d'autres composés (éthanol et CO2 dans les cellules de levure, acétone, acides butyrique et succinique dans divers micro-organismes, etc.).

La formation d’ATP dans les réactions glycolytiques est relativement inefficace, puisque ses produits finaux sont des molécules relativement grosses contenant une grande quantité d’énergie chimique. Par conséquent, la deuxième étape du métabolisme énergétique est dite incomplète. Cette étape est aussi appelée fermentation. L'extraction d'énergie de composés organiques en l'absence d'oxygène - fermentation - est très répandue dans la nature. La plupart des composés naturels constitués de carbone, d'hydrogène, d'oxygène et/ou d'azote sont fermentescibles dans des conditions anaérobies. De tels composés comprennent les polysaccharides, les hexoses, les pentoses, les trioses, les alcools polyhydriques, les acides organiques, les acides aminés, les purines et les pyrimidines. Les produits de la fermentation des glucides sont l'acide butyrique, l'acétone, le butanol, le propanol, etc. La cellulose polysaccharidique, suite au traitement par des micro-organismes, est transformée en alcool éthylique, acides acétique, formique et lactique, hydrogène moléculaire et CO2. Bactéries vivant dans le rumen des ruminants (10 9-10 10 cellules bactériennes dans 1 ml de liquide ruminal ; décomposent la cellulose contenue dans les aliments végétaux en composés simples facilement digestibles - acides organiques et alcools.

Certaines substances ne peuvent pas fermenter dans des conditions anaérobies. Ceux-ci comprennent des hydrocarbures aliphatiques et aromatiques saturés, des pigments végétaux - caroténoïdes et certains autres composés. En conditions aérobies, toutes ces substances sont complètement oxydées, mais en l’absence d’oxygène elles sont très stables. Grâce à cette stabilité, les hydrocarbures restent longtemps dans les champs pétroliers.

La troisième étape du catabolisme nécessite la présence d’oxygène moléculaire et s’appelle la respiration. Le développement de la respiration cellulaire chez les micro-organismes aérobies et dans les cellules eucaryotes n’est devenu possible qu’après l’apparition de l’oxygène moléculaire dans l’atmosphère terrestre suite à la photosynthèse. L’ajout d’une étape d’oxygène au processus catabolique fournit aux cellules un moyen puissant et efficace d’extraire les nutriments et l’énergie des molécules.

Les réactions de dégradation de l'oxygène, ou catabolisme oxydatif, se produisent dans des organites cellulaires spéciaux - les mitochondries, où pénètrent les molécules d'acide pyruvique. Après un certain nombre de transformations, les produits finaux se forment - CO2 et H0, qui se diffusent ensuite hors de la cellule. L’équation globale de la respiration aérobie ressemble à ceci :

2СзН60г+602+36НзР04+36ADP-^

V6CO2+6H2O+36AT0+36H2O"

Ainsi, l’oxydation de deux molécules d’acide lactique produit 36 ​​molécules d’ATP. Au total, au cours des deuxième et troisième étapes du métabolisme énergétique, la dégradation d'une molécule de glucose produit 38 molécules d'ATP. Par conséquent, la respiration aérobie joue le rôle principal en fournissant de l’énergie à la cellule.

Non seulement l'acide pyruvique, mais aussi les acides gras et certains acides aminés pénètrent dans les mitochondries, où ils sont convertis en l'un des produits intermédiaires du catabolisme oxydatif. Les mitochondries sont le centre où l'énergie est extraite des liaisons chimiques des graisses, des protéines et des glucides. Par conséquent, les mitochondries sont appelées les stations énergétiques de la cellule.

Des millions de réactions biochimiques ont lieu dans n'importe quelle cellule de notre corps. Ils sont catalysés par diverses enzymes, qui nécessitent souvent de l’énergie. Où la cellule l'obtient-elle ? On peut répondre à cette question si l'on considère la structure de la molécule d'ATP - l'une des principales sources d'énergie.

L'ATP est une source d'énergie universelle

ATP signifie adénosine triphosphate, ou adénosine triphosphate. La substance est l’une des deux sources d’énergie les plus importantes de toute cellule. La structure de l'ATP et son rôle biologique sont étroitement liés. La plupart des réactions biochimiques ne peuvent se produire qu'avec la participation de molécules d'une substance, cela est particulièrement vrai. Cependant, l'ATP est rarement directement impliquée dans la réaction : pour qu'un processus se produise, l'énergie contenue précisément dans l'adénosine triphosphate est nécessaire.

