Μεταβολική παραγωγή νερού και σημασία

Το μεταβολικό νερό είναι το νερό που παράγεται σε έναν οργανισμό ή μια ζωντανή ύπαρξη ως προϊόν του οξειδωτικού μεταβολισμού των θρεπτικών συστατικών του. Η υποβάθμιση των θρεπτικών συστατικών συμβαίνει με τον καταβολισμό, με την παραγωγή ενέργειας, διοξειδίου του άνθρακα και μεταβολικού νερού.

Το μεταβολικό νερό ονομάζεται επίσης καύσιμο νερό, οξείδωση ή νερό που παράγεται μέσω ενδογενούς, από το σώμα. Αντιπροσωπεύει μια μικρή μερίδα, μόλις 8-10%, του συνολικού νερού που χρειάζεται το σώμα.

Σε έναν ενήλικα, κατά μέσο όρο παράγονται περίπου 300 έως 350 mL μεταβολικού νερού την ημέρα. Αυτή η ποσότητα νερού που παράγεται στο μεταβολισμό αποτελεί μόνο ένα μικρό κλάσμα του νερού που χρειάζεται ο οργανισμός για να ζήσει.

Η παραγωγή μεταβολικού νερού είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση ορισμένων ζώων στην έρημο, όπως στην περίπτωση των καμήλων. Έχει περιγραφεί ως ζωτικής σημασίας για έντομα και άλλα ζώα που ζουν σε ξηρό περιβάλλον.

Είναι ένας δείκτης του μεταβολικού ρυθμού του οργανισμού. Ωστόσο, ο προσδιορισμός του δεν είναι απλός. Είναι ευκολότερο να μετράτε CO₂ έληξε ή εκπνέει το προϊόν του οξειδωτικού μεταβολισμού, ότι η ποσότητα του μεταβολικού νερού που παράγεται.

Ευρετήριο

• 1 Μεταβολική παραγωγή νερού
  • 1.1 Από λίπη
  • 1.2 Από υδατάνθρακες
  • 1.3 Από τις πρωτεΐνες
  • 1.4 Ισοζύγιο παραγωγής
• 2 Σημασία
• 3 Αναφορές

Μεταβολική παραγωγή νερού

Μεταβολικό νερό παράγεται στο σώμα κατά τη διάρκεια της ενζυματικής αποικοδόμησης οργανικών ουσιών όπως τα λίπη, οι υδατάνθρακες και οι πρωτεΐνες. Η πλήρης οξείδωση αυτών των θρεπτικών συστατικών παράγεται από τον κυτταρικό μεταβολισμό που διεξάγεται υπό αερόβιες συνθήκες ή παρουσία οξυγόνου.

Η οξείδωση των θρεπτικών ουσιών είναι μια σύνθετη και αργή διαδικασία, η οποία περιλαμβάνει αρκετές χημικές αντιδράσεις που εμφανίζονται σε στάδια ή καταβολικές οδούς. Αρκετές από αυτές τις διαδρομές στην αρχή είναι ειδικές για κάθε τύπο θρεπτικού συστατικού, καταλήγοντας στη διαδικασία με οδούς ή αντιδράσεις που είναι κοινές.

Αυτή η οξείδωση τελειώνει με κυτταρική αναπνοή στην εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων με την παραγωγή ενέργειας ή ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη).

Ταυτόχρονα με την οξειδωτική φωσφορυλίωση (παραγωγή ΑΤΡ), σχηματίζεται CO₂ και το μεταβολικό νερό. Υπάρχουν τέσσερα ένζυμα στη μεμβράνη: ΝΑϋΗ αφυδρογονάση, ηλεκτρική αφυδρογονάση, κυτόχρωμα C και κυτοχρωμική οξειδάση (επίσης γνωστή ως σύστημα φλαβοπρωτεΐνης-κυτοχρώματος).

