Om man läser om energi i kroppen stöter man ofta på förkortningen ATP, som står för adenosintrifosfat. Men vad är ATP? Enkelt beskrivet är det bränslet som driver dina muskler. Mer tekniskt beskrivet är det en byggsten – den typ av molekylära delar som DNA och RNA är uppbyggda av. Molekylen är konstruerad på ett sådant sätt att den, med lite hjälp från kroppen, kan klyvas till mindre delar i en process som frigör energi. Det är inte helt olikt hur det fungerar i ett kärnkraftverk.
Låt oss ta det från början.
Innehåll
Vad är ATP – Historia
Mekanismerna bakom adenosintrifosfat är en så viktig upptäckt att den faktiskt har lett till ett Nobelpris! År 1997 tilldelades Paul D. Boyer från USA och John E. Walker från Storbritannien Nobelpriset i kemi för deras klargörande av den enzymatiska mekanismen för syntesen av adenosintrifosfat (ATP) [1].
Men ATP upptäcktes långt tidigare. Redan år 1929 fann den tyske kemisten Karl Lohmann ATP, och år 1948 kunde skotten Alexander Todd (som också fick Nobelpriset, år 1957) för första gången syntetisera ämnet, det vill säga framställa det genom kemiska processer. Runt år 1940 listade man ut att ATP är det som tillför kemisk energi i kroppens celler och myntade begreppet “energirika fosfatbindningar”.
Energirika fosfatbindningar
För att förstå vad energirika fosfatbindningar verkligen innebär behöver vi titta närmare på molekylen adenosintrifosfat. Molekyler är som ord; de består av olika delar som tillsammans bildar en helhet. Vattenfall består av orden vatten och fall och innebär vatten som faller. Bokhylla innebär en hylla för böcker.
Adenosintrifosfat innebär adenosin (en molekyl), tri (som betyder tre) och fosfat (en kemisk gruppering kring grundämnet fosfor). I illustrationen ser man adenosin på vänstersidan och tre fosfatgrupper till höger.
ATP finns hela tiden tillgängligt i dina muskler. När du bestämmer dig för att röra en muskel skickar hjärnan en elektrisk signal via nerverna. När signalen når muskelns inre öppnas små lagerlokaler som frisätter stora mängder kalciumjoner. Det är kalcium som berättar för muskelns rörliga delar att de ska börja arbeta.
Inuti muskeln finns långa trådar av protein. När muskeln inte jobbar är trådarna blockerade så att de inte kan haka i varandra. Kalciumet binder till blockeringsproteinet och flyttar på det så att “krokarna” på proteinerna kan nå varandra.
Det är här ATP kommer in. Så fort krokarna får fäste aktiveras ett inbyggt enzym (ATPas) som klyver ATP-molekylen. Det gör att den yttersta fosfatgruppen (den längst till höger) lossnar, vilket frigör energi som får muskeltrådarna att dra ihop sig. Man kan säga att adenosintrifosfat är som en pistol med tre skott, även om man alltid bara använder ett i taget. Kalcium är fingret på avtryckaren, och när det behövs skjuts en av fosfatgrupperna iväg. I samband med att “skottet går av” frigörs rörelseenergi (mekaniskt arbete) som får din muskel att röra sig, samt värme som i förlängningen får dig att svettas.
Människokroppen är ungefär 20 till 25 % effektiv när det gäller att omvandla den kemiska energin i ATP till faktiskt arbete. Det innebär att 75 till 80 % av energin som frigörs blir till värme. Det kan låta ineffektivt, men det är faktiskt denna värmeutveckling som gör att vi kan hålla kroppstemperaturen på 37 grader. En bensinmotor har liknande verkningsgrad medan en elmotor kan ligga på över 90 %. Människan är alltså mer som en förbränningsmotor än en elbil.
I kärnkraft klyver man atomer för att få energi. Kroppens egna kärnkraftverk klyver istället molekyler. När adenosintrifosfatet har förlorat sin yttersta fosfatgrupp har den bara två grupper kvar. Då byter molekylen namn till adenosindifosfat (ADP), där di står för två. Den fosfatgrupp som lossnat kommer att flyta runt i cellen i ett slags vänteläge inför nästa steg i kroppens fantastiska process.
