น้ำการเผาผลาญน้ำที่สร้างขึ้นในสิ่งมีชีวิตหรือสิ่งมีชีวิตเป็น ผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญอาหารออกซิเดชันของสารอาหาร การย่อยสลายของสารอาหารจะเกิดขึ้นด้วยการผลิตพลังงานคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำที่เผาผลาญผ่านกระบวนการ catabolism
น้ำที่มีการเผาผลาญเรียกอีกอย่างว่าการเผาไหม้น้ำออกซิเดชั่นหรือน้ำที่ร่างกายผลิตได้จากภายนอก เป็นส่วนเล็ก ๆ เพียง 8 ถึง 10% ของน้ำทั้งหมดที่ร่างกายต้องการ
เมตาบอลิซึมที่สร้างขึ้นภายในไมโทคอนเดรียในห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน ที่มา: Mitochondrial_electron_transport_chain-Etc4.svg: Fvasconcellos 22:35 9 กันยายน 2550 (UTC) งานอนุพันธ์: Masur
ผู้ใหญ่โดยเฉลี่ยผลิตน้ำเพื่อการเผาผลาญได้ประมาณ 300 ถึง 350 มล. ต่อวัน ปริมาณน้ำที่เกิดจากการเผาผลาญนี้เป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของน้ำที่ร่างกายต้องการในการดำรงชีวิต
การผลิตน้ำในการเผาผลาญมีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของสัตว์บางชนิดในทะเลทรายเช่นอูฐ ได้รับการอธิบายว่ามีความสำคัญต่อแมลงและสัตว์อื่น ๆ ที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้ง
เป็นตัวบ่งชี้อัตราการเผาผลาญของร่างกาย อย่างไรก็ตามความมุ่งมั่นของมันไม่ใช่เรื่องง่าย มันง่ายกว่าที่จะวัด CO 2 ที่หมดอายุหรือหายใจออกอันเป็นผลมาจากการเผาผลาญออกซิเดชั่นมากกว่าปริมาณน้ำในการเผาผลาญที่สร้างขึ้น
การผลิตน้ำเมตาบอลิซึม
น้ำเมตาบอลิซึมถูกสร้างขึ้นในร่างกายระหว่างการสลายสารอินทรีย์ของเอนไซม์เช่นไขมันคาร์โบไฮเดรตและโปรตีน การออกซิเดชั่นที่สมบูรณ์ของสารอาหารเหล่านี้เกิดขึ้นจากการเผาผลาญของเซลล์ที่ดำเนินการภายใต้สภาวะแอโรบิคหรือในสภาวะที่มีออกซิเจน
การออกซิเดชั่นของสารอาหารเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและช้าซึ่งรวมถึงปฏิกิริยาทางเคมีต่างๆที่เกิดขึ้นในขั้นตอนการเร่งปฏิกิริยาหรือทางเดิน หลายเส้นทางเหล่านี้ในช่วงเริ่มต้นมีความเฉพาะเจาะจงสำหรับสารอาหารแต่ละประเภทโดยสิ้นสุดกระบวนการด้วยเส้นทางหรือปฏิกิริยาที่พบบ่อย
การเกิดออกซิเดชันนี้จบลงด้วยการหายใจของเซลล์ในเยื่อหุ้มชั้นในของไมโทคอนเดรียด้วยการผลิตพลังงานหรือ ATP (Adenosine triphosphate)
พร้อมกับการเกิดออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชัน (การผลิต ATP), CO 2และน้ำในการเผาผลาญจะเกิดขึ้น มีเอนไซม์สี่ชนิดในเยื่อหุ้มเซลล์: NADH dehydrogenase, succinic dehydrogenase, cytochrome C และ cytochrome oxidase (หรือที่เรียกว่าระบบ flavoprotein-cytochrome)