Σε αυτό το σύστημα, τα ηλεκτρόνια και τα υδρογόνα των NADH και FADH λαμβάνονται ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων καταβολισμού ή οξείδωσης θρεπτικών ουσιών. Για να ολοκληρωθεί σε αυτό το σύμπλοκο ενζύμου είναι όπου αυτά τα υδρογόνα δεσμεύονται με οξυγόνο για να παράγουν το μεταβολικό νερό.

Από λίπη

Η οξείδωση των λιπών ή των λιπιδίων συμβαίνει με την οξείδωση των ελεύθερων λιπαρών οξέων, όπως είναι το τριπαλμιτικό, για παράδειγμα. Αυτή η καταβολική μέθοδος περιλαμβάνει βήτα-οξείδωση, με την οποία το λιπαρό οξύ οξειδώνεται για να σχηματίσει ακετυλ-ΟοΑ που πηγαίνει στον κύκλο Krebs.

Μόλις ενσωματωθεί ο ακετυλ-ΟοΑ στον κύκλο, σχηματίζονται τα ισοδύναμα αναγωγής NADH και FADH₂ που περνούν στην αναπνευστική αλυσίδα. Τέλος, τα ηλεκτρόνια των υδρογόνων μεταφέρονται στα ένζυμα της αλυσίδας που προέρχονται από το ΑΤΡ, CO₂ και το μεταβολικό νερό.

Ο σχηματισμός μεταβολικού νερού από την οξείδωση του τριπαλμιτικού λιπαρού οξέος μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:

2C₅₁H₉₈Ο₆ + 145Ο₂ → 102CO₂ + 98Η₂Ο

Ο καταβολισμός των λιπών που αποθηκεύονται στους βόμβους των καμήλων τους παρέχει το νερό που χρειάζονται για να επιβιώσουν σε ερημικές περιοχές.

Από υδατάνθρακες

Η οξειδωτική οδός των υδατανθράκων περιλαμβάνει τις αντιδράσεις της γλυκόλυσης με την παραγωγή πυροσταφυλικού οξέος και ενός μορίου νερού. Υπό την παρουσία οξυγόνου, το πυροσταφυλικό οξύ εισέρχεται στο μιτοχονδριακό πλέγμα, όπου μετασχηματίζεται σε ακετυλ-ΟοΑ, ενσωματώνοντάς το στον κύκλο Krebs..

Αυτός ο κύκλος είναι η κοινή οδός του μεταβολισμού των θρεπτικών ουσιών, τα παραγόμενα αναγωγικά ισοδύναμα οξειδώνονται στην αναπνευστική αλυσίδα.

Η μεταβολική παραγωγή ύδατος της πλήρους οξείδωσης της γλυκόζης μπορεί να συνοψιστεί με την ακόλουθη εξίσωση:

Γ₆H₁₂Ο₆ + 6Ο₂ → 6CO₂ + 6Η₂Ο

Όταν το γλυκογόνο, το οποίο είναι ένας πολύπλοκος υδατάνθρακας, οξειδώνεται με τη διαδικασία που ονομάζεται γλυκογονόλυση, απελευθερώνεται μεταβολικό νερό και γλυκόζη.

Από τις πρωτεΐνες

Ο καταβολισμός των πρωτεϊνών είναι πιο πολύπλοκος από αυτόν που περιγράφεται για τα λίπη και τους υδατάνθρακες, καθώς οι πρωτεΐνες δεν οξειδώνονται πλήρως. Μεταξύ των τελικών προϊόντων του καταβολισμού πρωτεϊνών είναι η ουρία, μερικές ενώσεις αζώτου, καθώς και η CO₂ και το μεταβολικό νερό.

Παραγωγή ισορροπίας

Η κατά προσέγγιση ισορροπία της παραγωγής μεταβολικού νερού μπορεί να εκφραστεί με την οξείδωση 100 g κάθε θρεπτικής ουσίας. Μπορείτε επίσης να υπολογίσετε έναν κατά προσέγγιση ή μέσο όρο της ποσότητας νερού που παράγεται σε 24 ώρες ή μία ημέρα.

