إنتاج المياه الأيضية وأهميتها

ال المياه الأيضية هو الماء الناتج في كائن حي أو كائن حي كمنتج لعملية الأيض التأكسدي لمغذياته. يحدث تدهور المواد الغذائية مع هدم ، مع إنتاج الطاقة ، وثاني أكسيد الكربون والمياه الأيضية.

ويسمى الماء الأيضي أيضًا بمياه الاحتراق ، أو الأكسدة أو الماء الناتج عن طريق الجسم ، بواسطة الجسم. يمثل جزءًا صغيرًا ، بالكاد 8 إلى 10٪ ، من إجمالي المياه التي يحتاجها الجسم.

في شخص بالغ ، في المتوسط ​​، يتم إنتاج حوالي 300 إلى 350 مل من الماء الأيضي يوميًا. لا تشكل هذه الكمية من المياه الناتجة عن عملية التمثيل الغذائي سوى جزء صغير من الماء يحتاج الجسم إلى العيش فيه.

إنتاج الماء الأيضي أمر حيوي لبقاء بعض الحيوانات في الصحراء ، كما هو الحال في الجمال. وقد وصفت بأنها حاسمة للحشرات والحيوانات الأخرى التي تعيش في البيئات الجافة.

وهو مؤشر على معدل التمثيل الغذائي للكائن الحي. ومع ذلك ، فإن تصميمها ليس بسيطًا. من الأسهل قياس CO₂ منتهية الصلاحية أو الزفير المنتج من الأيض المؤكسد ، أن كمية المياه الأيضية المتولدة.

مؤشر

• 1 إنتاج المياه الأيضية
  • 1.1 من الدهون
  • 1.2 من الكربوهيدرات
  • 1.3 من البروتينات
  • 1.4 توازن الإنتاج
• 2 الأهمية
• 3 المراجع

إنتاج المياه الأيضية

يتم توليد الماء الأيضي في الجسم أثناء التحلل الأنزيمي للمواد العضوية مثل الدهون والكربوهيدرات والبروتينات. يتم إنتاج الأكسدة الكاملة لهذه العناصر الغذائية عن طريق الأيض الخلوي الذي يتم تنفيذه في ظروف هوائية أو في وجود الأكسجين.

أكسدة المواد الغذائية هي عملية معقدة وبطيئة ، والتي تشمل العديد من التفاعلات الكيميائية التي تحدث في مراحل أو طرق تقويضي. العديد من هذه المسارات في البداية مخصصة لكل نوع من العناصر الغذائية ، مما يؤدي إلى إنهاء العملية بطرق أو تفاعلات شائعة.

تنتهي هذه الأكسدة بالتنفس الخلوي في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا مع إنتاج الطاقة أو ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات).

في وقت واحد مع الفسفرة المؤكسدة (إنتاج ATP) ، يتم تشكيل CO₂ والماء الأيضي. هناك أربعة إنزيمات في الغشاء: NADH dehydrogenase ، dehydrogenase succinic ، cytochrome C ، و oxidase cytochrome (المعروف أيضًا باسم نظام flavoprotein-cytochrome).

في هذا النظام ، يتم الحصول على الإلكترونات والهيدروجين من NADH و FADH كنتيجة لتفاعلات الهدم أو أكسدة المواد الغذائية. لإنهاء هذا الانزيم المركب هو المكان الذي ترتبط فيه هذه الهيدروجين بالأكسجين لإنتاج الماء الأيضي.

من الدهون

يحدث أكسدة الدهون أو الدهون مع أكسدة الأحماض الدهنية الحرة ، على سبيل المثال ثلاثي الحميض. تتضمن هذه العملية التقوية الأكسدة بيتا ، والتي يتأكسد بها الأحماض الدهنية لتشكيل أسيتيل COA الذي يذهب إلى دورة كريبس.

بمجرد دمج الأسيتيل- CoA في الدورة ، يتم تشكيل مكافئات الاختزال NADH و FADH₂ التي تمر إلى سلسلة الجهاز التنفسي. أخيرًا ، يتم نقل إلكترونات الهيدروجين إلى إنزيمات السلسلة التي تنشأ من ATP، CO₂ والماء الأيضي.

يمكن تلخيص تكوين الماء الأيضي من أكسدة حمض التريميالتيت الدهني كما يلي:

2C₅₁H₉₈O₆ + 145₂ → 102CO₂ + 98H₂O

إن هدم الدهون المخزنة في أكوام الجمال يوفر لهم الماء الذي يحتاجونه للبقاء في المناطق الصحراوية.

