No puedes chasquear los dedos y convertir tu comida en energía. Sin embargo, la producción de energía celular a partir de tus alimentos es tan eficiente y eficaz que podría parecer así de fácil. Sin embargo, una de las moléculas más importantes de tu cuerpo trabaja realmente en la producción de energía celular. Y es posible que nunca hayas oído hablar de esta molécula crucial: el ATP o trifosfato de adenosina.

Así que vamos a darle al impresionante ATP un merecido protagonismo.

Después de todo, el ATP es la razón por la que la energía de tus alimentos puede utilizarse para completar todas las tareas que realizan tus células. Este portador de energía se encuentra en todas las células del cuerpo: músculos, piel, cerebro, etc. Básicamente, el ATP es lo que hace posible la energía celular.

Pero la producción de energía celular es un proceso complejo. Por suerte, no hace falta ser un científico para entender este complicado concepto. Después de repasar las 10 preguntas siguientes, tendrás respuestas sencillas para construir tu base de conocimientos. Empiece por aprender lo básico y llegue hasta el fondo de la química implicada.

¿Qué es el ATP?

El ATP es la molécula portadora de energía más abundante en su cuerpo. Aprovecha la energía química que se encuentra en las moléculas de los alimentos y luego la libera para alimentar el trabajo de la célula.

Piense en el ATP como una moneda común para las células de su cuerpo. Los alimentos que comes se digieren en pequeñas subunidades de macronutrientes. Los carbohidratos de su dieta se convierten en un azúcar simple llamado glucosa.

Este azúcar simple tiene el poder de «comprar» mucha energía celular. Pero tus células no aceptan la glucosa como método de pago. Necesitan convertir su glucosa en una moneda que funcione en la célula.

El ATP es esa moneda aceptada. A través de una intrincada cadena de reacciones químicas -el cambio de moneda de su cuerpo- la glucosa se convierte en ATP. Este proceso de conversión se denomina respiración celular o metabolismo.

Al igual que el cambio de dinero de una moneda a otra, la energía de la glucosa adopta la forma de compuestos químicos temporales al final de cada reacción. La glucosa se transforma en varios otros compuestos antes de que su energía se deposite en el ATP. No te preocupes. Verás algunos de estos compuestos en la cadena de intercambio de energía explicada en la pregunta 4.

¿Qué tipo de molécula es el ATP?

Las siglas ATP significan adenosina tri-fosfato. Este largo nombre se traduce en un ácido nucleico (proteína) unido a una cadena de azúcar y fosfato. Las cadenas de fosfato son grupos de átomos de fósforo y oxígeno unidos entre sí. Un dato interesante: el ATP se parece mucho a las proteínas que se encuentran en el material genético.

¿Cómo transporta la energía el ATP?

La cadena de fosfatos es la parte de la molécula de ATP que transporta la energía. A lo largo de la cadena se produce una importante química.

Para entender lo que ocurre, repasemos algunas reglas sencillas de la química. Cuando se forman enlaces entre átomos y moléculas, se almacena energía. Esta energía se mantiene en el enlace químico hasta que es forzado a romperse.

Cuando los enlaces químicos se rompen, se libera energía. Y en el caso del ATP, es mucha energía. Esta energía ayuda a la célula a realizar trabajo. Cualquier exceso de energía sale del cuerpo en forma de calor.

Los enlaces químicos en el ATP son tan fuertes porque los átomos que forman la cadena de fosfato están especialmente cargados negativamente. Esto significa que siempre están buscando una molécula con carga positiva con la que emparejarse. Al salir de la cadena de fosfato, estas moléculas pueden equilibrar su carga negativa -creando el ansiado equilibrio.

Así que se necesita mucha energía para mantener intacta la cadena de fosfato cargada negativamente. Todo ese tirón resulta muy útil. Porque cuando la cadena se rompe por una fuerza cargada positivamente, ese gran almacén de energía se libera dentro de la célula.