La structure des molécules de la substance est telle que les liaisons formées entre les groupes phosphate transportent une énorme quantité d'énergie. Par conséquent, de telles liaisons sont également appelées macroergiques ou macroénergétiques (macro = plusieurs, grande quantité). Le terme a été introduit pour la première fois par le scientifique F. Lipman, qui a également proposé d'utiliser le symbole ̴ pour les désigner.

Il est très important que la cellule maintienne un niveau constant d’adénosine triphosphate. Cela est particulièrement vrai pour les cellules des tissus musculaires et les fibres nerveuses, car elles sont les plus dépendantes de l'énergie et nécessitent une teneur élevée en adénosine triphosphate pour remplir leurs fonctions.

La structure de la molécule d'ATP

L'adénosine triphosphate est composée de trois éléments : le ribose, l'adénine et les résidus

Ribose- un glucide appartenant au groupe des pentoses. Cela signifie que le ribose contient 5 atomes de carbone, qui sont enfermés dans un cycle. Le ribose se connecte à l'adénine via une liaison β-N-glycosidique sur le 1er atome de carbone. Des résidus d'acide phosphorique sur le 5ème atome de carbone sont également ajoutés au pentose.

L'adénine est une base azotée. Selon la base azotée attachée au ribose, on distingue également le GTP (guanosine triphosphate), le TTP (thymidine triphosphate), le CTP (cytidine triphosphate) et l'UTP (uridine triphosphate). Toutes ces substances ont une structure similaire à celle de l'adénosine triphosphate et remplissent à peu près les mêmes fonctions, mais elles sont beaucoup moins courantes dans la cellule.

Résidus d'acide phosphorique. Un maximum de trois résidus d'acide phosphorique peuvent être attachés au ribose. S'il y en a deux ou un seul, alors la substance est appelée ADP (diphosphate) ou AMP (monophosphate). C'est entre les résidus de phosphore que se concluent des liaisons macroénergétiques, après la rupture desquelles 40 à 60 kJ d'énergie sont libérées. Si deux liaisons sont rompues, 80, moins souvent, 120 kJ d'énergie sont libérées. Lorsque la liaison entre le ribose et le résidu phosphore est rompue, seulement 13,8 kJ sont libérés, il n'y a donc que deux liaisons à haute énergie dans la molécule de triphosphate (P ̴ P ̴ P), et dans la molécule d'ADP il y en a une (P ̴ P).

Ce sont les caractéristiques structurelles de l’ATP. Du fait qu'une liaison macroénergétique se forme entre les résidus d'acide phosphorique, la structure et les fonctions de l'ATP sont interconnectées.

La structure de l'ATP et le rôle biologique de la molécule. Fonctions supplémentaires de l'adénosine triphosphate

En plus de l’énergie, l’ATP peut remplir de nombreuses autres fonctions dans la cellule. Avec d'autres nucléotides triphosphates, le triphosphate est impliqué dans la construction des acides nucléiques. Dans ce cas, ATP, GTP, TTP, CTP et UTP sont des fournisseurs de bases azotées. Cette propriété est utilisée dans les processus et la transcription.

L'ATP est également nécessaire au fonctionnement des canaux ioniques. Par exemple, le canal Na-K pompe 3 molécules de sodium hors de la cellule et pompe 2 molécules de potassium dans la cellule. Ce courant ionique est nécessaire pour maintenir une charge positive sur la surface externe de la membrane, et ce n'est qu'avec l'aide de l'adénosine triphosphate que le canal peut fonctionner. Il en va de même pour les canaux protoniques et calciques.

L'ATP est le précurseur du deuxième messager AMPc (adénosine monophosphate cyclique) - l'AMPc transmet non seulement le signal reçu par les récepteurs membranaires cellulaires, mais est également un effecteur allostérique. Les effecteurs allostériques sont des substances qui accélèrent ou ralentissent les réactions enzymatiques. Ainsi, l'adénosine triphosphate cyclique inhibe la synthèse d'une enzyme qui catalyse la dégradation du lactose dans les cellules bactériennes.

