Produkcja i znaczenie wody metabolicznej

The woda metaboliczna to woda wytwarzana w organizmie lub żywej istocie jako produkt oksydacyjnego metabolizmu jej składników odżywczych. Degradacja składników odżywczych następuje przy katabolizmie, przy produkcji energii, dwutlenku węgla i wody metabolicznej.

Woda metaboliczna jest również nazywana przez organizm wodą do spalania, utlenianiem lub wodą wytwarzaną przez endogennie. Stanowi niewielką część, zaledwie 8 do 10% całkowitej wody, której potrzebuje organizm.

U dorosłej osoby średnio dziennie wytwarza się około 300 do 350 ml wody metabolicznej. Ta ilość wody wytwarzanej w metabolizmie stanowi tylko niewielką część wody, którą organizm potrzebuje do życia.

Produkcja wody metabolicznej jest niezbędna dla przetrwania niektórych zwierząt na pustyni, jak w przypadku wielbłądów. Zostało opisane jako kluczowe dla owadów i innych zwierząt żyjących w suchym środowisku.

Jest wskaźnikiem tempa metabolizmu organizmu; jednak jego określenie nie jest proste. Łatwiej jest zmierzyć CO₂ przeterminowany lub wydychany produkt metabolizmu oksydacyjnego, że ilość wytworzonej wody metabolicznej.

Indeks

• 1 Produkcja wody metabolicznej
  • 1.1 Z tłuszczów
  • 1.2 Z węglowodanów
  • 1.3 Od białek
  • 1.4 Bilans produkcji
• 2 Znaczenie
• 3 referencje

Produkcja wody metabolicznej

Woda metaboliczna jest wytwarzana w organizmie podczas enzymatycznej degradacji substancji organicznych, takich jak tłuszcze, węglowodany i białka. Całkowite utlenienie tych składników odżywczych jest wytwarzane przez metabolizm komórkowy przeprowadzany w warunkach tlenowych lub w obecności tlenu.

Utlenianie składników odżywczych jest złożonym i powolnym procesem, który obejmuje kilka reakcji chemicznych zachodzących etapami lub szlakami katabolicznymi. Kilka z tych tras na początku jest specyficznych dla każdego rodzaju składników odżywczych, kończąc proces za pomocą wspólnych ścieżek lub reakcji.

To utlenianie kończy się oddychaniem komórkowym w wewnętrznej błonie mitochondriów z produkcją energii lub ATP (adenozynotrifosforan).

Jednocześnie z fosforylacją oksydacyjną (wytwarzanie ATP) powstaje CO₂ i woda metaboliczna. W błonie występują cztery enzymy: dehydrogenaza NADH, dehydrogenaza bursztynowa, cytochrom C i oksydaza cytochromowa (znana również jako układ flawoproteinowo-cytochromowy).

W tym systemie elektrony i wodory NADH i FADH są uzyskiwane w wyniku reakcji katabolizmu lub utleniania składników odżywczych. Dokończenie tego kompleksu enzymów polega na związaniu tych atomów wodoru z tlenem w celu wytworzenia wody metabolicznej.

Z tłuszczów

Utlenianie tłuszczów lub lipidów następuje przy utlenianiu wolnych kwasów tłuszczowych, takich jak na przykład tripalmitynian. Ten proces kataboliczny obejmuje beta-oksydację, dzięki której kwas tłuszczowy jest utleniany do acetylo-CoA, który przechodzi do cyklu Krebsa.

Po włączeniu acetylo-CoA do cyklu tworzą się równoważniki redukujące NADH i FADH₂ które przechodzą do łańcucha oddechowego. Wreszcie elektrony wodorów są transportowane do enzymów łańcucha pochodzących z ATP, CO₂ i woda metaboliczna.

Tworzenie się wody metabolicznej z utleniania tripalmitynianu kwasu tłuszczowego można podsumować następująco:

2C₅₁H₉₈O₆ + 145O₂ → 102CO₂ + 98H₂O

Katabolizm tłuszczu przechowywanego w garbach wielbłądów zapewnia im wodę potrzebną do przetrwania na obszarach pustynnych.

