Aigua metabòlica

Les reaccions químiques de composts que contenen l'hidrogen és una substància en coa hidrogen en oxigen a sovint produïxen aigua. Esta aigua es diu aigua d'oxidació. Si esta aigua és formada bioquímicamente per sers vius, també s'utilisa el terme aigua metabòlica.

El aigua metabòlica es referix al aigua creada dins d'un organisme viu a través del seu metabolisme, al oxidar substàncies que contenen energia en els seus aliments. El metabolisme animal produïx al voltant de 110 g d'aigua per cada 100 g de greix, 42 g per 100 g de proteïna i 60 g per 100 g de carbohidrats.

Alguns organismes, especialment els xerocoles, animals que viuen en el desert, depenen exclusivament de l'aigua metabòlica. Les aus migratòries deuen dependre exclusivament de la producció metabòlica d'aigua mentres realisen vols sense escales. Els sers humans, pel contrari, obtenen solament al voltant del 8-10 % de les seues necessitats d'aigua a través de la producció metabòlica d'aigua.

En els mamífers, l'aigua produïda pel metabolisme de les proteïnes equival aproximadament a la cantitat necessària per a excretar l'urea, que és un subproducte del metabolisme de les proteïnes. Les aus, no obstant, excretan àcit úrico i poden obtindre un guany net d'aigua a partir del metabolisme de les proteïnes.

Introducció

En cremar combustibles fòssils com gas natural, petròleu o carbó, com per eixemple en el motor de combustió interna d'un automòvil, sempre es formen grans cantitats d'aigua. Els hidrocarburs dels combustibles fòssils es oxidan (“cremen”) junt en l'oxigen de l'aire, lo que produïx principalment diòxit de carbono i aigua. Esta aigua recent formada pot ser z. B. en un automòvil en dies frets (i motor fret) en forma de núvols de vapor que ixen de l'escape.

L'aigua d'oxidació, que es produïx per la descomposició de nutrients (greixos, carbohidrats i proteïnes) en les cèlules d'animals i humans en el metabolisme celular, és de particular importància. Esta aigua metabòlica està disponible per a tot el cos a través dels decorreguts tisulares i la sanc. En un ser humà adult, se supon que s'utilisen diàriament entre 250 i 300 ml d'aigua d'oxidació. En molts animals del desert, esta aigua contribuïx de manera molt significativa al suministrament d'aigua del cos, per lo que algunes espècies poden sobreviure durant semanes sense una ingesta adicional d'aigua. Un eixemple és el gènero de les rates cangur (Dipodymis), en el que l'aigua d'oxidació cobrix fins al 90 % del balanç hídric.

Aigua d'oxidació en el metabolisme energètic

Metabolisme de glúcits (glucosa)

Tant en animals com en plantes, la glucosa (sucre de raïm) és la font d'energia més important per al metabolisme celular. Es posa a disposició de les cèlules humanes com a sucre en sanc. En la degradació oxidativa completa, s'aplica la coneguda equació neta de respiració:

${\mathrm{C}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{12}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{6}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

La glucosa reacciona en l'oxigen per a formar diòxit de carbono i aigua..

La descomposició de 1 mol de glucosa (180 g) conduïx a la formació de 6 moles d'aigua (6 · 18 g = 108 g d'aigua). Per gram de glucosa degradada, hi ha 108 g / 180 = 0,6 g d'aigua, és dir, aproximadament 0,6 ml.

Metabolisme de greixos

Els greixos (triglicèrits) són substàncies de reserva molt comunes en frutes, llavors i atres parts de les plantes. Els animals i els sers humans almagasenen reserves d'energia en el teixit adiposo. Per a simplificar les coses, el greix s'equipara en la tripalmitina pura en el càlcul de l'eixemple. Si este greix es movilisa i es degrada completament oxidativament, s'aplica la següent equació neta:

$\mathrm{2}{\mathrm{C}}_{\mathrm{51}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{98}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{145}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{102}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{98}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

La tripalmitina reacciona en l'oxigen per a formar diòxit de carbono i aigua.

2 moles de tripalmitina (2 · 807.35 g = 1614.7 g) donen com a resultat 98 moles d'aigua (98 · 18 g = 1764 g = 1.7 l) quan estan completament descomposts. Per tant, per gram de greix hi ha 1764 g / 1614.7 g = 1.092 g, aproximadament 1.1 ml d'aigua d'oxidació líquida.