ในระบบนี้อิเล็กตรอนและไฮโดรเจนของ NADH และ FADH จะถูกจับผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาการเร่งปฏิกิริยาหรือการออกซิเดชั่นของสารอาหาร สุดท้ายในคอมเพล็กซ์ของเอนไซม์นี้เป็นที่ที่ไฮโดรเจนเหล่านี้เข้าร่วมกับออกซิเจนเพื่อผลิตน้ำในการเผาผลาญ
จากไขมัน
การเกิดออกซิเดชันของไขมันหรือไขมันเกิดขึ้นกับการเกิดออกซิเดชันของกรดไขมันอิสระเช่น tripalmitate เป็นต้น กระบวนการ catabolic นี้รวมถึง beta-oxidation ซึ่งกรดไขมันจะถูกออกซิไดซ์เพื่อสร้าง acetyl-CoA ที่ไปที่วงจร Krebs
เมื่อ acetyl-CoA รวมอยู่ในวัฏจักรแล้วจะเกิดการลดค่าเทียบเท่า NADH และ FADH 2ซึ่งจะผ่านเข้าไปในห่วงโซ่ทางเดินหายใจ ในที่สุดอิเล็กตรอนจากไฮโดรเจนจะถูกขนส่งไปยังเอนไซม์ของสายโซ่ที่กำเนิด ATP, CO 2และน้ำในการเผาผลาญ
การก่อตัวของน้ำเมตาบอลิซึมจากการออกซิเดชั่นของกรดไขมัน tripalmitate สามารถสรุปได้ดังนี้:
2C 51 H 98 O 6 + 145O 2 → 102CO 2 + 98H 2 O
การสลายตัวของไขมันที่เก็บไว้ในโคกอูฐทำให้พวกเขามีน้ำที่จำเป็นต่อการอยู่รอดในพื้นที่ทะเลทราย
จากคาร์โบไฮเดรต
เส้นทางออกซิเดชั่นสำหรับคาร์โบไฮเดรตรวมถึงปฏิกิริยาของไกลโคไลซิสกับการผลิตกรดไพรูวิกและโมเลกุลของน้ำ เมื่อมีออกซิเจนกรดไพรูวิกจะเข้าสู่เมทริกซ์ไมโทคอนเดรียซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็น acetyl-CoA โดยเข้าร่วมวงจร Krebs
วัฏจักรนี้เป็นเส้นทางปกติของการเผาผลาญสารอาหารสารที่เทียบเท่าการรีดิวซ์จะถูกออกซิไดซ์ในห่วงโซ่ทางเดินหายใจ
สมการต่อไปนี้สามารถใช้เพื่อสรุปการผลิตน้ำในการเผาผลาญจากการออกซิเดชั่นของกลูโคสที่สมบูรณ์:
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O
เมื่อไกลโคเจนซึ่งเป็นคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนถูกออกซิไดซ์ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าไกลโคจิโนไลซิสน้ำเมตาบอลิซึมและกลูโคสจะถูกปล่อยออกมา
จากโปรตีน
การเร่งปฏิกิริยาของโปรตีนมีความซับซ้อนมากกว่าที่อธิบายไว้สำหรับไขมันและคาร์โบไฮเดรตเนื่องจากโปรตีนไม่ได้ถูกออกซิไดซ์ทั้งหมด ในบรรดาผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการเร่งปฏิกิริยาของโปรตีน ได้แก่ ยูเรียสารประกอบไนโตรเจนบางชนิดเช่นเดียวกับ CO 2และน้ำในการเผาผลาญ
ยอดการผลิต
ความสมดุลโดยประมาณของการผลิตน้ำจากการเผาผลาญสามารถแสดงได้โดยการออกซิเดชั่น 100 กรัมของสารอาหารแต่ละชนิด นอกจากนี้ยังสามารถพิจารณาปริมาณน้ำที่ผลิตได้โดยประมาณหรือเฉลี่ยใน 24 ชั่วโมงหรือต่อวัน
สมดุลการผลิตใกล้เคียงกับน้ำ 110 กรัมสำหรับไขมันออกซิไดซ์ทุกๆ 100 กรัม ปริมาณน้ำในการเผาผลาญที่ผลิตได้ใน 24 ชั่วโมงจากการออกซิเดชั่นของกรดไขมันคือ 107 มล.
