Tất cả mọi hoạt động của cơ thể chúng ta dù chỉ là cái chớp mắt cũng cần đến năng lượng. Và nguồn năng lượng đó được hình thành nhờ có ATP. Tuy nhiên, ATP là khái niệm ít được nhắc đến nên có rất nhiều người chưa có kiến thức và kỹ năng ATP. Vậy thực chất ATP là gì? Sau đây, hãy cùng chúng tôi khám phá về ATP cùng vai trò của nó đối với cơ thể, hoạt động của con người nhé!
-
Contents
Năng lượng ATP là gì?
ATP tên đầy đủ là gì? ATP viết tắt của cụm từ tiếng Anh là Adenosine triphosphate là phương pháp mà cơ thể dùng để lưu trữ và sử dụng năng lượng. Cụ thể, ATP là phân tử mang năng lượng có chức năng vận chuyển năng lượng tới những nơi cần thiết để tế bào sử dụng. Đối với cơ bắp của bạn hoặc cụ thể hơn là các tế bào trong cơ thể thì ATP chính là nguồn năng lượng để cơ thể có thể hoạt động.
Không ít người lầm tưởng rằng chất dinh dưỡng có từ thức ăn mới là năng lượng sống mà chúng ta sử dụng. Tuy nhiên, trên thực tế, sau khi tiêu hóa thức ăn, cơ thể sẽ dự trữ những chất dinh dưỡng dưới dạng carbohydrate (tinh bột), fat (chất béo) và protein (chất đạm). Những chất này lại được phân giải thành hợp chất đơn giản hơn gồm: glucose, acid amin, acid và được vận chuyển đến các tế bào thông qua đường máu.
Thế nhưng, các tế bào thì không thể trực tiếp lấy năng lượng từ các chất dinh dưỡng này được. Do đó, chúng ta cần có những hệ năng lượng giúp xử lý và biến đổi chúng thành ATP. Theo đó mà các ATP này sẽ dự trữ rồi cung cấp năng lượng có thể sử dụng được cho các tế bào khi cần đến.
Quá trình này không chỉ được diễn ra ở tất cả các loài động vật, thực vật hay vi khuẩn mà thậm chí còn cả trong virus khi chúng đang di chuyển trong các vật chủ.
Trong tự nhiên, chỉ có thể tìm thấy được ATP có trong một số loại thảo dược quý giá chẳng hạn như: Linh chi hay Đông trùng hạ thảo.
-
ATP được cấu tạo từ những thành phần nào?
Dựa theo đặc điểm sinh hóa thì ATP được phân loại là một nucleoside triphosphate. ATP được cấu tạo từ 3 thành phần là:
- Adenine: Một cấu trúc vòng gồm có các nguyên tử: C, H và N.
- Ribose: Một phân tử đường có chứa 5 Carbon.
- Phần đuôi với 3 phân tử phosphat vô cơ (Pi). Trong đó, liên kết giữ 2 Pi cuối cùng thường chứa rất nhiều năng lượng nên việc phân tách những phần này chính là mấu chốt của quá trình giải phóng năng lượng của ATP.
-
Chức năng của ATP là gì?
Vì sao nói ATP là đồng tiền năng lượng của tế bào? ATP và tế bào có mối liên hệ mật thiết với nhau là bởi những chức năng nhất định của phân tử ATP đối với cơ thể như sau:
- ATP tổng hợp các chất hóa học mới cần thiết cho tế bào: Các tế bào đang sinh trưởng mạnh hay các tế bào tiết ra nhiều protein có thể tiêu tốn tới 75% năng lượng ATP mà tế bào tiết ra.
- ATP vận chuyển các chất qua màng: Việc vận chuyển chủ động tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Chẳng hạn như tế bào thận ở người cần sử dụng đến 80% ATP sinh sản ra để vận chuyển được các chất qua màng trong quá trình lọc máu tạo nước tiểu.
- ATP sinh công cơ học: Sự co của những tế bào cơ tim cùng cơ xương cần tiêu tốn một lượng ATP khổng lồ. Khi ta nâng một vật nặng thì gần như là toàn bộ ATP của tế bào đều phải được huy động tức thì.
Ngoài việc có mặt tự nhiên ở khắp cơ thể con người, ATP còn được sử dụng trong mỹ phẩm và một số sản phẩm chăm sóc cá nhân có nguồn gốc từ nấm men. Cụ thể ATP với công dụng:
- Chữa lành vết thương
- Chống lão hóa và ngăn chặn hình thành vết nhăn
- Adenosine có trong mỹ phẩm giúp làm dịu da.
- Làm sáng da
- Chống kích ứng và kháng viêm.
- Giúp tóc mọc dày
-
Quá trình tổng hợp ATP như thế nào?
Trên thực tế, tại tế bào ATP chủ yếu được sinh ra trong cơ thể từ 3 con đường khác nhau như sau:
Hệ năng lượng Phosphagen
Lượng ATP tiêu hao trong hoạt động co cơ có thể tái tổng hợp dựa vào creatine chứa trong cơ (creatine photphat). Do đó, hệ năng lượng này hay còn được biết đến bằng một tên gọi khác là ATP-CP. Tuy nhiên, trong phạm vi bài viết này chúng ta không nên đi sâu quá vào cách mà các hệ năng lượng thực hiện trong tế bào để phần nội dung đơn giản giúp bạn dễ hiểu hơn.
