ATP e mitocondri sono entrambi essenziali per il funzionamento delle cellule umane. Il corpo utilizza adenosina trifosfato (ATP) per produrre energia e i mitocondri sono gli organelli in cui l’energia viene prodotta in ciascuna di queste cellule. In particolare, l’ATP è realizzato nelle pieghe della membrana interna del mitocondrio. Più pieghe, o criste, la membrana mitocnodrionica ha, più ATP può produrre.
Ogni cellula eucariotica ha uno o più mitocondri a seconda dello scopo della cellula e di quanta energia la cellula generalmente necessita per funzionare. Ogni mitocondrio ha una membrana esterna liscia e una membrana interna altamente piegata. La membrana interna contiene la catena di trasporto degli elettroni utilizzata nella respirazione cellulare. La respirazione cellulare è il processo che trasforma l’energia chimica immagazzinata negli alimenti in energia che può essere utilizzata nel corpo, in particolare l’ATP.
Nell’uomo, la catena di trasporto degli elettroni è il passo finale nella respirazione cellulare aerobica. Un elettrone eccitato viene passato lungo una catena di proteine ??incorporate nella membrana interna di un mitocondrio. Ad ogni proteina viene rilasciata una certa energia e quell’energia viene utilizzata per aggiungere un ulteriore gruppo fosfato all’adenosina difosfato (ADP) per formare una molecola di ATP. La catena di trasporto degli elettroni può produrre fino a 34 molecole di ATP per ciclo a seconda del tipo di cellula e delle condizioni ambientali.
La quantità di ATP e mitocondri all’interno di una cellula dipende dalla sua funzione. Le cellule che richiedono più energia, come le cellule muscolari, tendono ad avere più mitocondri di alcune altre cellule. Inoltre, questi mitocondri hanno più criteri. Poiché le criste sono le posizioni delle catene di trasporto degli elettroni, le cellule con più mitocondri e più criste possono produrre più ATP. I cambiamenti nell’acidità o nella temperatura dell’ambiente possono causare lo sviluppo delle proteine ??che compongono la membrana interna dei mitocondri e la cellula può perdere parte della sua capacità di produrre ATP.
La produzione di ATP nei mitocondri dipende anche dalla presenza di ossigeno. L’ossigeno è l’accettore di elettroni finale nella catena di trasporto degli elettroni. Se non c’è abbastanza ossigeno disponibile, la catena di trasporto degli elettroni esegue il backup e non funzionerà nella produzione di ATP. La maggior parte degli organismi subisce fermentazione in questo caso per produrre una quantità minima di ATP per continuare le normali funzioni corporee. Periodi prolungati senza abbastanza ossigeno possono causare danni permanenti a varie parti del corpo a causa della mancanza di energia.
L’ATP rilascia energia rompendo un legame che contiene uno dei tre gruppi fosfato nell’adenosina. Ognuno di questi legami contiene una grande quantità di energia che può essere utilizzata dal corpo. Se viene rilasciato un gruppo fosfato, l’ATP diventa una molecola ADP. Un altro gruppo di fosfati può essere separato per produrre adenosina monofosfato (AMP). L’AMP può acquisire un gruppo fosfato per produrre l’ADP e, se un altro gruppo fosfato viene aggiunto usando l’energia della catena di trasporto degli elettroni nei mitocondri, diventa di nuovo ATP.