La molécule d’adénosine triphosphate elle-même peut également être un effecteur allostérique. De plus, dans de tels processus, l'ADP agit comme un antagoniste de l'ATP : si le triphosphate accélère la réaction, alors le diphosphate l'inhibe, et vice versa. Ce sont les fonctions et la structure de l’ATP.

Comment se forme l’ATP dans une cellule ?

Les fonctions et la structure de l'ATP sont telles que les molécules de la substance sont rapidement utilisées et détruites. La synthèse des triphosphates est donc un processus important dans la formation d’énergie dans la cellule.

Il existe trois méthodes les plus importantes pour la synthèse de l'adénosine triphosphate :

1. Phosphorylation du substrat.

2. Phosphorylation oxydative.

3. Photophosphorylation.

La phosphorylation du substrat est basée sur de multiples réactions se produisant dans le cytoplasme cellulaire. Ces réactions sont appelées glycolyse - étape anaérobie. À la suite d'un cycle de glycolyse, à partir d'une molécule de glucose, deux molécules sont synthétisées, qui sont ensuite utilisées pour produire de l'énergie, et deux ATP sont également synthétisées.

• C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Pn --> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H.

Respiration cellulaire

La phosphorylation oxydative est la formation d'adénosine triphosphate par transfert d'électrons le long de la chaîne de transport d'électrons membranaire. À la suite de ce transfert, un gradient de protons se forme sur un côté de la membrane et, à l’aide de l’ensemble intégral protéique de l’ATP synthase, des molécules sont construites. Le processus se déroule sur la membrane mitochondriale.

La séquence d'étapes de glycolyse et de phosphorylation oxydative dans les mitochondries constitue un processus commun appelé respiration. Après un cycle complet, 36 molécules d'ATP sont formées à partir d'une molécule de glucose dans la cellule.

Photophosphorylation

Le processus de photophosphorylation est le même que la phosphorylation oxydative avec une seule différence : des réactions de photophosphorylation se produisent dans les chloroplastes de la cellule sous l'influence de la lumière. L'ATP est produite au cours de la phase lumineuse de la photosynthèse, le principal processus de production d'énergie des plantes vertes, des algues et de certaines bactéries.

Lors de la photosynthèse, les électrons traversent la même chaîne de transport d’électrons, entraînant la formation d’un gradient de protons. La concentration de protons d’un côté de la membrane est à l’origine de la synthèse de l’ATP. L'assemblage des molécules est réalisé par l'enzyme ATP synthase.

La cellule moyenne contient 0,04 % d'adénosine triphosphate en poids. Cependant, la valeur la plus élevée est observée dans les cellules musculaires : 0,2-0,5 %.

Il y a environ 1 milliard de molécules d'ATP dans une cellule.

Chaque molécule ne vit pas plus d'une minute.

Une molécule d'adénosine triphosphate est renouvelée 2 000 à 3 000 fois par jour.

Au total, le corps humain synthétise 40 kg d'adénosine triphosphate par jour et la réserve d'ATP est à tout moment de 250 g.

Conclusion

La structure de l’ATP et le rôle biologique de ses molécules sont étroitement liés. La substance joue un rôle clé dans les processus vitaux, car les liaisons à haute énergie entre les résidus de phosphate contiennent une énorme quantité d'énergie. L'adénosine triphosphate remplit de nombreuses fonctions dans la cellule et il est donc important de maintenir une concentration constante de la substance. La décomposition et la synthèse se produisent à grande vitesse, car l'énergie des liaisons est constamment utilisée dans les réactions biochimiques. C'est une substance essentielle pour toute cellule du corps. C’est probablement tout ce que l’on peut dire sur la structure de l’ATP.

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L'extraction de l'énergie des nutriments - glucides, protéines, graisses se produit principalement à l'intérieur de la cellule. Dans celui-ci, tous les glucides sont représentés par le glucose, les protéines - les acides aminés, les graisses - les acides gras. Dans la cellule, le glucose, sous l'influence d'enzymes cytoplasmiques, est transformé en acide pyruvique (lors de la glycolyse anaérobie) (Fig. 1.6).