Hiểu đơn giản, Phosphagen là hệ năng lượng cung cấp nhanh nhất cho cơ thể con người. Hệ năng lượng Phosphagen được sử dụng trong giai đoạn đầu của các hoạt động cơ bắp và có công suất lớn nhất, gấp 3 lần hệ Lactic và gấp 4 lần hệ oxy. Nhờ vậy mà Phosphagen có vai trò chủ yếu trong việc cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động với công suất tối đa: nhảy, ném, đẩy, chạy ngắn,….
Xem thêm: Xăng 92 và 95 khác nhau như thế nào? Nên đổ loại gì
Việc cung cấp năng lượng bằng hệ Phosphagen cực kỳ ngắn (không quá 12 giây) nên đối với những hoạt động lâu hơn thì cần phải có sự trợ giúp của những hệ năng lượng khác.
Hệ năng lượng Lactic
Trong những hoạt động tương đối dài hơn thì cơ thể cần sử dụng năng lượng để tái tổng hợp ATP và CP bằng cách phân giải yếm khí của đường glucose. Sau phản ứng sẽ sinh ra axit lactic gây độc hại mệt mỏi cơ nên hệ năng lượng này có tên là hệ Lactic.
Cơ chế vận hành của hệ năng lượng này là glycogen dự trữ trong cơ, trong khi glucose trong máy chuyển vào cơ và glucose từ gan sẽ vận chuyển vào máu. Hệ năng lượng Lactic có công suất nhỏ hơn so với hệ Phosphagen (nhỏ hơn 3 lần hệ Phosphagen, lớn hơn 1,5 lần hệ oxy).
Trong hoạt động tối đa ở hệ Lactic thì sự phân giải glycogen yếm khí chỉ xảy ra ở mức không quá 25% lượng glycogen dự trữ. Chính vì thế mà dung lượng của hệ năng lượng Lactic cũng không lớn lắm.
Hệ năng lượng Lactic bắt đầu hoạt động kể từ khi xuất hiện co cơ nhưng đạt công suất lớn nhất là sau 30-40s. Do đó, hệ năng lượng này có vai trò quyết định trong việc cung cấp năng lượng cho những hoạt động kéo dài tối thiểu 20s và tối đa là vài phút.
Trong hoạt động của hệ Lactic, lượng glycogen trong cơ và trong gian không bao giờ được sử dụng tới mức cạn kiệt. Năng lượng hệ Lactic hạn chế không phải bởi vì trữ lượng glycogen ít mà là bởi axit lactic sinh ra đã ức chế các men phân giải glycogen.
Hệ năng lượng Oxy
Trong các hoạt động của cơ bắp với công suất không lớn kéo dài và được cung cấp oxy đầy đủ (tức trong hoạt động ưa khí), cơ thể sẽ sử dụng phản ứng oxy hóa các chất dinh dưỡng như là: protein, đường, chất béo để cung cấp năng lượng cho cơ thể hoạt động. Và hệ năng lượng này được gọi là hệ Oxy hóa.
Hệ năng lượng này sử dụng hai chất chính gồm: đường và chất béo để cung cấp năng lượng cho hoạt động co cơ. Hai chất này khác nhau rõ rệt cả về công suất lẫn dung lượng.
- Oxy hóa đường thường xảy ra tương tự như thủy phân glucose trong hệ Lactic. Lý do là bởi quá trình này có oxy nên axit lactic sinh ra sẽ tiếp tục bị oxy hóa thành khí CO2 và nước.
Dung lượng của hệ Oxy hóa đường phụ thuộc vào trữ lượng của glycogen có ở cơ và gan cùng khả năng tái tạo glucose từ những chất khác (ví dụ: axit lactic, axit pyruvic, axit amin,….) của gan với dung lượng lớn.
- Trong khi đó, sự phân giải ưa khí chất béo sẽ sinh ra nhiều năng lượng hơn so với oxy hóa đường. Bởi trong cơ thể mỡ có trữ lượng lớn lớn (trung bình chiếm từ 10-30% khối lượng cơ thể) đủ năng lượng giúp cơ thể có thể hoạt động liên tục hàng chục ngày.
-
Cơ chế phân giải năng lượng của ATP
Trong môi trường ống nghiệm, một phân tử glucose khi phân tách thành CO2 và nước đồng thời sẽ giải phóng khoảng 686 kcal/mol. Năng lượng này được tỏa ra dưới dạng nhiệt năng và cần sử dụng tới máy hơi nước thì mới có thể chuyển thành công cơ học. Và điều này thì hiển nhiên là không thể xảy ra được trong môi trường tế bào được.
Nhờ các phân tử ATP mà nguồn năng lượng phân giải này sẽ được cất giữ và khi tế bào cần năng lượng thì ATP sẽ được thủy phân làm gãy liên kết giữa Oxi với nguyên tử photphat cuối cùng. Kết quả của quá trình này là tạo ra một phân tử phosphat vô cơ (Pi), một ADP (Adenosin Diphosphat) cùng khoảng 7 kcal/mol năng lượng. Lúc này, ADP sẽ lập tức được chuyển đổi trở lại thành ATP nhờ có sự xuất hiện của enzyme ATP synthase có trong màng ty thể.
Hy vọng với những kiến thức bổ ích mà chúng tôi vừa chia sẻ trên đây đã giúp bạn hiểu rõ năng lượng ATP là gì và biết được ATP cấu tạo từ những thành phần nào. Nếu cảm thấy bài viết hữu ích đừng quên chia sẻ cho người thân và bạn bè của bạn nữa nhé!