من الكربوهيدرات

يشمل المسار المؤكسد للكربوهيدرات تفاعلات انحلال السكر مع إنتاج حمض البيروفيك وجزيء الماء. في وجود الأكسجين ، يدخل حمض البيروفيك في مصفوفة الميتوكوندريا ، حيث يتحول إلى أسيتيل COA ، ويدمجه في دورة كريبس..

هذه الدورة هي المسار المشترك لاستقلاب العناصر الغذائية ، تتأكسد مكافئات الحد المنتجة في السلسلة التنفسية.

يمكن تلخيص إنتاج المياه الأيضية للأكسدة الكاملة للجلوكوز عن طريق المعادلة التالية:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

عندما يتأكسد الجليكوجين ، وهو كربوهيدرات معقدة ، من خلال عملية تسمى تحلل الجليكوجين ، يتم إطلاق الماء الأيضي والجلوكوز..

من البروتينات

هدم البروتين أكثر تعقيدًا من ذلك الموصوف للدهون والكربوهيدرات ، لأن البروتينات لا تتأكسد تمامًا. من بين المنتجات النهائية لعملية هدم البروتين اليوريا ، وبعض مركبات النيتروجين ، وكذلك ثاني أكسيد الكربون₂ والماء الأيضي.

ميزان الإنتاج

يمكن التعبير عن التوازن التقريبي لإنتاج المياه الأيضية عن طريق أكسدة 100 غرام من كل مادة غذائية. يمكنك أيضًا التفكير في تقريب أو متوسط ​​كمية المياه المنتجة خلال 24 ساعة أو يوم واحد.

ميزان الإنتاج هو ما يقرب من 110 غرام من الماء لكل 100 غرام من الدهون المؤكسدة. كمية الماء الأيضي الناتج خلال 24 ساعة من أكسدة الأحماض الدهنية هي 107 مل.

يتم إنتاج حوالي 60 جم ​​من الماء الأيضي لكل 100 غرام من الكربوهيدرات المؤكسدة الأيضية في الجسم. الكمية المنتجة من الكربوهيدرات في المتوسط ​​خلال يوم واحد تقارب 55 مل.

ومع البروتينات ، يتم توليد كمية أقل من الماء ، فقط حوالي 42 غرام لكل 100 غرام من البروتين. ماء أكسدة البروتينات المتولدة خلال يوم في المتوسط ​​يساوي 41 مل.

لقد ذكرنا سابقًا أن الشخص البالغ ينتج بالكاد ما بين 8 إلى 10٪ من المياه الأيضية ، من إجمالي المياه التي يحتاجها. جسمك في حالة صحية جيدة ، يوفر ما يقرب من 300 إلى 350 مل من الماء الأيضي كل يوم.

أهمية

كما ذكر ، تعتبر مساهمتها في كمية المياه اليومية التي يحتاجها الجسم منخفضة. ومع ذلك ، فإن مساهمتهم مهمة لتلبية حاجة الرياضي للسوائل أثناء التمرين لفترة طويلة.

عن طريق أكسدة المواد الغذائية يتم إنتاج ما يقرب من 300 إلى 350 مل من الماء الأيضي يوميًا. ومع ذلك ، يزيد إنتاجها أيضًا في الحالات التي يتناقص فيها استهلاك المياه.

على الرغم من أن الآليات الفسيولوجية غير محددة جيدًا ، فإن إنتاج الماء الأيضي هو آلية تعويضية لفقدان سوائل الجسم. على الرغم من أن مساهمتها في التوازن في ماء الجسم تميل إلى تجاهلها ، إلا أنه من المهم التفكير فيها.

هناك كائنات حية تعتمد حصرياً على الماء الأيضي في معيشتها ، مثل الجمال التي تعيش في الصحراء. الطيور المهاجرة التي تقوم برحلات طويلة بدون توقف تعتمد أيضًا بشكل حصري على بقائها ، بالإضافة إلى العديد من أنواع الحشرات.

مراجع

1. دياز ، أو. جي. (1987). الكيمياء الحيوية وعلم وظائف الأعضاء. المكسيك: Interamericana.
2. إدني إ. ب. (1977) المياه الأيضية. في: توازن المياه في مفصليات الأرض. علم الحيوان وعلم البيئة ، المجلد 9. سبرينغر ، برلين ، هايدلبرغ.
3. Ganong، W. F. (2004). علم وظائف الأعضاء الطبية (19^إلى طبعة). المكسيك: الدليل الحديث.
4. Murray، R.K.، Granner، D.K. Mayes، P.A and Rodwell، V.W. (1992). الكيمياء الحيوية هاربر. (12^افا طبعة). المكسيك: الدليل الحديث.
5. ويكيبيديا. (2019). الأيض المياه. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org