- Produzione di acqua metabolica
- Dai grassi
- Dai carboidrati
- Dalle proteine
- Bilancio della produzione
- Importanza
- Riferimenti
L' acqua metabolica è l'acqua generata in un organismo o essere vivente come prodotto del metabolismo ossidativo dei nutrienti. Attraverso il catabolismo avviene la degradazione dei nutrienti, con la produzione di energia, anidride carbonica e acqua metabolica.
L'acqua metabolica è anche chiamata combustione, acqua di ossidazione o acqua prodotta in modo endogeno dal corpo. Rappresenta una piccola porzione, appena l'8-10%, dell'acqua totale di cui il corpo ha bisogno.
Acqua metabolica generata all'interno dei mitocondri nella catena di trasporto degli elettroni. Fonte: Mitochondrial_electron_transport_chain-Etc4.svg: Fvasconcellos 22:35, 9 settembre 2007 (UTC) lavoro derivato: Masur
Un adulto medio produce da 300 a 350 ml di acqua metabolica al giorno. Questa quantità di acqua generata nel metabolismo costituisce solo una piccola frazione dell'acqua di cui il corpo ha bisogno per vivere.
La produzione di acqua metabolica è vitale per la sussistenza di alcuni animali del deserto, come i cammelli. È stato descritto come cruciale per insetti e altri animali che vivono in ambienti asciutti.
È un indicatore del tasso metabolico del corpo; tuttavia, la sua determinazione non è facile. È più facile misurare la CO 2 espirata o esalata a seguito del metabolismo ossidativo, rispetto alla quantità di acqua metabolica generata.
Produzione di acqua metabolica
L'acqua metabolica viene generata nel corpo durante la scomposizione enzimatica di sostanze organiche come grassi, carboidrati e proteine. La completa ossidazione di questi nutrienti avviene per metabolismo cellulare svolto in condizioni aerobiche o in presenza di ossigeno.
L'ossidazione dei nutrienti è un processo complesso e lento che include varie reazioni chimiche che si verificano in fasi o percorsi catabolici. Molti di questi percorsi all'inizio sono specifici per ogni tipo di nutriente, terminando il processo con percorsi o reazioni comuni.
Questa ossidazione termina con la respirazione cellulare nella membrana interna dei mitocondri con la produzione di energia o ATP (Adenosina trifosfato).
Contemporaneamente alla fosforilazione ossidativa (produzione di ATP), si formano CO 2 e acqua metabolica. Ci sono quattro enzimi nella membrana: NADH deidrogenasi, succinica deidrogenasi, citocromo C e citocromo ossidasi (noto anche come sistema flavoproteina-citocromo).
In questo sistema vengono catturati gli elettroni e gli idrogeni di NADH e FADH, prodotto delle reazioni di catabolismo o ossidazione dei nutrienti. Infine, in questo complesso enzimatico è dove questi idrogeni uniscono l'ossigeno per produrre acqua metabolica.
Dai grassi
L'ossidazione dei grassi o dei lipidi avviene con l'ossidazione degli acidi grassi liberi, come ad esempio il tripalmitato. Questo processo catabolico include la beta-ossidazione, mediante la quale l'acido grasso viene ossidato per formare acetil-CoA che va al ciclo di Krebs.
Una volta che l'acetil-CoA viene incorporato nel ciclo, si formano gli equivalenti riducenti NADH e FADH 2, che passano nella catena respiratoria. Infine, gli elettroni degli idrogeni vengono trasportati agli enzimi della catena che originano ATP, CO 2 e acqua metabolica.
La formazione di acqua metabolica dall'ossidazione del tripalmitato di acido grasso può essere riassunta come segue:
2C 51 H 98 O 6 + 145O 2 → 102CO 2 + 98H 2 O
Il catabolismo del grasso immagazzinato nella gobba dei cammelli fornisce loro l'acqua di cui hanno bisogno per sopravvivere nelle zone desertiche.