¿De dónde viene el ATP?

Para que el ATP alimente las células, la glucosa tiene que comenzar el intercambio de moneda energética.

La primera reacción química para crear ATP se llama glucólisis. Su nombre significa literalmente «romper la glucosa» (glyco = glucosa, lisis = romper). La glucólisis depende de las proteínas para dividir las moléculas de glucosa y crear un compuesto más pequeño llamado piruvato.

Recuerda las formas temporales que adopta la moneda energética entre la glucosa y el ATP.

El piruvato es el siguiente compuesto importante en las reacciones de intercambio de energía. Una vez que el piruvato se produce, viaja a una zona especializada de la célula que se ocupa exclusivamente de la producción de energía. Este lugar se llama mitocondria.

En la mitocondria, el piruvato se convierte en dióxido de carbono y en un compuesto llamado acetil coenzima A (o CoA, para abreviar). El dióxido de carbono producido en este paso se libera al exhalar. El acetil CoA avanza en el proceso para crear ATP.

La siguiente reacción química utiliza el acetil CoA para crear dióxido de carbono adicional y una molécula portadora de energía llamada Nicotinamida adenina dinucleótido (NADH). El NADH es un compuesto especial. ¿Recuerdas que los opuestos se atraen y que los compuestos con carga negativa quieren equilibrar su energía con una carga positiva? El NADH es una de esas moléculas con carga negativa que busca un compañero positivo.

El NADH desempeña un papel en el último paso de la creación del ATP. Antes de convertirse en trifosfato de adenosina, comienza como di-fosfato de adenosina (ADP). El NADH ayuda al ADP a crear el potente ATP.

La carga negativa del NADH activa una proteína especial que crea el ATP. Esta proteína actúa como un imán muy potente que une el ADP y una única molécula de fosfato, formando el ATP. Piensa en lo fuerte que es este enlace químico. Eso es un montón de poder listo para ser liberado!

También podría ayudar a pensar en el ATP como una batería recargable. Pasa por ciclos de alta energía y baja energía. El ATP es como una batería con plena potencia, y la energía se agota cuando se rompen sus enlaces. Para cargar la batería de nuevo, es necesario hacer un nuevo enlace.

Dado que el NADH impulsa la proteína que reúne el ADP y el fosfato, es como un engranaje que mantiene el ciclo de energía agitado. El NADH recarga constantemente la batería de ATP para que esté lista para ser utilizada de nuevo.

Estos enlaces se hacen y se rompen constantemente. La energía de los alimentos se convierte en energía almacenada en el ATP. Y así es como sus células tienen el poder de seguir trabajando para mantener su salud.

¿Dónde tiene lugar la producción de energía celular?

La creación de ATP tiene lugar en todas las células del cuerpo. El proceso comienza cuando la glucosa se digiere en los intestinos. A continuación, es tomada por las células y convertida en piruvato. A continuación, viaja a las mitocondrias de las células. Allí es donde se produce el ATP.

¿Qué son las mitocondrias?

Conocidas como el centro neurálgico de la célula, las mitocondrias son el lugar donde se forma el ATP a partir del ADP y el fosfato. En la membrana de las mitocondrias se encuentran unas proteínas especiales, las que reciben energía del NADH. Están produciendo continuamente ATP para alimentar la célula.

¿Cuánto ATP produce una célula?

El número de células de su cuerpo es asombroso-37,2 billones, para ser específicos. Y la cantidad de ATP producida por una célula típica es igual de asombrosa.

En cualquier momento, hay aproximadamente mil millones de moléculas de ATP disponibles en una sola célula. Sus células también utilizan todo ese ATP a un ritmo alarmante. Una célula puede agotar su reserva de ATP en tan sólo dos minutos.

¿Todas las células utilizan ATP?

No sólo lo utilizan todas las células, sino que todos los organismos vivos utilizan el ATP como moneda energética. El ATP se encuentra en el citoplasma de todas las células. El citoplasma es el espacio en el centro de la célula. Está lleno de una sustancia llamada citosol.

