Du kan inte bara knäppa med fingrarna och förvandla din mat till energi. Produktionen av cellenergi från din mat är dock så effektiv och ändamålsenlig att det kan verka så enkelt. Men en av de viktigaste molekylerna i din kropp arbetar faktiskt hårt för att producera cellenergi. Och du kanske aldrig har hört talas om denna viktiga molekyl tidigare – ATP eller adenosintrifosfat.

Så, låt oss ge grymma ATP lite välförtjänt strålkastarljus.

Att ATP är trots allt anledningen till att energin från din mat kan användas för att slutföra alla de uppgifter som utförs av dina celler. Denna energibärare finns i varje cell i din kropp – muskler, hud, hjärna och så vidare. I grund och botten är det ATP som gör att cellulär energi uppstår.

Men cellulär energiproduktion är en komplex process. Som tur är behöver du inte vara vetenskapsman för att förstå detta knepiga begrepp. När du har gått igenom de 10 frågorna nedan kommer du att ha enkla svar för att bygga upp din kunskapsbas. Börja med att lära dig om grunderna och gå hela vägen till den praktiska kemin.

Vad är ATP?

ATP är den mest förekommande energibärande molekylen i din kropp. Den utnyttjar den kemiska energi som finns i matmolekyler och frigör den sedan för att ge bränsle till arbetet i cellen.

Tänk på ATP som en gemensam valuta för cellerna i din kropp. Den mat du äter smälts i små underenheter av makronäringsämnen. Kolhydraterna i din kost omvandlas alla till ett enkelt socker som kallas glukos.

Detta enkla socker har förmågan att ”köpa” mycket cellenergi. Men dina celler accepterar inte glukos som betalningsmetod. Du måste omvandla din glukos till en valuta som fungerar i cellen.

ATP är denna accepterade valuta. Genom en invecklad kedja av kemiska reaktioner – kroppens valutaväxling – omvandlas glukos till ATP. Denna omvandlingsprocess kallas cellulär respiration eller metabolism.

Likt utbytet av pengar från en valuta till en annan tar energin från glukos formen av tillfälliga kemiska föreningar i slutet av varje reaktion. Glukos omvandlas till flera andra föreningar innan dess energi lägger sig i ATP. Oroa dig inte. Du kommer att se några av dessa föreningar i energiutbyteskedjan som stavas i fråga 4.

Vilken sorts molekyl är ATP?

Initialerna ATP står för adenosintrifosfat. Detta långa namn översätts till en nukleinsyra (protein) som är fäst vid en socker- och fosfatkedja. Fosfatkedjor är grupper av fosfor- och syreatomer som är kopplade till varandra. Ett häftigt faktum: ATP påminner mycket om de proteiner som finns i genetiskt material.

Hur bär ATP energi?

Fosfatkedjan är den energibärande delen av ATP-molekylen. Det pågår viktig kemi längs kedjan.

För att förstå vad som händer ska vi gå igenom några enkla regler för kemi. När bindningar bildas mellan atomer och molekyler lagras energi. Denna energi hålls kvar i den kemiska bindningen tills den tvingas bryta.

När kemiska bindningar bryts frigörs energi. Och i fallet med ATP är det mycket energi. Denna energi hjälper cellen att utföra arbete. Eventuell överskottsenergi lämnar kroppen som värme.

De kemiska bindningarna i ATP är så starka eftersom atomerna som bildar fosfatkedjan är särskilt negativt laddade. Detta innebär att de alltid är på jakt efter en positivt laddad molekyl att para ihop sig med. Genom att lämna fosfatkedjan kan dessa molekyler balansera sin negativa laddning – vilket skapar den efterlängtade balansen.

Det krävs alltså mycket energi för att hålla den negativt laddade fosfatkedjan intakt. All denna dragkraft kommer till nytta. För när kedjan bryts av en positivt laddad kraft frigörs det stora energilagret inne i cellen.