Το ισοζύγιο παραγωγής είναι περίπου 110 g νερού ανά 100 g οξειδωμένου λίπους. Η ποσότητα του μεταβολικού νερού που παράγεται σε 24 ώρες από την οξείδωση των λιπαρών οξέων είναι 107 mL.

Περίπου 60 g μεταβολικού νερού παράγονται ανά 100 g μεταβολικά οξειδωμένων υδατανθράκων στο σώμα. Η ποσότητα που παράγεται από τους υδατάνθρακες κατά μέσο όρο κατά τη διάρκεια μιας ημέρας είναι κοντά στα 55 mL.

Και με τις πρωτεΐνες, παράγεται λιγότερο νερό, μόνο περίπου 42 g ανά 100 g πρωτεΐνης. Το νερό οξείδωσης των πρωτεϊνών που παράγονται κατά τη διάρκεια μίας ημέρας κατά μέσο όρο είναι ίσο με 41 mL.

Αναφέρθηκε νωρίτερα ότι ένας ενήλικας παράγει μόλις μεταξύ 8 και 10% μεταβολικού νερού, του συνολικού νερού που χρειάζεται. Το σώμα σας σε καλές συνθήκες υγείας, παρέχει περίπου 300 έως 350 mL μεταβολικού νερού κάθε μέρα.

Σημασία

Όπως αναφέρθηκε, η συμβολή του στην καθημερινή ποσότητα νερού που χρειάζεται ο οργανισμός θεωρείται χαμηλή. Ωστόσο, η συμβολή τους είναι σημαντική για την ικανοποίηση της ανάγκης του αθλητή για ρευστά κατά τη διάρκεια παρατεταμένης άσκησης.

Με την οξείδωση των θρεπτικών ουσιών παράγονται περίπου 300 έως 350 mL μεταβολικού νερού την ημέρα. Ωστόσο, η παραγωγή της αυξάνεται επίσης στις περιπτώσεις που η πρόσληψη νερού μειώνεται.

Αν και οι φυσιολογικοί μηχανισμοί δεν είναι καλά καθορισμένοι, η παραγωγή μεταβολικού νερού είναι ένας αντισταθμιστικός μηχανισμός για την απώλεια σωματικών υγρών. Παρόλο που η συμβολή τους στην ομοιοστασία του νερού του σώματος τείνει να αγνοηθεί, είναι σημαντικό να το εξετάσουμε.

Υπάρχουν ζωντανά όντα που εξαρτώνται αποκλειστικά από το μεταβολικό νερό για τη συντήρησή τους, όπως οι καμήλες που ζουν στην έρημο. Τα μεταναστευτικά πτηνά που εκτελούν μακρινές πτήσεις συνεχίζουν να εξαρτώνται αποκλειστικά από το να επιβιώσουν, καθώς και πολλά είδη εντόμων.

Αναφορές

1. Diaz, Ο. G. (1987). Βιοχημεία και Φυσιολογία. Μεξικό: Interamericana.
2. Edney E.B. (1977) Μεταβολικό Νερό. Στην: Υδατική ισορροπία στα αρθρόποδα της γης. Zoophysiology and Ecology, τόμ. 9. Springer, Βερολίνο, Χαϊδελβέργη.
3. Ganong, W. F. (2004). Ιατρική Φυσιολογία (19^α Edition). Μεξικό: Το σύγχρονο εγχειρίδιο.
4. Murray, R.K., Granner, D.K. Mayes, Ρ.Α. and Rodwell, V.W. (1992). Βιοχημεία του Harper. (12^ava Edition). Μεξικό: Το σύγχρονο εγχειρίδιο.
5. Wikipedia. (2019). Μεταβολικό νερό. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org