Riz. 1.6 Formation d'ATP lors de l'oxydation complète du glucose

Lors de ces transformations, 2 molécules d'ATP se forment à partir d'une molécule de glucose (sans compter 2 molécules d'ATP qui phosphorylent le substrat). La conversion du pyruvate en 2 molécules d'acétylcoenzyme A (AcCoA) favorise la formation de 6 molécules supplémentaires d'ATP. Et enfin, AcCoA pénètre dans les mitochondries et, en les oxydant en CO 2 et H 2 O, forme 24 autres molécules d'ATP. Mais non seulement l'acide pyruvique, mais aussi les acides gras et la plupart des acides aminés sont convertis en AcCoA dans le cytoplasme et pénètrent également dans la matrice mitochondriale. Dans le cycle de Krebs, l'AcCoA est décomposé en atomes d'hydrogène et en monoxyde de carbone. Le monoxyde de carbone se diffuse hors des mitochondries et hors de la cellule. Les atomes d'hydrogène se combinent avec le nicotinamide adénine dinucléotide oxydé (NAD+), formant du NAD réduit (NADH), et avec le nicotinamide adénine dinucléotide phosphate oxydé (NADP), formant du NADPH réduit, et sont ensuite transférés par des molécules porteuses d'hydrogène du NADH et du NADPH au système enzymatique. de la membrane mitochondriale interne.

En conséquence, le NADH et le NADPH cèdent un proton et deux électrons à la chaîne de transport électrique formée par ces enzymes (Fig. 1.7).

Fig. 1.7 Relation entre la dégradation des nutriments et le système de transport d'électrons dans la cellule

Lors du transfert d'électrons dans la chaîne de porteurs, les potentiels rédox augmentent - de valeurs négatives au potentiel de réduction O 2. Cette différence de potentiel redox constitue la force motrice qui conduit à la synthèse d’ATP. Le transfert décrit d'électrons et de protons du NADH et du NADPH le long de la chaîne de transport d'électrons est appelé phosphorylation oxydative. Selon la théorie chimiosmotique, qui explique le mécanisme de génération d'énergie lors de la phosphorylation oxydative, lors du transfert d'électrons le long de la chaîne de transport d'électrons, une paire d'électrons traverse trois fois la membrane mitochondriale interne, transférant à chaque fois deux protons vers l'extérieur (Fig. 1.8). ).

Riz. 1.8 Mécanisme chimiosmotique de phosphorylation oxydative dans la membrane interne des mitochondries.

En conséquence, une forte concentration de protons se produit à l'extérieur de la membrane et une faible concentration dans la matrice mitochondriale et, par conséquent, une différence de potentiel électrique entre l'extérieur (ayant une charge positive) et l'intérieur (accumulant une charge négative). ) couche de la membrane. Ces deux facteurs (champ électrique et différence de concentration) forment un gradient de protons transmembranaire électrochimique, grâce auquel les protons commencent à revenir à travers la membrane. Ce mouvement inverse des protons se produit via une protéine membranaire à laquelle se fixe l'ATP synthétase, située sur la face interne (matrice) de la membrane. L'interaction d'une protéine membranaire avec l'ATP synthétase l'active et s'accompagne de la synthèse d'ATP à partir des acides adénosine diphosphorique (ADP) et phosphorique (Pn). Par conséquent, le flux de protons à travers la membrane active la réaction :

ADP + Fn -> ATP + H 2 O

L'énergie du gradient de protons assure également le transport des ions calcium et sodium à travers la membrane mitochondriale, la réduction du NADP+ dans celles-ci à l'aide du NADH et la formation de chaleur. Les molécules d'ATP formées lors de la glycolyse et de la phosphorylation oxydative sont utilisées par la cellule pour fournir de l'énergie à presque toutes les réactions métaboliques intracellulaires.

Riz. 1.9 Schéma de la molécule d'ATP. Les flèches indiquent les connexions Tpuphospham à haute énergie.

Les liaisons phosphate macroergiques de la molécule d'ATP sont très instables et les groupes phosphate terminaux sont facilement clivés de l'ATP, libérant de l'énergie (7 à 10 kcal/mol d'ATP) (Fig. 1.9).

L'énergie est transférée par le transfert de groupes phosphates riches en énergie vers divers substrats, enzymes, les activant, et est dépensée pour la contraction musculaire, etc.