Ladda om
Innan vi kan använda mer energi måste vi ladda om vår ATP-pistol. Det innebär att vi behöver fånga upp fosfatgruppen och montera tillbaka den på ADP-molekylen. Detta löser kroppen på tre olika sätt: kreatinfosfat, cellandning eller glykolys.
Kreatinfostat
Det första och snabbaste sättet är att använda kreatinfosfat. Detta är kroppens reservaggregat som ligger redo inuti muskelcellerna. En fosfatgrupp plockas direkt från kreatinfosfatet och sätts på ADP-molekylen. Det är en väldigt snabb kemisk transaktion som sker i muskelcellernas vätska – cytosolen. Du kan läsa mer om hur detta går till i vår artikel: Vad är kreatin?
Cellandning
Om kreatinfosfat fungerar som en snabbladdare, så är cellandningen ett mer metodiskt sätt att ladda om ATP-pistolen. Det sker i mitokondrierna, som brukar kallas för cellernas kraftverk. Detta är det mest effektiva sättet kroppen kan återskapa energi på.
När du äter kolhydrater eller fett bryts dessa ner i flera steg. Under processen plockas elektroner loss från matmolekylerna. Dessa elektroner skickas genom en kedja av proteiner i mitokondriens vägg. Energin från elektronerna används för att pumpa ut små laddade partiklar, vätejoner (protoner), till ena sidan av ett membran. Det skapas då ett enormt tryck – ungefär som att pumpa upp vatten i ett vattentorn.
I membranväggen sitter enzymet ATP-syntas. På grund av det höga trycket vill vätejonerna forsa tillbaka till andra sidan, men de tillåts bara passera genom ATP-syntas-maskinen. När vätejonerna strömmar igenom tvingar de maskinen att rotera med hög hastighet. Det är denna rotationsenergi som används för att fysiskt pressa samman en lös fosfatgrupp med en ADP-molekyl så att en ny kemisk bindning skapas.
Själva ordet cellandning kommer av att syret du andas in används för att plocka upp de använda elektronerna och vätejonerna när de har passerat genom kedjan. När syret förenas med dessa bildas helt vanligt vatten.
Glykolys
När musklerna arbetar så hårt att syret inte räcker till (anaerobt arbete) kan cellen bryta ner socker (glukos) till mjölksyra (laktat). Denna process frigör en liten mängd energi som används för att återbilda ATP, men den är mycket mindre effektiv än cellandningen.
Vi har hela tiden en källa av glukos i kroppen. Dels får vi det genom maten, men kroppen lagrar även undan glukos i ett slags energilager, glykogen, som finns i musklerna och levern. När muskeln börjar arbeta klyvs glykogenet till glukosmolekyler som sedan används i glykolysen.
Glykolys är ett grekiskt ord som betyder “sockerdelning” (glyko är socker, lys är delning). En glukosmolekyl som har sex kolatomer klyvs till två mindre molekyler som kallas pyruvat, vilka har tre kolatomer var. För att dra igång processen måste kroppen själv bidra med två ATP-molekyler för att aktivera sockret – ungefär som att man behöver en tändsticka för att starta en brasa. När sockret väl klyvs frigörs energi som laddar upp fyra nya ATP-molekyler. Resultatet blir alltså att man går två molekyler plus vid varje omvandling.
Om det saknas syre stannar processen av efter glykolysen och pyruvatet omvandlas istället till mjölksyra. Glykolysen är cellens snabbaste, men minst effektiva, sätt att få fram energi när det är bråttom.
Hur mycket ATP finns i kroppen?
Man skulle kunna tro att kroppen har stora lager av färdigt adenosintrifosfat liggande i musklerna, men det förråd vi har räcker faktiskt bara i några sekunder. Istället för att lagra energin är kroppen väldigt duktig på återvinning! En genomsnittlig ATP-molekyl i din kropp laddas ur till ADP och laddas upp igen mellan 500 och 750 gånger varje dag. Energin skapas precis när den behövs.
Under ett dygn producerar och förbrukar en vuxen människa ungefär sin egen kroppsvikt i ATP. Om du väger 80 kg har dina celler alltså pusslat ihop 80 kg ATP under dagen. Om du tränar riktigt hårt går maskineriet på högvarv och produktionstakten kan öka till otroliga ett halvt kilo per minut för att hålla musklerna igång. När kroppen är i vila har man ungefär 50 till 100 gram färdigt ATP i kroppen vid varje givet tillfälle.