มีการผลิตน้ำในการเผาผลาญประมาณ 60 กรัมสำหรับคาร์โบไฮเดรตที่ออกซิไดซ์ในร่างกายทุกๆ 100 กรัม ปริมาณที่ผลิตจากคาร์โบไฮเดรตโดยเฉลี่ยในแต่ละวันใกล้เคียงกับ 55 มล.
และด้วยโปรตีนจะมีการสร้างน้ำน้อยลงเพียง 42 กรัมต่อโปรตีนทุกๆ 100 กรัม น้ำออกซิเดชั่นของโปรตีนที่สร้างขึ้นในหนึ่งวันโดยเฉลี่ยเท่ากับ 41 มล.
มีการกล่าวไว้ก่อนหน้านี้ว่าผู้ใหญ่ผลิตน้ำเมตาบอลิซึมเพียง 8 ถึง 10% ของน้ำทั้งหมดที่เขาต้องการ ร่างกายของคุณมีสุขภาพที่ดีโดยให้น้ำในการเผาผลาญประมาณ 300 ถึง 350 มล. ในแต่ละวัน
ความสำคัญ
ดังที่ได้กล่าวไปแล้วการมีส่วนร่วมต่อปริมาณน้ำในแต่ละวันที่ร่างกายต้องการนั้นถือว่าน้อยมาก อย่างไรก็ตามการมีส่วนร่วมมีความสำคัญในการตอบสนองความต้องการของเหลวของนักกีฬาในระหว่างการออกกำลังกายเป็นเวลานาน
โดยการออกซิเดชั่นของสารอาหารจะผลิตน้ำเมตาบอลิซึมประมาณ 300 ถึง 350 มล. ต่อวัน อย่างไรก็ตามการผลิตยังเพิ่มขึ้นในกรณีที่ปริมาณน้ำลดลง
แม้ว่ากลไกทางสรีรวิทยาจะไม่ได้กำหนดไว้อย่างชัดเจน แต่การผลิตน้ำจากการเผาผลาญถือเป็นกลไกชดเชยสำหรับการสูญเสียของเหลวในร่างกาย แม้ว่าการมีส่วนร่วมในสภาวะสมดุลของน้ำในร่างกายมักจะถูกละเลย แต่ก็เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณา
มีสิ่งมีชีวิตที่อาศัยน้ำในการเผาผลาญเพื่อการยังชีพโดยเฉพาะเช่นอูฐที่อาศัยอยู่ในทะเลทราย นกอพยพที่บินไม่แวะพักเป็นเวลานานขึ้นอยู่กับมันโดยเฉพาะเพื่อความอยู่รอดและแมลงหลายชนิดก็เช่นกัน
อ้างอิง
- ดิแอซ OG (1987) ชีวเคมีและสรีรวิทยา. เม็กซิโก: Interamerican
- Edney EB (1977) เมตาบอลิกน้ำ. ใน: Water Balance in Land Arthropods สัตววิทยาและนิเวศวิทยาเล่ม 9 สปริงเกอร์เบอร์ลินไฮเดลเบิร์ก
- กานอง, WF (2004). สรีรวิทยาการแพทย์. (19 Edition) เม็กซิโก: คู่มือสมัยใหม่
- Murray, RK, Granner, DK Mayes, PA และ Rodwell, VW (1992) ชีวเคมีของฮาร์เปอร์ (12 TH Edition) เม็กซิโก: คู่มือสมัยใหม่
- วิกิพีเดีย (2019) น้ำเมตาบอลิก. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org