Varifrån kommer ATP?

För att ATP ska kunna driva cellerna måste glukos påbörja utbytet av energivärdet.

Den första kemiska reaktionen för att skapa ATP kallas glykolys. Dess namn betyder bokstavligen ”att bryta sönder glukos” (glyco = glukos, lysis = bryta). Glykolysen förlitar sig på proteiner för att dela glukosmolekyler och skapa en mindre förening som kallas pyruvat.

Tänk tillbaka på de tillfälliga former som energivalutan tar mellan glukos och ATP.

Pyruvat är nästa stora förening i energiutbytesreaktioner. När pyruvat väl har producerats, färdas det till ett specialiserat område i cellen som enbart sysslar med energiproduktion. Denna plats kallas mitokondrierna.

I mitokondrierna omvandlas pyruvat till koldioxid och en förening som kallas acetylcoenzym A (förkortat CoA). Den koldioxid som produceras i detta steg frigörs när du andas ut. Acetyl-CoA går vidare i processen för att skapa ATP.

I nästa kemiska reaktion används acetyl-CoA för att skapa ytterligare koldioxid och en energibärande molekyl som kallas nikotinamid-adenin-dinukleotid (NADH). NADH är en speciell förening. Minns du hur motsatser attraherar varandra och hur negativt laddade föreningar vill balansera sin energi med en positiv laddning? NADH är en av dessa negativt laddade molekyler som letar efter en positiv partner.

NADH spelar en roll i det sista steget i skapandet av ATP. Innan det blir adenosintrifosfat börjar det som adenosindifosfat (ADP). NADH hjälper ADP att skapa kraftfullt ATP.

NADH:s negativa laddning sätter igång ett särskilt protein som skapar ATP. Detta protein fungerar som en mycket kraftfull magnet som för ADP och en enda fosfatmolekyl samman – och bildar ATP. Tänk tillbaka på hur stark denna kemiska bindning är. Nu är det en massa kraft redo att släppas lös!

Det kan också hjälpa att tänka på ATP som ett uppladdningsbart batteri. Det går igenom cykler med hög energi och låg energi. ATP är som ett batteri med full kraft, och energin töms när dess bindningar bryts. För att ladda batteriet igen måste man skapa en ny bindning.

Då NADH driver proteinet som för samman ADP och fosfat är det som en kugghjul som håller energicykeln igång. NADH laddar ständigt upp ATP-batteriet så att det är redo att användas igen.

Dessa bindningar görs och bryts ständigt. Energi från maten omvandlas till energi som lagras i ATP. Och det är så dina celler har kraft att fortsätta arbeta för att upprätthålla din hälsa.

Var sker den cellulära energiproduktionen?

Skapandet av ATP sker i hela kroppens celler. Processen börjar när glukos smälts i tarmarna. Därefter tas det upp av cellerna och omvandlas till pyruvat. Det färdas sedan till cellernas mitokondrier. Det är i slutändan där ATP produceras.

Vad är mitokondrier?

Kallad som cellens kraftverk, är det i mitokondrierna som ATP bildas från ADP och fosfat. Särskilda proteiner – de som får energi från NADH – är inbäddade i mitokondriernas membran. De producerar kontinuerligt ATP för att driva cellen.

Hur mycket ATP producerar en cell?

Antalet celler i din kropp är häpnadsväckande – 37,2 biljoner, för att vara specifik. Och mängden ATP som produceras av en typisk cell är lika häpnadsväckande.

Vid varje tidpunkt finns det ungefär en miljard ATP-molekyler tillgängliga i en enda cell. Dina celler förbrukar också allt detta ATP i en alarmerande takt. En cell kan helt omsätta sitt lager av ATP på bara två minuter!

Används ATP av alla celler?