Système énergétique au phosphogène

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L'énergie des liaisons macroergiques de la molécule ATP est une forme universelle de réserve d'énergie libre dans l'organisme. Cependant, la quantité d’ATP stockée à l’intérieur de la cellule est faible. Il assure son fonctionnement pendant quelques secondes seulement. Cette circonstance a conduit à la formation de mécanismes sensibles qui régulent le métabolisme énergétique dans les cellules squelettiques, cardiaques et nerveuses. Ces tissus contiennent des composés organiques phosphatés qui stockent de l’énergie sous forme de liaisons phosphate et constituent une source de ces groupes phosphate riches en énergie pour la synthèse de l’ATP. Les composés organiques du phosphate sont appelés phosphagènes. Le plus important d’entre eux chez l’homme est la créatine phosphate (CP). Lors de sa dégradation, une énergie allant jusqu'à 10 kcal/mol est libérée, qui est utilisée pour la resynthèse de l'ATP. Une diminution de la teneur en ATP dans ces tissus entraîne la dégradation du CP, et une augmentation de la concentration en ATP conduit à sa resynthèse. Ainsi, dans le muscle squelettique, la concentration de CP est 3 à 5 fois supérieure à celle d’ATP. L'hydrolyse du CP (en créatine et phosphate) sous l'influence de l'enzyme créatine kinase assure la resynthèse de l'ATP, qui est la source d'énergie pour la contraction musculaire :

La créatine libérée est à nouveau utilisée par la cellule pour accumuler de l'énergie en créatine phosphate. Cet effet maintient la concentration d’ATP dans la cellule à un niveau relativement constant. Par conséquent, la phosphocréatine des cellules musculaires squelettiques et son ATP constituent ce qu’on appelle le système phosphogénique énergétique. L'énergie du système phosphogénique est utilisée pour fournir une activité musculaire « saccadée », durant jusqu'à 10-15 secondes, c'est-à-dire puissance musculaire maximale suffisante pour parcourir une distance de 100 mètres.

Système d'approvisionnement en énergie "acide glycogène-lactique"

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Le travail musculaire d'une durée de plus de 10 à 15 secondes au niveau le plus élevé dans les 30 à 40 secondes suivantes est assuré par l'énergie de la glycolyse anaérobie, c'est-à-dire la transformation d'une molécule de glucose d'un dépôt de glucides dégradables - glycogène hépatique et musculaire - en acide lactique. Lors de la glycolyse anaérobie, les molécules d'ATP se forment presque 2,5 fois plus rapidement que lors de l'oxydation aérobie dans les mitochondries. Ainsi, le système phosphogénique et la dégradation anaérobie du glycogène en acide lactique (système glycogène - acide lactique) offrent à une personne la possibilité d'effectuer un travail musculaire par secousses d'un volume important (dans le sport - sprint, levée de poids, plongée, etc.) Plus longtemps travail musculaire l'homme nécessite une phosphorylation oxydative accrue dans les mitochondries, qui, comme indiqué ci-dessus, assure l'essentiel de la resynthèse de l'ATP.

L'acide adénosine triphosphorique (molécule ATP en biologie) est une substance produite par l'organisme. C'est la source d'énergie de chaque cellule du corps. Si l'ATP n'est pas produit suffisamment, des perturbations du fonctionnement du système cardiovasculaire et d'autres systèmes et organes se produisent. Dans ce cas, les médecins prescrivent un médicament contenant de l'acide adénosine triphosphorique, disponible sous forme de comprimés et d'ampoules.

Qu'est-ce que l'ATP

L'adénosine triphosphate, adénosine triphosphate ou ATP est un nucléoside triphosphate qui constitue une source d'énergie universelle pour toutes les cellules vivantes. La molécule assure la communication entre les tissus, les organes et les systèmes du corps. En tant que porteur de liaisons à haute énergie, l'Adénosine Triphosphate réalise la synthèse de substances complexes : transfert de molécules à travers les membranes biologiques, contraction musculaire, etc. La structure de l'ATP est constituée du ribose (un sucre à cinq carbones), de l'adénine (une base azotée) et de trois résidus d'acide phosphorique.

