و الماء الأيض هو الماء ولدت في كائن حي أو كائن حي كما في نتاج الأيض المؤكسدة من المواد المغذية. من خلال التقويض يحدث تدهور العناصر الغذائية ، مع إنتاج الطاقة وثاني أكسيد الكربون والمياه الأيضية.
تسمى المياه الأيضية أيضًا بالاحتراق أو ماء الأكسدة أو الماء الذي ينتجه الجسم داخليًا. يمثل جزءًا صغيرًا ، من 8 إلى 10٪ فقط من إجمالي المياه التي يحتاجها الجسم.
المياه الأيضية المتولدة داخل الميتوكوندريا في سلسلة نقل الإلكترون. المصدر: Mitochondrial_electron_transport_chain-Etc4.svg: Fvasconcellos 22:35 ، 9 سبتمبر 2007 (UTC) العمل المشتق: Masur
ينتج البالغ المتوسط حوالي 300 إلى 350 مل من الماء الأيضي يوميًا. تشكل هذه الكمية من الماء المتولدة في عملية التمثيل الغذائي جزءًا صغيرًا فقط من الماء الذي يحتاجه الجسم للعيش.
يعتبر إنتاج المياه الأيضية أمرًا حيويًا لبقاء بعض الحيوانات في الصحراء ، مثل الإبل. تم وصفه بأنه حاسم للحشرات والحيوانات الأخرى التي تعيش في بيئات جافة.
وهو مؤشر على معدل التمثيل الغذائي في الجسم. ومع ذلك ، فإن تحديدها ليس بالأمر السهل. فمن الأسهل لقياس CO 2 منتهية الصلاحية أو الزفير نتيجة لعملية التمثيل الغذائي الناتج عن الأكسدة، من كمية المياه الأيض ولدت.
إنتاج المياه الأيضية
يتم إنتاج المياه الأيضية في الجسم أثناء التحلل الأنزيمي للمواد العضوية مثل الدهون والكربوهيدرات والبروتينات. تحدث الأكسدة الكاملة لهذه العناصر الغذائية عن طريق التمثيل الغذائي الخلوي الذي يتم في ظروف هوائية أو في وجود الأكسجين.
أكسدة المغذيات هي عملية معقدة وبطيئة تتضمن تفاعلات كيميائية مختلفة تحدث في مراحل أو مسارات تقويضية. العديد من هذه المسارات في البداية محددة لكل نوع من أنواع المغذيات ، وتنتهي العملية بطرق أو تفاعلات شائعة.
تنتهي هذه الأكسدة بالتنفس الخلوي في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا مع إنتاج الطاقة أو ATP (Adenosine triphosphate).
في وقت واحد مع الفسفرة التأكسدية (إنتاج ATP)، CO 2 والماء الأيض تتشكل. هناك أربعة إنزيمات في الغشاء: نازعة هيدروجين NADH ، نازعة هيدروجين السكسينيك ، سيتوكروم سي ، وأوكسيديز السيتوكروم (المعروف أيضًا باسم نظام بروتين فلافوبروتين سيتوكروم).
في هذا النظام ، يتم التقاط الإلكترونات والهيدروجين في NADH و FADH ، وهي نتاج تفاعلات تقويض أو أكسدة العناصر الغذائية. أخيرًا ، في هذا المركب الأنزيمي ، حيث تنضم هذه الهيدروجين إلى الأكسجين لإنتاج الماء الأيضي.
من الدهون
تحدث أكسدة الدهون أو الدهون مع أكسدة الأحماض الدهنية الحرة ، مثل ثلاثي ميتاتيت ، على سبيل المثال. تتضمن هذه العملية التقويضية أكسدة بيتا ، والتي يتم بواسطتها أكسدة الأحماض الدهنية لتكوين أسيتيل CoA الذي يذهب إلى دورة كريبس.
بمجرد دمج acetyl-CoA في الدورة ، يتم تكوين مكافئات الاختزال NADH و FADH 2 ، والتي تنتقل إلى السلسلة التنفسية. أخيرًا ، يتم نقل الإلكترونات من الهيدروجين إلى إنزيمات السلسلة التي تنتج ATP و CO 2 والمياه الأيضية.
يمكن تلخيص تكوين الماء الأيضي من أكسدة ثلاثي الأحماض الدهنية على النحو التالي:
2C 51 H 98 O 6 + 145O 2 → 102CO 2 + 98H 2 O
إن تقويض الدهون المخزنة في سنام الإبل يوفر لهم الماء الذي يحتاجونه للبقاء على قيد الحياة في المناطق الصحراوية.
