Je kunt niet met je vingers knippen en je voedsel in energie omzetten. De productie van cellulaire energie uit je voedsel is echter zo efficiënt en effectief, dat het misschien wel zo gemakkelijk lijkt. Maar een van de belangrijkste moleculen in je lichaam werkt eigenlijk hard aan de productie van cellulaire energie. En je hebt misschien nog nooit van deze cruciale molecule gehoord-ATP of adenosinetrifosfaat.

Dus, laten we geweldige ATP wat welverdiende schijnwerpers geven.

Naast, ATP is de reden dat de energie uit je voedsel kan worden gebruikt om alle taken die door je cellen worden uitgevoerd te voltooien. Deze energiedrager zit in elke cel van je lichaam – spieren, huid, hersenen, noem maar op. In principe is ATP wat cellulaire energie laat gebeuren.

Maar cellulaire energieproductie is een complex proces. Gelukkig hoef je geen wetenschapper te zijn om dit lastige concept te begrijpen. Nadat je de 10 vragen hieronder hebt doorgenomen, heb je eenvoudige antwoorden om je kennisbasis op te bouwen. Begin met het leren van de basisbeginselen en ga zo verder met de chemie in de details.

Wat is ATP?

ATP is de meest voorkomende energiedragende molecule in uw lichaam. Het maakt gebruik van de chemische energie in voedingsmoleculen en geeft deze vervolgens af als brandstof voor het werk in de cel.

Beschouw ATP als een gemeenschappelijk ruilmiddel voor de cellen in uw lichaam. Het voedsel dat u eet wordt verteerd in kleine subeenheden van macronutriënten. De koolhydraten in uw dieet worden allemaal omgezet in een eenvoudige suiker genaamd glucose.

Deze eenvoudige suiker heeft de kracht om veel cellulaire energie te “kopen”. Maar je cellen accepteren geen glucose als betaalmiddel. Je moet je glucose omzetten in valuta die in de cel zal werken.

ATP is die geaccepteerde valuta. Via een ingewikkelde keten van chemische reacties – de uitwisseling van valuta in je lichaam – wordt glucose omgezet in ATP. Dit omzettingsproces wordt celademhaling of metabolisme genoemd.

Net als de uitwisseling van geld van de ene valuta naar de andere, neemt de energie uit glucose aan het eind van elke reactie de vorm aan van tijdelijke chemische verbindingen. Glucose wordt veranderd in verschillende andere verbindingen voordat de energie zich vestigt in ATP. Maak je geen zorgen. Je ziet een aantal van deze verbindingen in de energie-uitwisselingsketen die in vraag 4 wordt uitgelegd.

Wat voor molecuul is ATP?

De initialen ATP staan voor adenosine trifosfaat. Deze lange naam vertaalt zich naar een nucleïnezuur (eiwit) dat aan een suiker- en fosfaatketen vastzit. Fosfaatketens zijn groepen fosfor- en zuurstofatomen die met elkaar verbonden zijn. Een cool feit: ATP lijkt sterk op de eiwitten in genetisch materiaal.

Hoe transporteert ATP energie?

De fosfaatketen is het energiedragende deel van het ATP-molecuul. Er vindt een belangrijke scheikundige activiteit plaats in de keten.

Om te begrijpen wat er gebeurt, laten we enkele eenvoudige regels van de scheikunde de revue passeren. Wanneer bindingen worden gevormd tussen atomen en moleculen, wordt energie opgeslagen. Deze energie wordt in de chemische verbinding vastgehouden totdat deze gedwongen wordt te verbreken.

Wanneer chemische verbindingen verbreken, komt er energie vrij. En in het geval van ATP, is dat veel energie. Deze energie helpt de cel zijn werk te doen. Overtollige energie verlaat het lichaam als warmte.

De chemische bindingen in ATP zijn zo sterk omdat de atomen die de fosfaatketen vormen bijzonder negatief geladen zijn. Dit betekent dat ze altijd op zoek zijn naar een positief geladen molecuul om mee te paren. Door de fosfaatketen te verlaten, kunnen deze moleculen hun negatieve lading in evenwicht brengen – en zo het gewenste evenwicht tot stand brengen.

Er is dus veel energie nodig om de negatief geladen fosfaatketen intact te houden. Al dat trekken komt goed van pas. Want als de keten door een positief geladen kracht wordt verbroken, komt die grote voorraad energie in de cel vrij.

Waar komt ATP vandaan?