En plus de la fonction énergétique de l’ATP, la molécule est nécessaire à l’organisme pour :

• relaxation et contraction du muscle cardiaque;
• fonctionnement normal des canaux intercellulaires (synapses) ;
• excitation des récepteurs pour la conduction normale des impulsions le long des fibres nerveuses ;
• transmission de l'excitation du nerf vague;
• bon apport sanguin au cerveau et au cœur;
• augmenter l'endurance du corps pendant une activité musculaire active.

Médicament ATP

Ce que signifie ATP est clair, mais ce qui se passe dans le corps lorsque sa concentration diminue n'est pas clair pour tout le monde. Grâce aux molécules d'acide adénosine triphosphorique, sous l'influence de facteurs négatifs, des changements biochimiques se produisent dans les cellules. Pour cette raison, les personnes présentant un déficit en ATP souffrent de maladies cardiovasculaires et développent une dystrophie des tissus musculaires. Pour fournir à l'organisme l'apport nécessaire en adénosine triphosphate, des médicaments en contenant sont prescrits.

Le médicament ATP est un médicament prescrit pour une meilleure nutrition des cellules des tissus et un meilleur apport sanguin aux organes. Grâce à cela, le corps du patient rétablit le fonctionnement du muscle cardiaque, réduisant ainsi le risque de développer une ischémie et une arythmie. La prise d'ATP améliore les processus de circulation sanguine et réduit le risque d'infarctus du myocarde. Grâce à l’amélioration de ces indicateurs, la santé physique générale revient à la normale et les performances d’une personne augmentent.

Mode d'emploi de l'ATP

Les propriétés pharmacologiques du médicament ATP sont similaires à la pharmacodynamique de la molécule elle-même. Le médicament stimule le métabolisme énergétique, normalise le niveau de saturation en ions potassium et magnésium, réduit la teneur en acide urique, active les systèmes de transport d'ions des cellules et développe la fonction antioxydante du myocarde. Pour les patients souffrant de tachycardie et de fibrillation auriculaire, l'utilisation du médicament aide à restaurer le rythme sinusal naturel et à réduire l'intensité des foyers ectopiques.

Pendant l'ischémie et l'hypoxie, le médicament crée une activité stabilisatrice de la membrane et antiarythmique, en raison de sa capacité à améliorer le métabolisme du myocarde. Le médicament ATP a un effet bénéfique sur l'hémodynamique centrale et périphérique, la circulation coronarienne, augmente la capacité de contraction du muscle cardiaque, améliore la fonctionnalité du ventricule gauche et le débit cardiaque. L'ensemble de cette gamme d'actions entraîne une diminution du nombre de crises d'angine de poitrine et d'essoufflement.

Composé

L'ingrédient actif du médicament est le sel de sodium de l'acide adénosine triphosphorique. Le médicament ATP en ampoules contient 20 mg de principe actif dans 1 ml et en comprimés - 10 ou 20 g par pièce. Les excipients de la solution injectable sont l'acide citrique et l'eau. Les comprimés contiennent en outre :

• silice colloïdale anhydre ;
• benzoate de sodium (E211);
• fécule de maïs;
• stéarate de calcium;
• lactose monohydraté;
• saccharose.

Formulaire de décharge

Comme déjà mentionné, le médicament est disponible sous forme de comprimés et d'ampoules. Les premiers sont conditionnés en blisters de 10 pièces, vendus en doses de 10 ou 20 mg. Chaque boîte contient 40 comprimés (4 plaquettes thermoformées). Chaque ampoule de 1 ml contient 1 % de solution injectable. La boîte en carton contient 10 pièces et un mode d'emploi. L'acide adénosine triphosphorique sous forme de comprimés se présente sous deux types :

• ATP-Long est un médicament à action plus longue, disponible en comprimés blancs de 20 et 40 mg avec une encoche de division d'un côté et un chanfrein de l'autre ;
• Forte est un médicament ATP pour le cœur en pastilles de 15 et 30 mg, qui présente un effet plus prononcé sur le muscle cardiaque.