من الكربوهيدرات
يتضمن المسار التأكسدي للكربوهيدرات تفاعلات تحلل السكر مع إنتاج حمض البيروفيك وجزيء ماء. في وجود الأكسجين ، يدخل حمض البيروفيك إلى مصفوفة الميتوكوندريا ، حيث يتحول إلى أسيتيل CoA ، وينضم إلى دورة كريبس.
هذه الدورة هي المسار المشترك لاستقلاب المغذيات ، وتتأكسد مكافئات الاختزال المنتجة في السلسلة التنفسية.
يمكن استخدام المعادلة التالية لتلخيص إنتاج الماء الأيضي من الأكسدة الكاملة للجلوكوز:
ج 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O
عندما يتأكسد الجليكوجين ، وهو كربوهيدرات معقدة ، من خلال عملية تسمى تحلل الجليكوجين ، يتم إطلاق الماء الأيضي والجلوكوز.
من البروتينات
هدم البروتينات أكثر تعقيدًا من تلك الموصوفة للدهون والكربوهيدرات ، لأن البروتينات لا تتأكسد تمامًا. ومن بين المنتجات النهائية من هدم البروتينات هي اليوريا وبعض المركبات النيتروجينية، وكذلك CO 2 والماء الأيض.
ميزان الإنتاج
يمكن التعبير عن التوازن التقريبي لإنتاج الماء الأيضي عن طريق أكسدة 100 جرام من كل عنصر غذائي. يمكن أيضًا اعتباره تقريبيًا أو متوسطًا لكمية المياه المنتجة خلال 24 ساعة أو في اليوم.
يقترب ميزان الإنتاج من 110 جرام من الماء لكل 100 جرام من الدهون المؤكسدة. كمية المياه الأيضية التي يتم إنتاجها خلال 24 ساعة من أكسدة الأحماض الدهنية هي 107 مل.
يتم إنتاج ما يقرب من 60 جرامًا من الماء الأيضي لكل 100 جرام من الكربوهيدرات المؤكسدة التمثيل الغذائي في الجسم. تقترب الكمية المنتجة من الكربوهيدرات في المتوسط خلال اليوم من 55 مل.
ومع البروتينات ، يتم إنتاج كمية أقل من الماء ، حوالي 42 جرامًا لكل 100 جرام من البروتين. ماء أكسدة البروتين الناتج خلال يوم واحد في المتوسط يساوي 41 مل.
وقد ذكرنا سابقًا أن البالغ ينتج فقط 8 إلى 10٪ من الماء الأيضي ، من إجمالي الماء الذي يحتاجه. يوفر جسمك ، بصحة جيدة ، ما يقرب من 300 إلى 350 مل من الماء الأيضي كل يوم.
أهمية
كما ذكرنا فإن مساهمته في الكمية اليومية من الماء التي يحتاجها الجسم تعتبر قليلة. ومع ذلك ، فإن مساهمته كبيرة في تلبية حاجة الرياضي للسوائل أثناء التمرين المطول.
عن طريق أكسدة العناصر الغذائية ، يتم إنتاج ما يقرب من 300 إلى 350 مل من الماء الأيضي يوميًا. ومع ذلك ، يزداد إنتاجه أيضًا في تلك الحالات التي ينخفض فيها استهلاك المياه.
على الرغم من أن الآليات الفسيولوجية غير محددة جيدًا ، فإن إنتاج الماء الأيضي يشكل آلية تعويضية لفقدان سوائل الجسم. على الرغم من أن مساهمته في توازن الماء في الجسم يميل إلى تجاهلها ، فمن المهم أن تؤخذ في الاعتبار.
هناك كائنات حية تعتمد حصريًا على المياه الأيضية في بقائها ، مثل الجمال التي تعيش في الصحراء. كما تعتمد الطيور المهاجرة التي تقوم برحلات طويلة بدون توقف بشكل حصري على البقاء على قيد الحياة ، وكذلك العديد من أنواع الحشرات.
المراجع
- دياز ، أوغ (1987). الكيمياء الحيوية وعلم وظائف الأعضاء. المكسيك: البلدان الأمريكية.
- Edney EB (1977) المياه الأيضية. في: توازن الماء في مفصليات الأرجل الأرضية. علم الأحياء وعلم البيئة ، المجلد 9. سبرينغر ، برلين ، هايدلبرغ.
- جانونج ، دبليو إف (2004). علم وظائف الأعضاء الطبية. (19 أ طبعة). المكسيك: الدليل الحديث.
- موراي ، آر كيه ، جرانر ، دي كيه مايز ، بنسلفانيا ورودويل ، فولكس فاجن (1992). الكيمياء الحيوية هاربر. (الطبعة الثانية عشر). المكسيك: الدليل الحديث.
- ويكيبيديا. (2019). مياه الأيض. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org