Om ATP je cellen te laten aandrijven, moet glucose beginnen met de uitwisseling van energie.

De eerste chemische reactie om ATP te maken, wordt glycolyse genoemd. De naam betekent letterlijk “glucose afbreken” (glyco = glucose, lysis = afbreken). Glycolyse vertrouwt op eiwitten om glucosemoleculen te splitsen en een kleinere verbinding te maken, pyruvaat genaamd.

Denk terug aan de tijdelijke vormen die energievaluta aanneemt tussen glucose en ATP.

Pyruvaat is de volgende belangrijke verbinding in energie-uitwisselingsreacties. Zodra pyruvate is geproduceerd, reist het naar een gespecialiseerd gebied in de cel dat zich uitsluitend bezighoudt met energieproductie. Deze plaats wordt de mitochondria genoemd.

In de mitochondria wordt pyruvaat omgezet in kooldioxide en een verbinding die acetylco-enzym A (of kortweg CoA) wordt genoemd. De kooldioxide die bij deze stap wordt geproduceerd, komt vrij wanneer u uitademt. Acetyl CoA gaat verder in het proces om ATP te maken.

De volgende chemische reactie gebruikt acetyl CoA om extra koolstofdioxide te maken en een energiedragend molecuul genaamd Nicotinamide adenine dinucleotide (NADH). NADH is een speciale verbinding. Weet je nog dat tegenpolen elkaar aantrekken en dat negatief geladen verbindingen hun energie in evenwicht willen brengen met een positieve lading? NADH is een van die negatief geladen moleculen die op zoek zijn naar een positieve partner.

NADH speelt een rol in de laatste stap in de aanmaak van ATP. Voordat het adenosine-trifosfaat wordt, begint het als adenosine-difosfaat (ADP). NADH helpt ADP om krachtig ATP te maken.

De negatieve lading van NADH schakelt een speciaal eiwit in dat ATP maakt. Dit eiwit werkt als een zeer krachtige magneet die ADP en een enkel fosfaatmolecuul samenbrengt – ATP vormend. Denk eens terug aan hoe sterk deze chemische verbinding is. Dat is een heleboel kracht om te ontketenen!

Het kan ook helpen om ATP te zien als een oplaadbare batterij. Het doorloopt cycli van hoge energie en lage energie. ATP is als een batterij met vol vermogen, en de energie wordt afgevoerd als de bindingen worden verbroken. Om de batterij weer op te laden, moet je een nieuwe binding maken.

Aangezien NADH het eiwit aandrijft dat ADP en fosfaat samenbrengt, is het als een versnelling die de energiecyclus draaiende houdt. NADH laadt de ATP-batterij voortdurend op, zodat die klaar is voor hergebruik.

Deze bindingen worden voortdurend gemaakt en verbroken. Energie uit voedsel wordt omgezet in energie opgeslagen in ATP. En dat is hoe uw cellen de kracht hebben om te blijven werken om uw gezondheid te behouden.

Waar vindt de cellulaire energieproductie plaats?

De aanmaak van ATP vindt plaats in alle lichaamscellen. Het proces begint wanneer glucose wordt verteerd in de darmen. Vervolgens wordt het door de cellen opgenomen en omgezet in pyruvaat. Het reist dan naar de mitochondriën van de cellen. Daar wordt uiteindelijk ATP geproduceerd.

Wat zijn mitochondriën?

De mitochondriën, die bekend staan als de krachtcentrale van de cel, vormen ATP uit ADP en fosfaat. In het membraan van de mitochondriën zijn speciale eiwitten ingebed – eiwitten die van energie worden voorzien door NADH. Zij produceren voortdurend ATP om de cel van energie te voorzien.

Hoeveel ATP produceert een cel?

Het aantal cellen in uw lichaam is duizelingwekkend: 37,2 biljoen, om precies te zijn. En de hoeveelheid ATP die een doorsnee cel produceert is al even verbijsterend.

Op elk willekeurig moment zijn er ongeveer een miljard moleculen ATP beschikbaar in een enkele cel. Uw cellen verbruiken ook al die ATP in een alarmerend tempo. Een cel kan zijn voorraad ATP in slechts twee minuten volledig omzetten!

Gebruiken alle cellen ATP?

Niet alleen gebruiken al uw cellen het, alle levende organismen gebruiken ATP als hun energiebron. ATP bevindt zich in het cytoplasma van alle cellen. Het cytoplasma is de ruimte in het midden van de cel. Het is gevuld met een stof die cytosol wordt genoemd.

