Agua metabólica: producción e importancia
El agua metabólica es el agua generada en un organismo o ser vivo como producto del metabolismo oxidativo de sus nutrientes. Mediante el catabolismo se produce la degradación de los nutrientes, con la producción de energía, dióxido de carbono y el agua metabólica.
El agua metabólica es también denominada agua de combustión, oxidación o agua producida vía endógena, por el organismo. Representa una pequeña porción, apenas un 8 al 10%, del total de agua que el organismo necesita.
En una persona adulta en promedio se producen unos 300 a 350 mL de agua metabólica por día. Esta cantidad de agua generada en el metabolismo constituye apenas una pequeña fracción del agua que necesita el organismo para vivir.
La producción de agua metabólica es vital para la subsistencia de algunos animales en el desierto, como el caso de los camellos. Se ha descrito que crucial para insectos y otros animales que viven en ambientes secos.
Constituye un indicador de la tasa metabólica del organismo; sin embargo, no es sencilla su determinación. Resulta más fácil medir el CO2 expirado o exhalado producto del metabolismo oxidativo, que la cantidad del agua metabólica generada.
Índice del artículo
El agua metabólica se genera en el organismo durante la degradación enzimática de las sustancias orgánicas como grasas, carbohidratos y proteínas. La oxidación completa de estos nutrientes se produce por el metabolismo celular efectuado en condiciones aeróbicas o en presencia de oxígeno.
La oxidación de los nutrientes es un proceso complejo y lento, que incluye varias reacciones químicas que se dan en etapas o rutas catabólicas. Varias de estas rutas al inicio son específicas para cada tipo de nutriente, finalizando el proceso con rutas o reacciones que son comunes.
Esta oxidación finaliza con la respiración celular en la membrana interna de las mitocondrias con la producción de energía o ATP (Adenosintrifosfato).
Simultáneamente con la fosforilación oxidativa (producción de ATP), se forma CO2 y el agua metabólica. En la membrana existen cuatro enzimas: la deshidrogenasa de NADH, deshidrogenasa succínica, el citocromo C y oxidasa del citocromo (conocido también como sistema flavoproteína-citocromo).
En este sistema se captan los electrones e hidrógenos del NADH y FADH producto de las reacciones del catabolismo u oxidación de nutrientes. Para finalizar en este complejo enzimático es donde estos hidrógenos se unen al oxígeno para producir el agua metabólica.
La oxidación de las grasas o lípidos se presenta con la oxidación de los ácidos grasos libres, como el tripalmitato, por ejemplo. Este proceso catabólico incluye la beta-oxidación, mediante la cual se oxida el ácido graso hasta formar acetil-CoA que va al ciclo de Krebs.
Una vez incorporada la acetil-CoA al ciclo, se forman los equivalentes reductores NADH y FADH2 los cuales pasan a la cadena respiratoria. Finalmente son transportados los electrones de los hidrógenos a las enzimas de la cadena originando el ATP, CO2 y el agua metabólica.
La formación de agua metabólica a partir de la oxidación del ácido graso tripalmitato se puede resumir a continuación:
2C51H98O6 + 145O2 → 102CO2 + 98H2O
El catabolismo de la grasa almacenada en la giba de los camellos les proporciona el agua necesaria para sobrevivir en áreas desérticas.
La ruta oxidativa de los carbohidratos incluye las reacciones de la glucólisis con la producción de ácido pirúvico y una molécula de agua. En presencia de oxígeno el ácido pirúvico ingresa a la matriz mitocondrial, donde es transformado a acetil-CoA incorporándose al ciclo de Krebs.
Este ciclo es la vía común del metabolismo de los nutrientes, los equivalentes reductores producidos se oxidan en la cadena respiratoria.
Mediante la siguiente ecuación se puede resumir la producción de agua metabólica de la oxidación completa de la glucosa:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
Cuando el glucógeno, el cual es un carbohidrato complejo, se oxida mediante el proceso denominado glucogenólisis, se libera agua metabólica y glucosa.
El catabolismo proteico es más complejo que el descrito para las grasas y glúcidos, ya que las proteínas no se oxidan totalmente. Entre los productos finales del catabolismo proteico se encuentra la urea, algunos compuestos nitrogenados, así como CO2 y agua metabólica.
El balance aproximado de la producción del agua metabólica se puede expresar por la oxidación de 100 g de cada nutriente. También se puede considerar un aproximado o promedio de la cantidad de agua producida en 24 horas o un día.
El balance de producción es cerca a los 110 g de agua por cada 100 g de grasa oxidada. La cantidad de agua metabólica producida en 24 horas a partir de la oxidación de los ácidos grasos es de 107 mL.
Se producen aproximadamente unos 60 g de agua metabólica por cada 100 g de carbohidratos oxidados metabólicamente en el organismo. La cantidad producida a partir de los glúcidos en promedio durante un día es cercana a los 55 mL.
Y con las proteínas, se genera menor cantidad de agua, apenas unos 42 g por cada 100 g de proteínas. El agua de oxidación de las proteínas generada durante un día en promedio es igual a 41 mL.
Se mencionó anteriormente que un adulto produce apenas entre un 8 a 10% de agua metabólica, del total de agua que necesita. Su organismo en condiciones de buena salud, le provee aproximadamente unos 300 a 350 mL de agua metabólica cada día.
Como se ha mencionado, se considera poco su aporte para la cantidad diaria de agua que necesita el organismo. Sin embargo, su contribución es significativa para suplir la necesidad de líquidos de los atletas durante el ejercicio prolongado.
Por oxidación de los nutrientes se producen aproximadamente 300 a 350 mL de agua metabólica al día. Sin embargo, su producción también aumenta en aquellos casos en los cuales la ingesta de agua disminuye.
Aunque los mecanismos fisiológicos no están muy definidos, la producción del agua metabólica constituye un mecanismo compensatorio ante la perdida de fluidos corporales. A pesar que su contribución a la homeostasis del agua del organismo tiende a ser ignorada, es importante considerarla.
Existen seres vivos que dependen exclusivamente del agua metabólica para su subsistencia, como los camellos que viven en el desierto. Las aves migratorias que realizan vuelos largos sin escalas, también dependen exclusivamente de ella para sobrevivir, y así como varias especies de insectos.
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