Vì sao năng lượng trong tế bào ATP lại quan trọng với sức khỏe?

Adenosine triphosphate hay ATP là một phân tử nhỏ, tương đối đơn giản. Năng lượng giải phóng từ quá trình thủy phân ATP được sử dụng để cung cấp năng lượng cho nhiều phản ứng tế bào đòi hỏi năng lượng. Vậy vì sao năng lượng trong tế bào ATP lại quan trọng với sức khỏe?

1. Năng lượng ATP tác động và ảnh hưởng như thế nào đến các tế bào?

ATP hoạt động như một chất dẫn truyền thần kinh mang thông điệp từ một tế bào thần kinh (nơ-ron) đến một tế bào thần kinh khác. ATP có thể được giải phóng bởi các tế bào thần kinh trong cơ thể (nơ-ron ngoại biên) cũng như các tế bào thần kinh trong hệ thần kinh trung ương (não và tủy sống). Vai trò của ATP như một chất dẫn truyền thần kinh, duy trì cân bằng nội môi trong cơ thể.

Cơ thể bạn cần ATP để tạo ra DNA và RNA. Cụ thể chúng ta cần triphosphate trong ATP để tạo ra RNA. Đối với DNA, cơ thể bạn trước tiên chuyển đổi ATP thành deoxyribonucleotide (dATP) bằng cách loại bỏ một nguyên tử oxy.

Vai trò của ATP trong tín hiệu nội bào là giải phóng các chất truyền tin, chẳng hạn như hormone, enzyme, chất trung gian lipid, chất dẫn truyền thần kinh, oxit nitric, các yếu tố tăng trưởng. Các chất truyền tin này có nhiệm vụ điều chỉnh hoạt động bên trong của tế bào.

ATP tham gia vào quá trình co cơ, cơ bắp của bạn có thể lưu trữ một lượng nhỏ ATP. ATP này được sử dụng khá nhanh khi bạn sử dụng cơ bắp, chẳng hạn như khi bạn tập thể dục. Sau đó, cơ thể sẽ tạo ra nhiều ATP hơn và gửi đến các cơ nhằm duy trì cường độ tập thể dục.

2. Vì sao năng lượng ATP lại quan trọng với sức khỏe?

Năng lượng trong tế bào ATP là được gọi là “đồng tiền năng lượng của sự sống” hoặc còn gọi là “nhiên liệu của sự sống”, vì nó là nguồn năng lượng tiềm năng cho mọi tế bào sống.

Mọi sinh vật sống đều dựa vào ATP để đáp ứng nhu cầu năng lượng của chúng. ATP được tạo ra bằng cách chuyển thức ăn thành năng lượng. Nếu không có dạng năng lượng ATP trong tế bào, các tế bào sẽ không thể sử dụng năng lượng được lưu giữ trong thức ăn để cung cấp nhiên liệu cho các quá trình của tế bào và không thể duy trì sự sống. Mọi dạng cơ thể sống đều dựa vào ATP để thực hiện những việc cần phải làm để tồn tại. 

Một ví dụ thực tế, khi một chiếc xe hết xăng và đỗ bên lề đường, điều duy nhất có thể khiến chiếc xe có thể chạy được trở lại là đổ xăng vào bình. Đối với tất cả các tế bào sống, ATP giống như xăng trong bình nhiên liệu của xe hơi. Nếu không có ATP, các tế bào sẽ không có năng lượng để sử dụng và sinh vật sẽ chết.

3. Cách gia tăng năng lượng ATP trong cơ thể

Khi các tế bào của chúng ta oxy hóa các phân tử gốc cacbon từ thức ăn, một số năng lượng được giữ trong các liên kết hóa học của chúng được giải phóng. Toàn bộ hệ thống trao đổi chất phức tạp của chúng ta được sắp xếp để thu thập một số năng lượng này và đưa vào hoạt động. Nếu ATP giống như một cục pin, thì hô hấp tế bào giống như một bộ sạc pin.

Tế bào của chúng ta có 2 cách để tạo ra ATP đó là: phosphoryl hóa ở cấp độ cơ chất và phosphoryl hóa oxy hóa. Thực vật có cách thứ ba là trong quá trình quang hợp, chúng sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời để tạo ra ATP.

3.1. Phosphoryl hóa ở cấp độ cơ chất

Quá trình này liên quan đến một loại enzyme có chức năng chuyển nhóm phosphate từ chất nền sang ADP. ATP được tạo ra trong quá trình đường phân và chu trình axit citric diễn ra theo cách này, chiếm 4 ATP trên mỗi phân tử glucose.

3.2. Phosphoryl hóa oxy hóa

Quá trình này tạo ra phần lớn ATP mà chúng ta sử dụng, lên tới 27 ATP cho mỗi phân tử glucose. Khi enzyme phân tách các phân tử thức ăn, chúng sẽ chuyển các nguyên tử hydro đến các phân tử chất mang FAD và NAD. Các chất mang này chuyển các proton và electron đến màng ty thể.

Sự di chuyển của các electron dọc theo chuỗi vận chuyển electron cung cấp năng lượng cho các máy bơm di chuyển proton vào không gian giữa hai màng ty thể. Các proton sau đó khuếch tán trở lại qua màng thông qua ATP synthase, một cỗ máy phân tử đáng chú ý sử dụng năng lượng từ sự khuếch tán proton để “sạc” các phân tử ATP.

Cảm giác nóng rát mà bạn cảm thấy ở cơ khi tập luyện cường độ cao kỵ khí (HIIT) để tối đa hóa khả năng hiếu khí hoặc trong quá trình tập tạ vất vả chính là axit lactic, chúng được sử dụng để tạo ra ATP thông qua quá trình phân giải kỵ khí.

Trong quá trình tập thể dục nhịp điệu bình thường, ty thể có đủ oxy để tạo ra ATP hiếu khí. Tuy nhiên, khi bạn hết hơi và các tế bào của bạn không có đủ oxy để thực hiện hô hấp tế bào hiếu khí, quá trình này vẫn có thể diễn ra kỵ khí, nhưng nó tạo ra cảm giác nóng rát tạm thời ở các cơ xương của bạn.

Để gia tăng năng lượng ATP trong cơ thể, chúng ta nên ăn một chế độ ăn uống cân bằng và giữ đủ nước sẽ cung cấp cho cơ thể bạn tất cả các nguồn lực cần thiết để sản xuất nhiều ATP. Mặc dù một số vận động viên có thể cải thiện đôi chút hiệu suất của mình bằng cách dùng các chất bổ sung hoặc các thiết bị hỗ trợ công thái học được thiết kế với mục đích tăng sản xuất ATP, nhưng vẫn còn tranh cãi rằng việc bổ sung thêm Adenosine triphosphate qua đường uống có thực sự làm tăng năng lượng hay không. 

Tóm lại có thể thấy chỉ thông qua ATP tế bào mới dùng được thế năng hóa học giấu bên trong cấu trúc của phân tử hữu cơ. Do đó chúng ta luôn luôn cần tăng cường ATP để cơ thể có thêm năng lượng sống tràn trề.

Nguồn tham khảo: verywellhealth.com