Vad är ATP bra för?
Varför valde naturen just den här valutan för energi och inte något annat ämne? Det beror på att ATP är den perfekta “valutan”. Den är lagom instabil – den håller energin tillräckligt bra för att kunna transporteras dit den behövs, men är samtidigt tillräckligt lätt att klyva för att energin ska vara lättåtkomlig. Den fungerar i alla cellens butiker, oavsett om det handlar om att tänka en tanke eller att lyfta en skivstång.
Även om vi ofta pratar om ATP i samband med träning används den till många andra saker i kroppen. Till exempel används den för att pumpa in näring i cellerna och transportera bort skräp. Den används även för att skicka elektriska impulser längs dina nerver samt för att bygga upp nytt DNA och reparera skadade proteiner.
När du “går in i väggen” under ett träningspass beror det ofta på att återladdningen inte hinner med. Om syret eller sockret tar slut kan inte turbinerna i mitokondrierna snurra och musklerna tappar sin kraft. Det låter konstigt, men likstelhet (rigor mortis) är faktiskt ett bevis på kroppens behov av adenosintrifosfat. Det krävs färskt ATP för att muskelkrokarna ska kunna släppa sitt grepp och slappna av. Utan ny energi fastnar musklerna i sitt spända läge.
Kan jag få mer ATP?
Mycket vill ha mer! Om ATP är det som ger energi, kan man ta ett kosttillskott för att öka mängden ATP, eller finns det något annat sätt att tillföra mer av det till kroppen? Ja, det finns det faktiskt!
Det allra bästa sättet att få mer ATP är genom regelbunden konditionsträning. Träningen ger fler och större mitokondrier (kraftverk) i muskelcellerna. Eftersom mitokondrierna är det kraftverk där den effektiva cellandningen sker, innebär fler mitokondrier att du kan producera mer ATP per sekund med hjälp av syre. Det gör att du kan springa eller cykla snabbare utan att drabbas av mjölksyra.
Vill du ha ett konkret tips på ett kosttillskott som hjälper dig, så kan kreatin vara det du är ute efter. Som vi nämnde tidigare är kreatinfosfat kroppens snabbaste reservaggregat. Genom att ta kreatin ökar du depåerna av kreatinfosfat i musklerna. Det gör att du har fler lösa fosfatgrupper redo att snabbt klistras på ADP, vilket gör att du orkar några extra repetitioner i gymmet innan ATP-nivåerna sjunker för lågt.
Det du äter påverkar också i allra högsta grad hur din kropp mår, detta gäller även adenosintrifosfat. För att ATP-maskineriet ska fungera krävs flera specifika näringsämnen. Du behöver järn (Vad är järn bra för) för att blodet ska kunna transportera syret som är slutstationen i cellandningen.
ATP-molekylen är faktiskt inte helt stabil på egen hand; den behöver nästan alltid bindas till en magnesiumjon (Mg-ATP) för att vara biologiskt aktiv. Utan tillräckligt med magnesium (Hur mycket magnesium behöver man) fungerar inte de enzymer som klyver ATP. Även B-vitaminer (varför finns det så många B-vitaminer), särskilt B3 (niacin), är viktiga för att skapa de elektrontransporter som kör bränslet till mitokondrierna.
Vi som tycker att vintersäsongen är årets TV-höjdpunkt på grund av Vinterstudion hör ofta talas om höghöjdsträning. Inför stora mästerskap är det vanligt att idrottare åker upp på hög höjd för att träna. Genom att vistas där luften är tunnare tvingas kroppen producera fler röda blodkroppar. Detta förbättrar syreleveransen till cellerna, vilket i sin tur gör att cellandningen kan pågå mer effektivt även under hög belastning.
Slutligen ska man aldrig underskatta vikten av en god natts sömn. Det är under vilan som kroppen reparerar mitokondrierna och återställer enzymsystemen. Kronisk stress och sömnbrist kan faktiskt skada mitokondriernas funktion, vilket gör att ATP-produktionen blir mindre effektiv. Detta är en del av det som kallas oxidativ stress.
Hoppas att du nu har en bättre bild av vad ATP är!
Relaterade Produkter
-
Järn + Vitamin C
79,00kr -
Kreatin
139,00kr -
Magnesium
109,00kr -
Vitamin B Komplex
189,00kr
