ما هو الاستقلاب أو الايض metabolism ؟ وما هي أهميته في جسم الإنسان

الاستقلاب او الايض او التمثيل الغذائي هو مصطلح عام يصف كل التفاعلات الكيميائية المشاركة في الحفاظ على حيوية الخلايا والأعضاء في جسم الإنسان ويشمل الإستقلاب على عمليتين تحدثان بشكل معاكس ومتوازن في نفس الوقت وهما: البناء؛ حيث يتم تجميع كل المركبات التي تحتاجها الخلية والهدم؛ حيث يتم تحطيم الجزيئات للحصول على الطاقة.

الإستقلاب مرتبط بشكل مباشر بالتغذية وتوفر العناصر الغذائية ومرتبط أيضاً بما يسمى “الطاقة الحيوية bioenergetics” وهو مصطلح يشير إلى الطرق الاستقلابية التي تستخدمها الخلايا للحصول على الطاقة حيث يعتبر توليد الطاقة من أهم وظائف الإستقلاب. يشمل مفهوم الإستقلاب أيضا العمليات الفيزيائية التي تشارك في تحويل واستهلاك الطاقة مثل التنفس، الدورة الدموية، الحفاظ على درجة حرارة الجسم،تقلص العضلات وعمليات الهضم.

علاقة التغذية بالاستقلاب وتوليد الطاقة

الطرق الاستقلابية تعتمد على المغذيات التي تتحطم لتوليد الطاقة التي تحتاجها الخلايا لإنتاج جزيئات جديدة كالبروتينات والأحماض النووية (DNA,RNA). الأغذية تغطي إحتياجات الجسم للمواد المتنوعة وتحافظ على وظائف الأعضاء عبر عمليات الإستقلاب وأي نقص في هذه المغذيات ينعكس كتأثير سلبي على صحة الجسم حيث تزود الأغذية الخلايا بالطاقة (الحريرات) والمواد الكيميائية الضرورية التي لا يستطيع الجسم صنعها بنفسه.

الإستقلاب ضروري من أجل عمليات البناء، التخزين، إصلاح الأنسجة التالفة و من أجل عمل الأعضاء بكفاءة عالية حيث يجب على الحمية الغذائية توفير عناصر أساسية مثل الكربون، الأوكسجين، الهيدروجين، النيتروجين، الفوسفور وأكثر من 20 عنصر حيوي يتم توفير غالبيتها من الكربوهيدرات، الدهون والبروتين بالإضافة إلى الفيتامينات، المعادن والماء.

دور الكربوهيدرات في الاستقلاب

تزود الأطعمة الجسم بالكربوهيدرات بثلاثة أشكال: السكر، النشاء وألياف السيللوز، يعتبر النشاء والسكر من موارد الطاقة الرئيسية للجسم حيث تعتمد الأنسجة على “الغلوكوز” في جميع أنشطتها.

الكاربوهيدرات والسكريات تنتج الجلوكوز عبر عمليات الإستقلاب.

معظم الناس يستهلكون ما يقارب نصف حميتهم الغذائية على شكل كربوهيدرات والتي تأتي بشكل رئيسي من: الأرز، القمح، الخبز، البطاطا، المعكرونة والحلويات.

دور البروتينات في الايض

توجد البروتينات في كل خلية بجسم الإنسان وهي اللبنة الأساسية في بناء الأنسجة، تساعد البروتينات في تشكيل بنية الخلية والقيام بوظائفها حيث تدخل في تركيب الأنزيمات التي تنظم العمليات الكيميائية الحيوية وتدخل أيضاً في تركيب الهيموغلوبين الموجود في الكريات الحمراء والمسؤول عن حمل الاوكسجين للخلايا ويعتبر البروتين المزود الرئيسي للنتروجين المستخدم في صنع المواد الوراثية DNA,RNA وتوليد الطاقة.

