Dagli alimenti all’energia chimica. L’ATP

Tutti gli alimenti sono formati da macronutrienti: carboidrati, grassi e proteine; essi sono le principali sostanze dalle quali le cellule ricavano energia.
Ma come la cellula trasforma gli alimenti in energia…?

Nell’organismo umano praticamente tutti i carboidrati sono convertiti in glucosio dall’apparato digerente e dal fegato prima di pervenire alla cellula. Allo stesso modo le proteine sono degradate ad aminoacidi ed i grassi in acidi grassi.
All’interno della cellula le sostanze nutritive reagiscono chimicamente con l’ossigeno sotto l’influenza di vari enzimi che ne controllano il corso delle reazioni ed incanalano nella giusta direzione l’energia liberatasi. Quasi tutte le reazioni ossidative hanno luogo nei mitocondri (organelli endocellulari) e l’energia che da essi si libera viene utilizzata per formare principalmente adenosintrifosfato (ATP), composto ad alto contenuto energetico. Poi sarà l’ATP ad essere utilizzato dalla cellula come fonte di energia per tutti i processi del metabolismo cellulare.

L’ATP è una molecola composta da l’adenina (composto contenente azoto), da uno zucchero a 5 atomi di carbonio, il ribosio e da tre radicali fosforici ad alto potere energetico. È proprio la rottura dei legami fosforici a fornire energia. Si pensi che ognuno di questi legami contiene circa 7,3 Kcalorie.

Il legame ad alta energia dei gruppi fosforici è inoltre molto labile, cosicchè può essere rotto istantaneamente ogni volta che è richiesta energia.

Quando l’ATP libera energia, un radicale fosforico si stacca, portando alla formazione di ADP (adenosindifosfato). Successivamente l’energia ricavata dai nutrienti ricostituisce il legame ricco di energia ricombinando l’ADP con l’acido fosforico per formare nuovo ATP e l’intero processo può ripetersi indefinitamente. Per queste ragioni l’ATP è stato definito come la “moneta” energetica che la cellula può spendere e ricostituire in un tempo di soli pochi minuti. “La molecola di ATP è quindi per la cellula quello che una batteria è per i nostri elettrodomestici: un accumulatore di energia dal quale attingere per far funzionare i piccoli macchinari che all’interno delle nostre cellule svolgono funzioni vitali”.
In particolare, nel muscolo in movimento, per ottenere la contrazione viene consumato ATP. Nel muscolo scheletrico sono presenti proteine contrattili (actina e miosina), in grado di scorrere le une sulle altre provocando un accorciamento del muscolo. Prima dell’inizio di ogni contrazione una molecola di ATP si lega alla miosina e viene idrolizzato (reazione chimica di rottura dei legami che avviene in presenza di acqua). I prodotti dell’idrolisi rimangono attaccati alla miosina che carica di energia si flette, si ancora all’actina e libera i prodotti dell’idrolisi tornando poi nella sua originale conformazione. Tutto questo per ogni singola fibra muscolare e per ogni singola contrazione.

Immaginate ora perché c’è una grossa differenza di richiesta calorica tra un individuo sedentario e uno sportivo …

Dr.ssa Chiara Siano – Farmacista