Acqua metabolica: produzione e importanza

L'acqua metabolica è l'acqua generata in un organismo o in un essere vivente come prodotto del metabolismo ossidativo dei suoi nutrienti. Il degrado delle sostanze nutritive si verifica con il catabolismo, con la produzione di energia, anidride carbonica e acqua metabolica.

L'acqua metabolica è anche chiamata acqua di combustione, ossidazione o acqua prodotta via endogena dal corpo. Rappresenta una piccola porzione, appena l'8-10%, dell'acqua totale di cui il corpo ha bisogno.

In una persona adulta, in media, vengono prodotti giornalmente circa 300 - 350 ml di acqua metabolica. Questa quantità di acqua generata nel metabolismo costituisce solo una piccola parte dell'acqua che il corpo ha bisogno di vivere.

La produzione di acqua metabolica è vitale per la sopravvivenza di alcuni animali nel deserto, come nel caso dei cammelli. È stato descritto come cruciale per gli insetti e altri animali che vivono in ambienti asciutti.

È un indicatore del tasso metabolico dell'organismo; tuttavia, la sua determinazione non è semplice. È più semplice misurare il prodotto CO 2 scaduto o esalato del metabolismo ossidativo rispetto alla quantità di acqua metabolica generata.

Produzione di acqua metabolica

L'acqua metabolica è generata nel corpo durante la degradazione enzimatica di sostanze organiche come grassi, carboidrati e proteine. L'ossidazione completa di questi nutrienti è prodotta dal metabolismo cellulare effettuato in condizioni aerobiche o in presenza di ossigeno.

L'ossidazione dei nutrienti è un processo complesso e lento, che comprende diverse reazioni chimiche che si verificano in fasi o in percorsi catabolici. Molte di queste rotte all'inizio sono specifiche per ciascun tipo di nutrienti, ponendo fine al processo con percorsi o reazioni comuni.

Questa ossidazione termina con la respirazione cellulare nella membrana interna dei mitocondri con 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, succinico deidrogenasi, citocromo C e citocromo ossidasi (noto anche come sistema flavoproteina-citocromo).

In questo sistema, gli elettroni e gli idrogeni di NADH e FADH sono ottenuti come risultato delle reazioni del catabolismo o dell'ossidazione dei nutrienti. Per finire in questo complesso enzimatico è dove questi idrogeni sono legati all'ossigeno per produrre l'acqua metabolica.

Dai grassi

L'ossidazione di grassi o lipidi si verifica con l'ossidazione degli acidi grassi liberi, come ad esempio tripalmitato. Questo processo catabolico include la beta-ossidazione, attraverso la quale l'acido grasso viene ossidato per formare acetil-CoA che va al ciclo di Krebs.

Una volta che l'acetil-CoA è incorporato nel ciclo, si formano gli equivalenti riducenti NADH e FADH 2, che passano alla catena respiratoria. Infine gli elettroni vengono trasportati dagli idrogeni agli enzimi della catena, originando ATP, CO 2 e acqua metabolica.

La formazione di acqua metabolica dall'ossidazione tripalmitato di acidi grassi può essere riassunta come segue:

2C 51 H 98 O 6 + 145O 2 → 102CO 2 + 98H 2 O

Il catabolismo del grasso immagazzinato nelle gobbe dei cammelli fornisce loro l'acqua di cui hanno bisogno per sopravvivere nelle aree desertiche.

Dai carboidrati

La via ossidativa dei carboidrati include le reazioni della glicolisi con la produzione di acido piruvico e una molecola di acqua. In presenza di ossigeno, l'acido piruvico entra nella matrice mitocondriale, dove viene trasformato in acetil-CoA e incorporato nel ciclo di Krebs.

Questo ciclo è la via comune del metabolismo dei nutrienti, gli equivalenti riducenti prodotti sono ossidati nella catena respiratoria.

La produzione metabolica di acqua della completa ossidazione del glucosio può essere riassunta per mezzo della seguente equazione:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O

Quando il glicogeno, che è un carboidrato complesso, viene ossidato dal processo chiamato glicogenolisi, l'acqua metabolica e il glucosio vengono rilasciati.

Dalle proteine

Il catabolismo proteico è più complesso di quello descritto per grassi e carboidrati, poiché le proteine ​​non si ossidano completamente. Tra i prodotti finali del catabolismo proteico vi sono l'urea, alcuni composti azotati, così come la CO 2 e l'acqua metabolica.

Equilibrio di produzione

Il bilancio approssimativo della produzione di acqua metabolica può essere espresso dall'ossidazione di 100 g di ciascun nutriente. Puoi anche considerare una quantità approssimativa o media della quantità di acqua prodotta in 24 ore o al giorno.

Il bilancio di produzione è vicino a 110 g di acqua per 100 g di grasso ossidato. La quantità di acqua metabolica prodotta in 24 ore dall'ossidazione degli acidi grassi è di 107 ml.

Si producono circa 60 g di acqua metabolica per 100 g di carboidrati metabolicamente ossidati nel corpo. La quantità prodotta dai carboidrati in media durante un giorno è vicina a 55 ml.

E con le proteine, viene generata meno acqua, solo circa 42 g per 100 g di proteine. L'acqua di ossidazione delle proteine ​​generate durante un giorno in media è pari a 41 ml.

È stato detto prima che un adulto produce a mala pena tra l'8 e il 10% di acqua metabolica, dell'acqua totale di cui ha bisogno. Il tuo corpo, in buone condizioni di salute, fornisce circa 300 a 350 ml di acqua metabolica ogni giorno.

importanza

Come accennato, il suo contributo alla quantità giornaliera di acqua necessaria al corpo è considerato basso. Tuttavia, il loro contributo è significativo per soddisfare la necessità di liquidi degli atleti durante l'esercizio prolungato.

Per ossidazione dei nutrienti si producono circa 300-350 ml di acqua metabolica al giorno. Tuttavia, la sua produzione aumenta anche in quei casi in cui l'assunzione di acqua diminuisce.

Sebbene i meccanismi fisiologici non siano ben definiti, la produzione di acqua metabolica è un meccanismo compensatorio per la perdita dei liquidi corporei. Anche se il loro contributo all'omeostasi dell'acqua del corpo tende 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. Gli uccelli migratori che effettuano voli lunghi e senza scalo dipendono esclusivamente da esso per sopravvivere, oltre a diverse specie di insetti.