МЕТАБОЛІЧНА ВОДА: ВИРОБНИЦТВО ТА ЗНАЧЕННЯ - ХІМІЯ - 2026

Метаболічна вода є вода , що утворюється в організмі або живої істоти , як в продукті окисного метаболізму поживних речовин. Через катаболізм відбувається деградація поживних речовин з виробництвом енергії, вуглекислого газу та метаболічної води.

Метаболічною водою також називають горіння, окислювальну воду або воду, вироблену організмом ендогенно. Він становить невелику частину, всього 8-10% загальної води, яка потрібна організму.

Метаболічна вода, що утворюється в мітохондріях в ланцюзі транспорту електронів. Джерело: Mitochondrial_electron_transport_chain-Etc4.svg: Fvasconcellos 22:35, 9 вересня 2007 (UTC) похідна робота: Masur

В середньому доросла людина виробляє близько 300 - 350 мл метаболічної води в день. Ця кількість води, що утворюється при обміні речовин, становить лише невелику частку води, необхідної організму для проживання.

Виробництво метаболічної води є життєво важливим для існування деяких тварин у пустелі, наприклад верблюдів. Він був описаний як вирішальний для комах та інших тварин, які живуть у сухих умовах.

Це показник метаболізму організму; однак визначити її непросто. Легше виміряти вичерпаний або видиханий CO ₂ внаслідок окисного метаболізму, ніж кількість утворюється метаболічної води.

Виробництво метаболічної води

Метаболічна вода утворюється в організмі під час ферментативного розпаду органічних речовин, таких як жири, вуглеводи та білки. Повне окислення цих поживних речовин відбувається за рахунок клітинного метаболізму, який здійснюється в аеробних умовах або в присутності кисню.

Окислення поживних речовин - це складний і повільний процес, який включає різні хімічні реакції, що відбуваються на катаболічних стадіях або шляхах. Кілька з цих маршрутів на початку є специфічними для кожного типу поживних речовин, закінчуючи процес звичайними маршрутами або реакціями.

Це окислення закінчується клітинним диханням у внутрішній мембрані мітохондрій з виробництвом енергії або АТФ (аденозинтрифосфату).

Одночасно з окислювальним фосфорилюванням (виробленням АТФ) утворюються CO ₂ та метаболічна вода. У мембрані є чотири ферменти: НАДГ-дегідрогеназа, янтарна дегідрогеназа, цитохром С та цитохром оксидаза (також відома як система флавопротеїну-цитохром).

У цій системі вловлюються електрони та водень НАДГ та ФАДГ, продукт реакцій катаболізму чи окислення поживних речовин. Нарешті, в цьому ферментативному комплексі, де ці гідрогени приєднуються до кисню для отримання метаболічної води.

Від жирів

Окислення жирів або ліпідів відбувається, наприклад, при окисленні вільних жирних кислот, таких як трипальмітат. Цей катаболічний процес включає бета-окислення, за допомогою якого жирна кислота окислюється, утворюючи ацетил-КоА, що йде в цикл Кребса.

Після включення ацетил-КоА в цикл _{утворюються} відновлювальні еквіваленти NADH та FADH _2, які переходять у дихальний ланцюг. Нарешті, електрони з водню транспортуються до ферментів ланцюга, що походить від АТФ, СО ₂ та метаболічної води.

Утворення метаболічної води від окислення трипальмітату жирної кислоти можна узагальнити так:

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

Катаболізм жиру, що зберігається в горбі верблюдів, забезпечує їм воду, необхідну для виживання в пустельних районах.

З вуглеводів

Шлях окиснення вуглеводів включає реакції гліколізу з виробленням піровиноградної кислоти та молекули води. За наявності кисню піровиноградна кислота потрапляє в мітохондріальну матрицю, де вона трансформується в ацетил-КоА, приєднуючись до циклу Кребса.

Цей цикл є загальним шляхом метаболізму поживних речовин, а редукуючі еквіваленти окислюються в дихальному ланцюзі.

Наступне рівняння може бути використане для підведення підсумків виробництва метаболічної води від повного окислення глюкози:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6O ₂ → 6CO ₂ + 6H ₂ O

Коли глікоген, який є складним вуглеводом, окислюється за допомогою процесу, який називається глікогеноліз, метаболічна вода та глюкоза виділяються.

З білків

Катаболізм білків є складнішим, ніж описаний для жирів та вуглеводів, оскільки білки повністю не окислюються. Серед кінцевих продуктів катаболізму білків є сечовина, деякі азотисті сполуки, а також СО ₂ і метаболічна вода.

Виробничий баланс

Приблизний баланс виробництва метаболічної води можна виразити окисленням 100 г кожного поживного речовини. Це також можна вважати приблизним або середнім у кількості води, що виробляється за 24 години чи добу.

Виробничий баланс становить близько 110 г води на кожні 100 г окисленого жиру. Кількість метаболічної води, що утворюється за 24 години від окислення жирних кислот, становить 107 мл.

На кожні 100 г метаболічно окислених вуглеводів в організмі виробляється приблизно 60 г метаболічної води. Кількість, що утворюється з вуглеводів в середньому протягом доби, становить близько 55 мл.

А з білками утворюється менше води, всього приблизно 42 г на кожні 100 г білка. Вода для окислення білка, що утворюється протягом доби, в середньому дорівнює 41 мл.

Раніше згадувалося, що доросла людина виробляє лише 8 - 10% метаболічної води з усієї необхідної йому води. Ваш організм, в хорошому здоров’ї, забезпечує приблизно 300 - 350 мл метаболічної води щодня.

Важливість

Як вже було сказано, його внесок у добову кількість води, яка потрібна організму, вважається незначним. Однак його внесок вагомий у задоволенні потреби спортсмена у рідинах під час тривалих фізичних вправ.

При окисленні поживних речовин в день виробляється приблизно від 300 до 350 мл метаболічної води. Однак його виробництво збільшується і в тих випадках, коли водозабір зменшується.

Хоча фізіологічні механізми недостатньо визначені, виробництво метаболічної води є компенсаторним механізмом втрати рідин організму. Хоча його внесок у водний гомеостаз організму, як правило, ігнорується, важливо врахувати.

Є живі істоти, які залежать виключно від метаболічної води для існування, наприклад верблюди, які живуть у пустелі. Міграційні птахи, які здійснюють тривалі безперервні польоти, також винятково залежать від неї для виживання, а також від кількох видів комах.

Список літератури

1. Діаз, О.Г. (1987). Біохімія та фізіологія. Мексика: Інтерамерікан.
2. Edney EB (1977) Метаболічна вода. В: Водний баланс у сухопутних членистоногих. Зоофізіологія та екологія, т. 9. Спрингер, Берлін, Гейдельберг.
3. Ganong, WF (2004). Медична фізіологія. (19 видання). Мексика: Сучасний посібник.
4. Мюррей, RK, Granner, DK Mayes, PA та Rodwell, VW (1992). Біохімія Харпера. (12- ^е видання). Мексика: Сучасний посібник.
5. Вікіпедія. (2019). Метаболічна вода. Відновлено з: en.wikipedia.org