L’eau métabolique : production et importance

L’eau métabolique est l’eau générée dans un organisme ou un être vivant comme produit du métabolisme oxydatif de ses nutriments. Par le catabolisme, la dégradation des nutriments se produit, avec production d’énergie, de dioxyde de carbone et d’eau métabolique.

L’eau métabolique est aussi appelée eau de combustion, d’oxydation ou eau produite de façon endogène, par l’organisme. Elle ne représente qu’une petite partie, à peine 8 à 10 %, de l’eau totale dont l’organisme a besoin.

Eau métabolique générée au sein de la mitochondrie dans la chaîne de transport d’électrons
Eau métabolique générée au sein de la mitochondrie dans la chaîne de transport d’électrons

. chaîne de transport d’électrons

Une personne adulte moyenne produit environ 300 à 350 ml d’eau métabolique par jour. Cette quantité d’eau générée par le métabolisme ne constitue qu’une petite fraction de l’eau nécessaire à l’organisme pour vivre.

La production d’eau métabolique est vitale pour la subsistance de certains animaux du désert, comme les chameaux. Il a été décrit comme crucial pour les insectes et autres animaux vivant dans des environnements secs.

C’est un indicateur du taux métabolique de l’organisme ; cependant, il n’est pas facile à déterminer. Il est plus facile de mesurer le CO2 expiré ou exhalé à la suite du métabolisme oxydatif que la quantité d’eau métabolique générée.

Production d’eau métabolique

L’eau métabolique est générée dans l’organisme lors de la dégradation enzymatique de substances organiques telles que les graisses, les glucides et les protéines. L’oxydation complète de ces nutriments se produit par le métabolisme cellulaire effectué dans des conditions aérobies ou en présence d’oxygène.

L’oxydation des nutriments est un processus complexe et lent, impliquant plusieurs réactions chimiques qui se produisent par étapes ou voies cataboliques. Plusieurs de ces voies au début sont spécifiques à chaque type de nutriment, pour terminer le processus par des voies ou réactions communes.

Cette oxydation se termine par une respiration cellulaire dans la membrane interne de la mitochondrie avec la production d’énergie ou ATP (Adénosine triphosphate).

Simultanément à la phosphorylation oxydative (production d’ATP), il y a formation de CO2 et d’eau métabolique. Dans la membrane se trouvent quatre enzymes : la NADH déshydrogénase, la déshydrogénase succinique, le cytochrome C et la cytochrome oxydase (également appelé système flavoprotéine-cytochrome).

Dans ce système, les électrons et les hydrogènes sont capturés à partir du NADH et du FADH produits par les réactions de catabolisme ou d’oxydation des nutriments. Pour finir dans ce complexe enzymatique, c’est là que ces hydrogènes se lient à l’oxygène pour produire l’eau métabolique.

Des graisses

L’oxydation des graisses ou des lipides se produit avec l’oxydation des acides gras libres, comme le tripalmitate par exemple. Ce processus catabolique comprend la bêta-oxydation, par laquelle l’acide gras est oxydé pour former de l’acétyl-CoA qui va dans le cycle de Krebs.

Une fois l’acétyl-CoA incorporé dans le cycle, les équivalents réducteurs NADH et FADH2 sont formés et passés à la chaîne respiratoire. Enfin, les électrons sont transportés des hydrogènes aux enzymes de la chaîne pour former de l’ATP, du CO2 et de l’eau métabolique.

La formation d’eau métabolique à partir de l’oxydation de l’acide gras tripalmitate peut être résumée comme suit :

2C51H98O6 + 145O2 → 102CO2 + 98H2O

Le catabolisme des graisses stockées dans la bosse des chameaux leur fournit l’eau nécessaire à leur survie dans les zones désertiques.

Des glucides

La voie oxydative des glucides comprend les réactions de la glycolyse avec production d’acide pyruvique et d’une molécule d’eau. En présence d’oxygène, l’acide pyruvique entre dans la matrice mitochondriale, où il est transformé en acétyl-CoA incorporant le cycle de Krebs.

Ce cycle est la voie commune du métabolisme des nutriments, les équivalents réducteurs produits sont oxydés dans la chaîne respiratoire.

Par l’équation suivante, on peut résumer la production d’eau métabolique à partir de l’oxydation complète du glucose :

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

Lorsque le glycogène, qui est un glucide complexe, est oxydé par le processus appelé glycogénolyse, de l’eau métabolique et du glucose sont libérés.

Des protéines

Le catabolisme protéique est plus complexe que celui décrit pour les graisses et les glucides, car les protéines ne sont pas totalement oxydées. Les produits finaux du catabolisme protéique comprennent l’urée, certains composés azotés, ainsi que le CO2 et l’eau métabolique.

Balance de la production

La balance approximative de la production d’eau métabolique peut être exprimée par l’oxydation de 100 g de chaque nutriment. On peut aussi considérer qu’il s’agit d’une approximation ou d’une moyenne de la quantité d’eau produite en 24 heures ou en une journée.

Le bilan de la production est d’environ 110 g d’eau pour 100 g de graisse oxydée. La quantité d’eau métabolique produite en 24 heures à partir de l’oxydation des acides gras est de 107 mL.

Environ 60 g d’eau métabolique sont produits pour chaque 100 g de glucides métaboliquement oxydés dans le corps. La quantité produite par les glucides en moyenne au cours d’une journée est d’environ 55 ml.

Et avec les protéines, moins d’eau est générée, seulement environ 42 g pour 100 g de protéines. L’eau d’oxydation des protéines générée au cours d’une journée moyenne est égale à 41 mL.

Il a été mentionné précédemment qu’un adulte ne produit qu’environ 8 à 10% de l’eau métabolique totale nécessaire. Votre corps, en bonne santé, vous fournit environ 300 à 350 ml d’eau métabolique chaque jour.

Importance

Comme mentionné, sa contribution à la quantité quotidienne d’eau nécessaire au corps est considérée comme faible. Cependant, sa contribution est importante pour répondre aux besoins en liquide des athlètes lors d’un exercice prolongé.

Par oxydation des nutriments, environ 300 à 350 ml d’eau métabolique sont produits par jour. Cependant, sa production augmente également en cas de diminution de l’apport hydrique.

Bien que les mécanismes physiologiques ne soient pas bien définis, la production d’eau métabolique est un mécanisme compensatoire de la perte de liquides corporels. Bien que sa contribution à l’homéostasie hydrique de l’organisme ait tendance à être ignorée, il est important d’en tenir compte.

Il existe des êtres vivants qui dépendent exclusivement de l’eau métabolique pour leur subsistance, comme les chameaux vivant dans le désert. Les oiseaux migrateurs qui effectuent de longs vols sans escale en dépendent aussi exclusivement pour leur survie, tout comme plusieurs espèces d’insectes.

Références

  1. Diaz, O. G. (1987). Biochimie et physiologie. Mexique : Interamericana.
  2. Edney E.B. (1977) L’eau métabolique. Dans : Water Balance in Land Arthropods. Zoophysiologie et écologie, vol 9, Springer, Berlin, Heidelberg.
  3. Ganong, W. F. (2004). Physiologie médicale. (19ème édition). Mexique : El Manual Moderno.
  4. Murray, R. K., Granner, D. K. Mayes, P. A. et Rodwell, V. W. (1992). Harper’s Biochemistry. (12ème édition). Mexique : El Manual Moderno.
  5. Wikipedia. (2019). L’eau métabolique. Récupéré de : en.wikipedia.org

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