ATP的全称是什么？

ATP：三磷酸腺苷

ATP代表三磷酸腺苷。它是一种在人体、动物、植物等细胞中发现的高能分子。它能够储存并提供细胞所需的能量。因此，它通常被称为细胞的能量货币。

人体由不同类型的细胞组成。每种类型的细胞都执行特定的功能，帮助生物体完成生存所需的任务。例如，神经细胞将信息传递给大脑，让我们思考、做决定等等。同样，肌肉细胞帮助我们产生力量和运动，维持姿势和器官收缩等等。细胞需要能量来执行这些任务，而这些能量由ATP提供。

我们吃的食物在细胞中逐渐氧化，并释放能量，这些能量用于产生ATP，从而维持ATP的持续供应。简单来说，我们将食物分解获得的能量以ATP的形式储存起来。同样，植物在光合作用过程中产生的能量也储存在ATP分子中。

ATP的结构

ATP是一种核苷酸，由一个腺苷分子（腺嘌呤碱基连接到核糖）组成，该腺苷分子通过磷酸酐键进一步连接到三个磷酸基团。因此，它有三个主要部分：腺嘌呤（一种含氮碱基）、糖（核糖）和三磷酸（三个磷酸基团）。这些部分通过缩合反应连接成一个分子。当只连接一个磷酸基团时，这种化合物被称为腺苷一磷酸（AMP）；当再连接一个基团时，它变成腺苷二磷酸（ADP）；当第三个基团加入时，形成三磷酸腺苷（ATP）。

磷酸基团通过磷酸酐键相互连接。当细胞需要能量时，第三个磷酸基团被移除，只剩下两个磷酸基团。例如，在水解过程中，酶ATP酶水解ATP中第二个和第三个磷酸基团之间的键。我们可以说，ATP分子被水解成二磷酸腺苷（ADP）和一个无机磷酸离子，同时释放化学能。同样，当ADP中再移除一个磷酸基团时，形成腺苷一磷酸（AMP），并释放能量。

然而，AMP可以通过形成新的磷酸酐键转化为ADP或ATP来储存能量。因此，在细胞中，ATP、AMP和ADP通过生物反应不断相互转化。ATP不断被消耗和再生，以确保生物体能够运作和生存。

ATP是如何产生的？

ATP在细胞质和细胞线粒体中发生的细胞呼吸过程中产生。这个过程始于糖酵解，随后是需氧呼吸，包括克雷布斯循环和电子传递链。因此，总共有三个步骤产生总共36个ATP分子：糖酵解产生2个ATP分子，克雷布斯循环产生2个，电子传递链产生32个。

ATP也在植物中通过光合作用产生，其中发生光反应和暗反应。在光反应中，太阳能通过ADP的磷酸化转化为化学能，以ATP的形式存在，ADP接受一个磷酸基团成为ATP。在光合作用的暗反应中，即卡尔文循环，同样的ATP被用于合成植物生存所需的葡萄糖。

ATP以不同的方式用于人类、动物、植物等成千上万种不同的目的。ATP通过扩散（从高浓度到低浓度）移动到需要能量的区域，当第二个和第三个磷酸基团之间的键断裂，一个磷酰基团被移除时，能量就被释放。

函数

各种重要的生物和细胞功能都需要能量，包括ATP水解。这些功能包括主动运输、嘌呤能信号传导、突触信号传导、细胞内信号传导、DNA和RNA合成以及肌肉收缩。尽管这不是一个完整的列表，但这些主题涵盖了ATP扮演的一些关键功能。

使用ATP的细胞内信号传导

信号转导在很大程度上依赖于ATP。最常见的ATP结合蛋白——激酶，可以利用ATP作为底物。当激酶使蛋白质磷酸化时，可以启动一个信号级联，进而调节各种细胞内信号通路。由于激酶活性对细胞至关重要，因此必须严格控制。镁离子的存在有助于控制激酶活性。细胞中存在的与ATP结合并在磷酸氧中心键合的镁离子受到调节。除了激酶活性外，ATP还可以作为细胞内信使释放的共同触发器。这些信使包括激素、不同酶、脂质介质、神经递质、一氧化氮、生长因子和活性氧。腺苷酸环化酶使用ATP作为底物，这是ATP在细胞内信号传导中如何使用的一个例子。最常见的是，G蛋白偶联受体信号通路参与此过程。腺苷酸环化酶将ATP转化为环磷酸腺苷（cAMP），有助于触发细胞内钙的释放。cAMP的其他功能包括激活蛋白激酶，作为激素信号级联中的第二信使，以及控制离子通道活性。

DNA/RNA的合成

DNA和RNA的产生需要ATP。ATP是RNA合成所需的四种核苷三磷酸单体之一。在DNA的合成过程中也使用了相同的方法；然而，在此过程中，ATP首先通过从葡萄糖中去除一个氧原子进行修饰，以产生脱氧核糖核苷酸或dATP。

嘌呤能信号传导

嘌呤能信号传导是一种细胞外旁分泌信号传导，其介质是嘌呤核苷酸，例如ATP。在此过程中，附近细胞上的嘌呤能受体经常被激活，从而允许传输控制细胞内活动的信号。一种普遍的胞吐调节机制IP3控制着ATP从囊泡储存中的释放。神经递质同时储存和释放ATP的事实支持了ATP是交感神经和副交感神经中嘌呤能神经传递的重要调节剂的观点。除了控制自主活动、脑胶质细胞相互作用、疼痛和血管张力外，ATP还可以引起各种其他嘌呤能反应。

使用ATP进行肌肉收缩

没有ATP，肌肉收缩是不可能的，这使其成为一项必不可少的身体功能。ATP以三种主要方式参与肌肉收缩过程。第一种方法涉及肌球蛋白横桥的循环，以对附近的肌动蛋白丝产生力。在后一种方法中，钙离子克服浓度梯度，在整个肌浆网中主动运输。当接收到输入时，由于肌膜的主动钠钾离子转运，钙离子可能会被悬浮。这是ATP做的第三项工作。这些步骤中的每一个都由ATP的水解驱动。

临床重要性

ATP在疼痛管理中的作用

ATP的临床试验显示急性围手术期不适有所减轻。这些研究中的患者接受了静脉注射ATP。腺苷的静脉输注与A1腺苷受体相互作用，并启动信号级联，最终有助于炎症中出现的镇痛作用。研究表明，中等浓度的腺苷化合物可以减轻异常疼痛和痛觉过敏。A1腺苷受体激活可产生有效的镇痛效果，因为它起效缓慢且半衰期长，有时可持续数周。

麻醉

在麻醉期间，补充ATP提供了有益的结果。有证据表明，低剂量的腺苷可以减少神经性疼痛、缺血性疼痛和痛觉过敏，其程度与吗啡相当。腺苷还减少了术后阿片类药物的需求，这表明A1腺苷受体可能存在持久的激活。

外科和心脏病学

在肺动脉高压患者中，ATP已被证明是一种可靠且安全的肺血管扩张剂。腺苷和ATP也可用于在手术期间降低患者的血压。