Adenosintriphosphat

ATP wurde 1929 von dem deutschen Biochemiker und Physiologen Karl Lohmann entdeckt. Adenosintriphosphat ist ein zur Gruppe der Mononukleotide gehöriges Molekül, das über Anhydridbindungen gebundene , energiereiche Phosphatreste enthält und damit als Hauptenergiespeicher innerhalb von Zellen dient.

Chemische Struktur

Adenosintriphosphat besteht aus dem Molekül Adenin, das über eine O-glykosidische Bindung an den Fünferzucker Ribose gebunden ist. Am 5'-Ende des Zuckermoleküls befindet sich ein Triphosphatrest, deren erste Phosphatgruppe über als Ester und die beiden anderen anhydridisch gebunden sind.

Synthese

Das Molekül kann aus ATP durch einfache Phosphorylierung beziehungsweise aus Adenosin über drei Phosphorylierungsschritte gebildet werden. Die dazu benötigten aktivierten Phosphatreste stammen entweder von anderen energiereichen Molekülen wie Kreatinphosphat oder einigen Metaboliten der Glykolyse (Substratketten-Phosphorylierung) oder werden im Rahmen der Atmungskette (oxidative Phosphorylierung) unter Verbrauch von FADH2 und NADH innerhalb der Mitochondrien an das Molekül angehängt.

Physiologie

Etwa die Hälfte der aufgenommenen Energie kann der Organismus dazu verwenden, Energie für verschiedene Stoffwechselprozese zur Verfügung zu stellen; dabei spielt die Synthese von ATP die zentrale Rolle: Nach Ablauf des Zitratzyklus in den Mitochondrien werden Redoxäquivalente in Form von NADH und FADH2 gebildet und dann für die Bildung von Adenosintriphosphat von den Enzymen der Atmungskette verbraucht.

Verwendung

Den größten Anteil des ATP-Verbrauchs stellt der aktive Transport von Ionen durch die Zellmembran dar, daneben wird Adenosintriphosphat auch für die Synthese von biologischen Molekülen, den Transport von Teilchen innerhalb der Zelle oder die Bewegung von zellulären Bestandteilen oder Muskeln.

Regulation

Die Regulation der ATP-Konzentration innerhalb der Zellen ist für den Organismus von zentraler Bedeutung. Sie unterliegt verschiedenen Mechanismen:

• Das Absinken der Konzentration von ATP steigert direkt oder indirekt die Aktivität von Enzymen des Glykogen- und Fettabbaus sowie der Glykolyse; es kommt zu einer verstärkten Gewinnung von Energie aus gespeicherten Energievorräten.
• Im Gegensatz dazu sorgt die Steigerung des ATP-Spiegels für die Hemmung energieliefernder Reaktionen sowie für eine Aufstockung der Energiespeicher (beispielsweise Glykogen oder Fett) in verschiedenen Geweben.

Bedarf im Sport

Adenosintriphosphat wird manchmal als "Energiewährung des Körpers" oder "High Energy-Verbindung" bezeichnet. ATP, wie der Name schon sagt, enthält drei Phosphatgruppen. Die Energie in dem Phosphatverbindung ist grösser als die Energie in den meisten anderen chemischen Verbindungen. Der Körper benutzt ATP für seinen eigenen Energieumlauf, zur Bildung von Körperstrukturen und für andere Aufgaben nach Bedarf. ATP ist der primäre Brennstoff für die Muskeln. Meistens erhält man es aus einer Nahrungsergänzung mit Creatin. Zahlreiche Studien sind zu dem Schluss gekommen, dass eine Nahrungsergänzung mit Keratin fettfreie Masse, physische Leistung und Muskelmorphologie als Reaktion auf Widerstandstraining verstärkt. Müdigkeitserscheinungen bei kurzem, hoch intensivem Training ist auf die Unfähigkeit des Skelettmuskels, eine hohen Wert anaerobischen ATPs konstant zu halten. Klinische Studien zeigen eine Leistungsverbesserung aufgrund einer parallelen Verbesserung der ATP-Resynthese während der körperlichen Betätigung. Andere Studien liefern ebenfalls den Nachweis, dass Energiemetabolismus und O2-bedingte pulmonale Vasodilation von einer Erhöhung der ATP-Werte begleitet ist. Auch viele Studienteilnehmer, die ihr Kraftniveau verbesserten und sich besser fühlten, schienen von der ATP-Supplementirung zu profitieren.

Sicherheit und Nebenwirkungen

Adenosin scheint bei einer Injektion durch einen Arzt sicher und unbedenklich zu sein. Mögliche Nebenwirkungen umfassen Atemprobleme und Brustschmerzen, was insbesondere bei einer Gabe hoher Dosierungen gilt. Weitere mögliche Nebenwirkungen umfassen Herzklopfen, niedrigen Blutdruck, Übelkeit, Schwitzen, Hitzewallungen, Schwindel, Schlafprobleme, Husten und Angstzustände.

Vorsichtsmaßnahmen und Warnungen

Schwangerschaft und Stillzeit: Es ist nicht genug über die Sicherheit von Adenosin während Schwangerschaft und Stillzeit bekannt. Aus diesem Grund sollten schwangere und stillende Frauen sicherheitshalber auf Adenosin verzichten.

Gicht: ATP kann die Harnsäurespiegel in Blut und Urin erhöhen und dies kann einen Gichtanfall hervorrufen. Gicht verursacht rote, warme, geschwollene Gelenke. Das Gelenk, das am häufigsten betroffen ist, ist das Gelenk des großen Zehs.

Herzkrankheiten: ATP kann den Blutfluss zum Herz reduzieren und Brustschmerzen hervorrufen. Es könnte Symptome bei Patienten mit Herzkrankheiten wie Brustschmerzen und Herzinfarkt verschlimmern.

Wechselwirkungen

Man sollte ATP nicht in Verbindung mit folgenden Medikamenten verwenden:

Dipyridamol

Der Körper baut Adenosin ab, um es ausscheiden zu können. Dipyridamol kann den Abbau von Adenosin reduzieren. Eine Reduzierung des Abbaus von Adenosin kann Herzprobleme verursachen. Aus diesem Grund sollte man ATP nicht verwenden, wenn man Dipyridamol einnimmt.

Carbamazepin

Adenosin kann den Herzschlag verlangsamen. Eine Einnahme von Carbamazepin in Kombination mit ATP könnte einen zu langsamen Herzschlag verursachen. Aus diesem Grund sollte man ATP nicht verwenden, wenn man Carbamazepin einnimmt.

Medikamente gegen Gicht

Gicht wird durch eine Ansammlung von Kristallen in den Gelenken hervorgerufen. Adenosin kann die Menge an Harnsäure im Körper erhöhen und könnte die Wirksamkeit von Medikamenten gegen Gicht reduzieren.