Z węglowodanów

Droga oksydacyjna węglowodanów obejmuje reakcje glikolizy z produkcją kwasu pirogronowego i cząsteczki wody. W obecności tlenu kwas pirogronowy wchodzi do macierzy mitochondrialnej, gdzie jest przekształcany w acetylo-CoA, włączając go do cyklu Krebsa..

Ten cykl jest wspólnym szlakiem metabolizmu składników odżywczych, wytwarzane równoważniki redukujące są utleniane w łańcuchu oddechowym.

Metaboliczne wytwarzanie wody podczas całkowitego utleniania glukozy można podsumować za pomocą następującego równania:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

Gdy glikogen, który jest złożonym węglowodanem, jest utleniany w procesie zwanym glikogenolizą, uwalniana jest woda metaboliczna i glukoza.

Z białek

Katabolizm białek jest bardziej złożony niż opisany dla tłuszczów i węglowodanów, ponieważ białka nie utleniają się całkowicie. Do końcowych produktów katabolizmu białek należą mocznik, niektóre związki azotu, a także CO₂ i woda metaboliczna.

Bilans produkcyjny

Przybliżony bilans metabolicznej produkcji wody można wyrazić przez utlenienie 100 g każdego składnika odżywczego. Możesz również wziąć pod uwagę przybliżoną lub średnią ilość wody wyprodukowanej w ciągu 24 godzin lub jednego dnia.

Bilans produkcji wynosi blisko 110 g wody na 100 g utlenionego tłuszczu. Ilość wody metabolicznej wytworzonej w ciągu 24 godzin od utlenienia kwasów tłuszczowych wynosi 107 ml.

Około 60 g wody metabolicznej powstaje na 100 g metabolicznie utlenionych węglowodanów w organizmie. Ilość wytwarzana z węglowodanów średnio w ciągu dnia jest bliska 55 ml.

A z białkami wytwarza się mniej wody, tylko około 42 g na 100 g białka. Woda utleniająca białek wytwarzanych średnio w ciągu dnia wynosi 41 ml.

Wspomniano wcześniej, że dorosły produkuje zaledwie od 8 do 10% wody metabolicznej, z całej wody, której potrzebuje. Twoje ciało w dobrych warunkach zdrowotnych codziennie dostarcza około 300 do 350 ml wody metabolicznej.

Znaczenie

Jak wspomniano, jego udział w dziennej ilości wody potrzebnej organizmowi uważa się za niski. Jednak ich wkład jest znaczący, aby zaspokoić zapotrzebowanie sportowca na płyny podczas długotrwałego wysiłku.

Przez utlenianie składników odżywczych wytwarza się około 300 do 350 ml wody metabolicznej dziennie. Jednak jego produkcja wzrasta również w tych przypadkach, w których spożycie wody maleje.

Chociaż mechanizmy fizjologiczne nie są dobrze zdefiniowane, wytwarzanie wody metabolicznej stanowi mechanizm kompensacyjny dla utraty płynów ustrojowych. Chociaż ich wkład w homeostazę wody w organizmie jest ignorowany, ważne jest, aby to rozważyć.

Istnieją żywe istoty, które dla utrzymania się zależą wyłącznie od wody metabolicznej, jak wielbłądy żyjące na pustyni. Ptaki wędrowne, które wykonują długie loty non-stop, również zależą wyłącznie od tego, aby przeżyć, a także od kilku gatunków owadów.

Referencje

1. Diaz, O. G. (1987). Biochemia i fizjologia. Meksyk: Interamericana.
2. Edney E.B. (1977) Woda metaboliczna. W: Bilans wodny w stawonogach lądowych. Zoofizjologia i ekologia, tom 9. Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Ganong, W. F. (2004). Fizjologia medyczna (19^a Wydanie). Meksyk: nowoczesny podręcznik.
4. Murray, R.K., Granner, D.K. Mayes, P.A. i Rodwell, V.W. (1992). Biochemia Harpera. (12^ava Wydanie). Meksyk: nowoczesny podręcznik.
5. Wikipedia. (2019). Woda metaboliczna. Źródło: en.wikipedia.org