L'acqua nell'organismo: qualche annotazione

In questo breve post tento di riassumere alcune idee "molto semplici" sul ruolo dell'acqua all'interno dell'organismo.

L'acqua costituisce circa i 2/3 della massa corporea di un adulto (con alcune differenze in base a sesso, età e rapporto tra massa magra e massa grassa).

Viene introdotta con alimenti e bevande; è assorbita dal tubo digerente e distribuita nel plasma sanguigno, nei liquidi interstiziali e all'interno delle cellule (dove è cruciale per i processi metabolici).

L'acqua regola la temperatura corporea e raccoglie le sostanze di scarto prodotte dal metabolismo, che devono essere escrete. 

L'acqua è la sostanza base che costituisce i succhi digestivi, ricchi di enzimi, rilasciati dalla mucosa digerente nel lume per l'idrolisi delle macromolecole (proteine, carboidrati, lipidi) nei monomeri (amminoacidi, glucosio, glicerolo e acidi grassi) che saranno poi assorbiti dai villi intestinali. 

Le sostanze non assorbibili sono poi eliminate con le feci, che devono contenere una giusta quantità d'acqua: non devono essere troppo dure e nemmeno troppo liquide.

Parte dell'acqua è eliminata come vapore acqueo con l'espirazione (dai polmoni) e con la traspirazione (dalla cute).

I reni filtrano circa 150-180 litri di plasma sanguigno al giorno, riassorbendo il 99% dell'acqua e eliminando le scorie metaboliche attraverso l'urina.

Il disegno sotto riprodotto, da me improvvisato alla lavagna interattiva multimediale, vorrebbe schematizzare l'interno del rene. I colori evidenziano rispettivamente:

• la zona corticale (arancione) - con i nefroni che filtrano il sangue e producono l'urina;
• la zona midollare con le piramidi di Malpighi (verde) che convogliano l'urina nel bacinetto e quindi nell'uretere;
• l'arteria renale (rosso) che porta nel rene il sangue da filtrare proveniente dall'aorta;
• la vena renale (blu) che riporta il sangue filtrato alla vena cava inferiore.

Dal catabolismo di amminoacidi e basi azotate si libera ammoniaca, sostanza particolarmente tossica che deve essere eliminata dall'organismo.

Gli animali ammoniotelici, come i pesci e i girini, rilasciano l'ammoniaca direttamente nell'acqua in cui vivono: per essere eliminata, l'ammoniaca richiede grandi quantità d'acqua.

Gli animali uricotelici, come rettili e uccelli, trasformano l'ammoniaca in acido urico: la sua sintesi richiede molta energia ma la sua eliminazione richiede pochissima acqua.

Gli animali ureotelici, come i mammiferi e gli anfibi adulti, trasformano l'ammoniaca in urea: la sua sintesi richiede meno energia rispetto a quella dell'acido urico e la sua eliminazione richiede meno acqua rispetto a quella necessaria per escrescere direttamente l'ammoniaca.

La biosintesi dell'urea avviene nel fegato attraverso il ciclo dell'urea, che coinvolge la formazione di tre intermedi: ornitina, citrullina e arginina.

In particolare, la reazione dell'ornitina con il carbamoil fosfato che forma la citrullina avviene all'interno del mitocondrio, mentre la trasformazione della citrullina in arginina e l'idrolisi dell'arginina in urea e ornitina (che ricomincia il ciclo) avvengono nel citoplasma.

Il ciclo dell'urea fu scoperto da Hans Adolf Krebs e Kurt Henseleit nel 1932, segnando il primo ciclo metabolico ad essere chiarito. Come si può evincere osservando la figura sopra riportata, il ciclo dell'urea e quello dell'acido citrico sono interconnessi grazie allo shunt aspartato-argininosuccinato. 

Fonti:

• Curtis, Barnes, Schnek, Flores, Introduzione alla biologia.azzurro - Dalla genetica al corpo umano, Zanichelli.
• Nelson, Cox, I principi di biochimica di Lehninger, Zanichelli, quinta edizione (2010).
• Sadava, Heller, Orians, Purves, Hills, Biologia. La scienza della vita, Zanichelli. QUI.