Indications pour l'utilisation

Les comprimés ou injections d'ATP sont souvent prescrits pour diverses maladies du système cardiovasculaire. Le spectre d'action du médicament étant large, le médicament est indiqué dans les conditions suivantes :

• dystonie végétative-vasculaire;
• angine de poitrine au repos et à l'effort ;
• une angine instable;
• tachycardie paroxystique supraventriculaire;
• tachycardie supraventriculaire;
• ischémie cardiaque;
• post-infarctus et cardiosclérose myocardique ;
• insuffisance cardiaque;
• troubles du rythme cardiaque;
• myocardite allergique ou infectieuse;
• syndrome de fatigue chronique;
• dystrophie myocardique;
• syndrome coronarien;
• hyperuricémie d'origines diverses.

Dosage

Il est recommandé de placer ATF-Long sous la langue (par voie sublinguale) jusqu'à absorption complète. Le traitement est effectué indépendamment de la nourriture 3 à 4 fois par jour à une dose de 10 à 40 mg. Le cours thérapeutique est prescrit individuellement par le médecin. La durée moyenne du traitement est de 20 à 30 jours. Le médecin prescrit un rendez-vous plus long à sa discrétion. Il est permis de répéter le cours après 2 semaines. Il n'est pas recommandé de dépasser la dose quotidienne supérieure à 160 mg du médicament.

Les injections d'ATP sont administrées par voie intramusculaire 1 à 2 fois/jour, 1 à 2 ml à raison de 0,2 à 0,5 mg/kg de poids du patient. L'administration intraveineuse du médicament est effectuée lentement (sous forme de perfusions). La posologie est de 1 à 5 ml à raison de 0,05 à 0,1 mg/kg/min. Les perfusions sont réalisées exclusivement en milieu hospitalier sous surveillance attentive de la tension artérielle. La durée du traitement par injection est d'environ 10 à 14 jours.

Contre-indications

Le médicament ATP est prescrit avec prudence en association avec d'autres médicaments contenant du magnésium et du potassium, ainsi qu'avec des médicaments destinés à stimuler l'activité cardiaque. Contre-indications absolues d'utilisation :

• allaitement (lactation);
• grossesse;
• hyperkaliémie;
• hypermagnésémie;
• choc cardiogénique ou autre;
• période aiguë d'infarctus du myocarde;
• pathologies obstructives des poumons et des bronches ;
• bloc sino-auriculaire et bloc AV de 2 à 3 degrés ;
• AVC hémorragique;
• forme sévère d'asthme bronchique;
• enfance;
• hypersensibilité aux composants inclus dans le médicament.

Effets secondaires

Si le médicament est mal utilisé, un surdosage peut survenir, dans lequel sont observés : hypotension artérielle, bradycardie, bloc AV, perte de conscience. Si de tels signes apparaissent, vous devez arrêter de prendre le médicament et consulter un médecin qui vous prescrira un traitement symptomatique. Des effets indésirables surviennent également lors de l’utilisation à long terme du médicament. Parmi eux:

• nausée;
• démangeaisons cutanées;
• inconfort dans la région épigastrique et dans la poitrine ;
• éruptions cutanées;
• hyperémie faciale;
• bronchospasme;
• tachycardie;
• augmentation de la diurèse;
• mal de tête;
• vertiges;
• sensation de chaleur;
• motilité accrue du tractus gastro-intestinal;
• hyperkaliémie;
• hypermagnésémie;
• Œdème de Quincke.

Prix ​​​​du médicament ATP

Vous pouvez acheter des médicaments ATP sous forme de comprimés ou d'ampoules dans une chaîne de pharmacies après avoir présenté une ordonnance d'un médecin. La durée de conservation de la préparation en comprimés est de 24 mois, celle de la solution injectable est de 12 mois. Les prix des médicaments varient en fonction de la forme de libération, du nombre de comprimés/ampoules dans l'emballage et de la politique marketing du point de vente. Coût moyen du médicament dans la région de Moscou :

Analogues

Pour changer le médicament prescrit, vous devez consulter un médecin. Il existe de nombreux analogues et substituts du médicament ATP, ce qui signifie la présence de la même dénomination commune internationale ou du même code ATC. Parmi eux les plus populaires :

• Adexor;
• Vasopro;
• Dibikor;
• Vazonate ;
• Cardazine;
• Kapikor;
• Coraxan ;
• Cardimax ;
• Mexique;
• Métamax ;
• Mildronate ;
• Méthonate ;
• Néocardil ;
• Préductal;
• Riboxine ;
• Thiotriazole;
• Triductane ;
• Trimétazidine;
• Energoton.

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