Inte bara alla dina celler använder det, alla levande organismer använder ATP som sin energivaluta. ATP finns i cytoplasman i alla celler. Cytoplasman är utrymmet i mitten av cellen. Den är fylld med ett ämne som kallas cytosol.

Alla de olika delarna av cellutrustningen (organellerna) är inrymda i cytoplasman, inklusive mitokondrierna. Efter att ha producerats lämnar ATP mitokondrierna för att färdas genom hela cellen och utföra sina tilldelade uppgifter.

Konverteras alla livsmedel till ATP?

Fetter, proteiner och kolhydrater kan alla bli till cellenergi. Processen är inte densamma för varje makronutrient, men slutresultatet ger energi till cellen. Det är bara inte lika enkelt och direkt för fetter och proteiner att omvandlas till ATP.

Socker och enkla kolhydrater är enkla. Kemiska bindningar dras isär för att reducera alla sockerarter från din kost till glukos. Och du vet redan att glukos sätter igång ATP-produktionen.

Fetter och proteiner måste brytas ner till enklare underenheter innan de kan delta i den cellulära energiproduktionen. Fetter omvandlas kemiskt till fettsyror och glycerol. Proteiner slimmas ner till aminosyror – deras byggstenar.

Aminosyror, fettsyror och glycerol förenas med glukos på vägen till ATP-produktion. De hjälper till att förse cellen med andra mellanliggande kemiska föreningar på vägen.

Det finns näringsämnen du äter som inte smälts eller används för ATP-produktion, till exempel fibrer. Din kropp är inte utrustad med rätt enzymer för att fullständigt bryta ner fiber. Så det materialet passerar genom matsmältningssystemet och lämnar kroppen som avfall.

Men oroa dig inte. Även utan att du smälter fibrer är din kropp full av energi när maten du äter omvandlas till ATP.

Vilka näringsämnen hjälper till att stödja cellulär energiproduktion?

Då upprätthållandet av cellulär energi är en så kritisk del av hälsan är det många näringsämnen som spelar en stödjande roll. Vissa kategoriseras till och med som essentiella näringsämnen. Och många av dessa näringsämnen kommer att vara välkända delar av din hälsosamma kost.

Här är de viktigaste näringsämnena som du bör söka efter för att stödja en hälsosam cellulär energiproduktion:

• Vitamin B1 (Tiamin)
• Vitamin B2 (Riboflavin)
• Vitamin B3 (Niacin)
• Vitamin B5 (Pantotenic Acid)
• Vitamin B7 (Biotin)
• Vitamin B12 (Cobalamin)
• Vitamin C (deltar i dess antioxidativa aktiviteter)
• Vitamin E (deltar i dess antioxidativa verksamhet)
• Coenzym Q10
• Alpha liponsyra
• Koppar
• Magnesium
• Mangan
• Fosfor

Kraften i ATP

Och utan vägen till ATP-produktion, skulle din kropp vara full av energi som den inte kunde använda. Det är inte bra för din kropp eller din att-göra-lista. ATP är den universella energibäraren och valutan. Den lagrar all den energi som varje cell behöver för att utföra sina uppgifter. Och likt ett uppladdningsbart batteri kan ATP, när det väl har producerats, användas om och om igen.

Nästa gång du äter, tänk på allt arbete som din kropp gör för att utnyttja den energin. Ställ dig sedan upp och använd denna cellenergi för att träna eller erövra din dag. Och om du fyller på med hälsosam mat behöver du inte oroa dig för att få slut på ATP halvvägs genom din hektiska dag.

Om författaren

Sydney Sprouse är en frilansande vetenskapsskribent baserad i Forest Grove, Oregon. Hon har en kandidatexamen i humanbiologi från Utah State University, där hon arbetade som grundforskare och skrivstipendiat. Sydney är en livslång vetenskapsstudent och gör det till sitt mål att översätta aktuell vetenskaplig forskning så effektivt som möjligt. Hon skriver med särskilt intresse för humanbiologi, hälsa och näring.