Dai carboidrati
La via ossidativa per i carboidrati include le reazioni della glicolisi con la produzione di acido piruvico e una molecola d'acqua. In presenza di ossigeno, l'acido piruvico entra nella matrice mitocondriale, dove si trasforma in acetil-CoA, unendosi al ciclo di Krebs.
Questo ciclo è la via comune del metabolismo dei nutrienti, gli equivalenti riducenti prodotti vengono ossidati nella catena respiratoria.
La seguente equazione può essere utilizzata per riassumere la produzione metabolica di acqua dalla completa ossidazione del glucosio:
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O
Quando il glicogeno, che è un carboidrato complesso, viene ossidato attraverso un processo chiamato glicogenolisi, vengono rilasciati acqua metabolica e glucosio.
Dalle proteine
Il catabolismo proteico è più complesso di quello descritto per grassi e carboidrati, poiché le proteine non sono totalmente ossidate. Tra i prodotti finali del catabolismo proteico ci sono l'urea, alcuni composti azotati, così come la CO 2 e l'acqua metabolica.
Bilancio della produzione
L'equilibrio approssimativo della produzione di acqua metabolica può essere espresso dall'ossidazione di 100 g di ciascun nutriente. Può anche essere considerato un'approssimativa o media della quantità di acqua prodotta in 24 ore o in un giorno.
Il bilancio produttivo si avvicina a 110 g di acqua ogni 100 g di grasso ossidato. La quantità di acqua metabolica prodotta in 24 ore dall'ossidazione degli acidi grassi è di 107 mL.
Ogni 100 g di carboidrati metabolicamente ossidati nel corpo vengono prodotti circa 60 g di acqua metabolica. La quantità prodotta dai carboidrati in media durante una giornata è vicina a 55 ml.
E con le proteine, viene generata meno acqua, circa 42 g per ogni 100 g di proteine. L'acqua di ossidazione proteica generata nell'arco di una giornata in media è pari a 41 mL.
È stato detto in precedenza che un adulto produce solo l'8-10% dell'acqua metabolica, dell'acqua totale di cui ha bisogno. Il tuo corpo, in buona salute, fornisce circa 300-350 ml di acqua metabolica ogni giorno.
Importanza
Come accennato, il suo contributo alla quantità giornaliera di acqua di cui il corpo ha bisogno è considerato poco. Tuttavia, il suo contributo è significativo nel soddisfare il bisogno di liquidi dell'atleta durante l'esercizio prolungato.
Mediante l'ossidazione dei nutrienti, vengono prodotti circa 300-350 ml di acqua metabolica al giorno. Tuttavia, la sua produzione aumenta anche in quei casi in cui diminuisce l'assunzione di acqua.
Sebbene i meccanismi fisiologici non siano ben definiti, la produzione di acqua metabolica costituisce un meccanismo compensatorio per la perdita di liquidi corporei. Sebbene il suo contributo all'omeostasi dell'acqua del corpo tenda ad essere ignorato, è importante considerarlo.
Ci sono esseri viventi che dipendono esclusivamente dall'acqua metabolica per la loro sussistenza, come i cammelli che vivono nel deserto. Anche gli uccelli migratori che effettuano lunghi voli senza scalo dipendono esclusivamente da esso per la sopravvivenza, così come diverse specie di insetti.
Riferimenti
- Diaz, OG (1987). Biochimica e fisiologia. Messico: interamericano.
- Edney EB (1977) Metabolic Water. In: Bilancio idrico negli artropodi terrestri. Zoofisiologia ed ecologia, vol 9. Springer, Berlino, Heidelberg.
- Ganong, WF (2004). Fisiologia medica. (19 a Edition). Messico: il manuale moderno.
- Murray, RK, Granner, DK Mayes, PA e Rodwell, VW (1992). Biochimica di Harper. (12 ° edizione). Messico: il manuale moderno.
- Wikipedia. (2019). Acqua metabolica. Estratto da: en.wikipedia.org