Alle verschillende onderdelen van cellulaire apparatuur (organellen) zijn gehuisvest in het cytoplasma, met inbegrip van de mitochondriën. Nadat ATP is geproduceerd, verlaat het de mitochondriën om door de hele cel te reizen en de hun toegewezen taken uit te voeren.

Worden alle voedingsmiddelen omgezet in ATP?

Vetten, eiwitten en koolhydraten kunnen allemaal cellulaire energie worden. Het proces is niet voor elk macronutriënt hetzelfde, maar het eindresultaat levert wel energie op voor de cel. Het is alleen niet zo eenvoudig en direct voor vetten en eiwitten om in ATP te veranderen.

Suikers en eenvoudige koolhydraten zijn gemakkelijk. Chemische bindingen worden uit elkaar getrokken om alle suikers uit je voeding om te zetten in glucose. En u weet al dat glucose de ATP-productie op gang brengt.

Vetten en eiwitten moeten worden afgebroken tot eenvoudiger subeenheden voordat ze kunnen deelnemen aan de cellulaire energieproductie. Vetten worden chemisch omgezet in vetzuren en glycerol. Eiwitten worden afgeslankt tot aminozuren – hun bouwstenen.

Aminozuren, vetzuren en glycerol gaan samen met glucose op weg naar de ATP-productie. Ze helpen de cel te voorzien van andere chemische tussenproducten. Er zijn voedingsstoffen die je eet die niet worden verteerd of gebruikt voor ATP-productie, zoals vezels. Je lichaam is niet uitgerust met de juiste enzymen om vezels volledig af te breken. Dus, dat materiaal passeert het spijsverteringsstelsel en verlaat het lichaam als afval.

Maar maak je geen zorgen. Zelfs zonder vezels te verteren, bruist uw lichaam van energie omdat het voedsel dat u eet, wordt omgezet in ATP.

Welke voedingsstoffen helpen de cellulaire energieproductie te ondersteunen?

Omdat het behoud van cellulaire energie zo’n cruciaal onderdeel van de gezondheid is, spelen veel voedingsstoffen een ondersteunende rol. Sommige worden zelfs gecategoriseerd als essentiële voedingsstoffen. En veel van deze voedingsstoffen zijn vertrouwde onderdelen van uw gezonde voeding.

Hier zijn de belangrijkste voedingsstoffen die u moet zoeken om een gezonde cellulaire energieproductie te helpen ondersteunen:

• Vitamine B1 (Thiamine)
• Vitamine B2 (Riboflavine)
• Vitamine B3 (Niacine)
• Vitamine B5 (Pantotheenzuur)
• Vitamine B5 (Pantotheenzuur)
• . Zuur)
• Vitamine B7 (Biotine)
• Vitamine B12 (Cobalamine)
• Vitamine C (neemt deel aan de antioxidantwerking)
• vitamine E (neemt deel aan zijn antioxiderende werking)
• co-enzym Q10
• alfaliponzuur
• koper
• magnesium
• Mangaan
• Fosfor

De kracht van ATP

Zonder de weg naar ATP productie, zou uw lichaam vol energie zitten die het niet kan gebruiken. Dat is niet goed voor uw lichaam of uw to-do-lijst. ATP is de universele energiedrager en ruilmiddel. Het slaat alle energie op die elke cel nodig heeft om zijn taken uit te voeren. En net als een oplaadbare batterij kan ATP, als het eenmaal is aangemaakt, steeds weer opnieuw worden gebruikt.

De volgende keer dat je eet, denk dan aan al het werk dat je lichaam doet om die energie te gebruiken. Sta dan op en gebruik deze cellulaire energie om te sporten of uw dag te overwinnen. En als u zich voedt met gezond voedsel, hoeft u zich geen zorgen te maken dat uw ATP halverwege uw drukke dag opraakt.

Over de auteur

Sydney Sprouse is een freelance wetenschappelijk schrijfster gevestigd in Forest Grove, Oregon. Ze heeft een bachelor of science in de menselijke biologie van Utah State University, waar ze werkte als undergraduate onderzoeker en schrijven fellow. Sydney is een levenslange student van de wetenschap en maakt het haar doel om de huidige wetenschappelijk onderzoek zo effectief mogelijk te vertalen. Ze schrijft met bijzondere interesse in menselijke biologie, gezondheid, en voeding.