Todas las diferentes piezas del equipamiento celular (orgánulos) se alojan en el citoplasma, incluidas las mitocondrias. Después de producirse, el ATP sale de las mitocondrias para viajar por toda la célula y realizar las tareas que le han sido asignadas.

¿Todos los alimentos se convierten en ATP?

Las grasas, las proteínas y los hidratos de carbono pueden convertirse en energía celular. El proceso no es el mismo para cada macronutriente, pero el resultado final produce energía para la célula. Sólo que no es tan sencillo y directo que las grasas y las proteínas se conviertan en ATP.

Los azúcares y los carbohidratos simples son fáciles. Los enlaces químicos se separan para reducir todos los azúcares de la dieta en glucosa. Y ya sabes que la glucosa pone en marcha la producción de ATP.

Las grasas y las proteínas necesitan descomponerse en subunidades más simples antes de poder participar en la producción de energía celular. Las grasas se convierten químicamente en ácidos grasos y glicerol. Las proteínas se reducen a aminoácidos, sus componentes básicos.

Los aminoácidos, los ácidos grasos y el glicerol se unen a la glucosa en el camino hacia la producción de ATP. Ayudan a suministrar a la célula otros compuestos químicos intermedios a lo largo del camino.

Hay nutrientes que comes que no son digeridos o utilizados para la producción de ATP, como la fibra. Su cuerpo no está equipado con las enzimas adecuadas para descomponer completamente la fibra. Por lo tanto, ese material pasa a través del sistema digestivo y sale del cuerpo como residuo.

Pero no se preocupe. Incluso sin digerir la fibra, su cuerpo rebosa de energía a medida que los alimentos que ingiere se convierten en ATP.

¿Qué nutrientes ayudan a la producción de energía celular?

Dado que el mantenimiento de la energía celular es una parte tan crítica de la salud, muchos nutrientes desempeñan un papel de apoyo. Algunos incluso están clasificados como nutrientes esenciales. Y muchos de estos nutrientes serán partes conocidas de su dieta saludable.

Aquí están los principales nutrientes que debe buscar para ayudar a apoyar la producción de energía celular saludable:

• Vitamina B1 (tiamina)
• Vitamina B2 (riboflavina)
• Vitamina B3 (niacina)
• Vitamina B5 (ácido pantoténico
• Vitamina B7 (Biotina)
• Vitamina B12 (Cobalamina)
• Vitamina C (participa en sus actividades antioxidantes)
• Vitamina E (participa en sus actividades antioxidantes)
• Coenzima Q10
• Ácido alfa lipoico
• Cobre
• Magnesio
• Manganeso
• Fósforo

El poder del ATP

Sin la vía de producción de ATP, tu cuerpo estaría lleno de energía que no podría utilizar. Eso no es bueno para tu cuerpo ni para tu lista de tareas. El ATP es el portador universal de energía y la moneda. Almacena toda la energía que cada célula necesita para realizar sus tareas. Y al igual que una batería recargable, una vez que se produce el ATP, puede utilizarse una y otra vez.

La próxima vez que comas, piensa en todo el trabajo que hace tu cuerpo para utilizar esa energía. Luego ponte en pie y utiliza esta energía celular para hacer ejercicio o conquistar tu día. Y si te abasteces con alimentos saludables, no tendrás que preocuparte por quedarte sin ATP a mitad de tu ajetreado día.

Acerca de la autora

Sydney Sprouse es una escritora científica independiente con sede en Forest Grove, Oregón. Es licenciada en Biología Humana por la Universidad Estatal de Utah, donde trabajó como investigadora y redactora. Sydney es una estudiante de ciencias de toda la vida y su objetivo es traducir la investigación científica actual de la manera más eficaz posible. Escribe con especial interés sobre biología humana, salud y nutrición.