ما يزيد أهمية البروتينات هي احتوائها على الحموض الأمينية حيث أن الجسم من بين أنواع الحموض الأمينية لا يستطيع إنتاج 8 من الحموض الأمينية والتي تسمى “الحموض الأمينية الأساسية” وتشمل: الليزين – تريبتوفان – ميثيونين – لوسين – إيزولوسين – فينيل ألانين – فالين – تريونين.

الأطعمة الغنية بنوعية عالية من البروتين تشمل: البيض، الحليب، اللحم، فول الصويا والحبوب.

دور الشحوم في الايض

الشحوم مصدر مركز للطاقة حيث تنتج ضعفي مقدار الطاقة المنتجة من الكاربوهيدرات والبروتين بالنسبة للغرام الواحد.

تلعب الشحوم دورا هاما في: المساعدة على تشكيل البنى الخلوية، تشكيل طبقة حماية وعزل حول الأعضاء الحيوية، المساعدة على امتصاص الفيتامينات القابلة للانحلال بالشحوم، تشكيل مخزون احتياطي للطاقة.

الحموض الشحمية الأساسية تشمل الدهون غير المشبعة وتضم: حمض الينولينيك، حمض الينوليك وحمض الأراشيدونيك، هذه الحموض الدهنية يجب الحصول عليها من الحمية الغذائية.

الدهون المشبعة ومن ضمنها الكوليسترول تم ربطها بالعديد من الأمراض كتصلب الشرايين وأمراض القلب.

دور الفيتامينات والمعادن في الايض

الفيتامينات والمعادن لا تساهم بشكل مباشر في إنتاج الطاقة ولكنها مهمة جدا لتنظيم العمليات الحيوية وتلعب دوراً هاما في الطرق الاستقلابية. يوجد أكثر من 50 نوع من المعادن في جسم الإنسان نصفها يعتبر أساسياً وأي نقص في هذه الأنواع يؤدي إلى ظهور أعراض معينة، أهم المعادن تشمل:

الكالسيوم.
الفوسفور.
الحديد.
الصوديوم.
البوتاسيوم.
الكلور.
النحاس.
الزنك.
الكوبالت.
المنغنيز.
المغنزيوم.
الفلور.
اليود.

الفيتامينات هي مركبات عضوية أساسية والتي لا يمكن إنتاجها في جسم الإنسان ويجب الحصول عليها من مصدر خارجي، أهم الفيتامينات التي تلعب دورا في الاستقلاب:

فيتامين A.
فيتامين B2.
النياسين.
بانثونيك أسيد.
فيتامين B12.

ما هي “الطرق الاستقلابية” ؟

التفاعلات الكيميائية للاستقلاب منظمة ضمن طرق إستقلابية والتي تتيح للعناصر الكيميائية الأساسية للأغذية أن تتحول إلى عناصر أخرى ضمن سلسلة من العمليات الكيميائية تشرف عليها سلسلة من الإنزيمات. الإنزيمات عنصر لا يمكن الإستغناء عنه في الإستقلاب لأنها تسمح للأعضاء الحيوية بإجراء عمليات كيميائية تحتاج الى الطاقة وعمليات أخرى تحرر الطاقة.

الإنزيمات عوامل محفزة لإتمام هذه العمليات بكفاءة وسرعة عالية. تقوم الأنزيمات أيضا بتنظيم الإستقلاب في الخلايا وفقا للتغيرات المحيطية أو استجابة لإشارات كيميائية من الخلايا المجاورة.

ما الذي يؤثر على الايض ؟

الأدوية: تؤثر بشكل جدي على الاستقلاب فبعضها يسرع عمليات الإستقلاب وبعضها الآخر يبطئها كمضادات الإكتئاب.
الأمراض: كأمراض الغدة الدرقية حيث أن فرط نشاطها يسرع عمليات الاستقلاب مما يسمح بفقدان الوزن على الرغم من ازدياد الشهية والعكس صحيح مع أمراض قصور الدرق.
تنظيم مواعيد الوجبات الغذائية وتناول الفطور كل صباح يساعد على انطلاق التمثيل الغذائي.
فقدان الوزن: بالأخص الفقدان السريع للوزن من شأنه أن يبطئ عمليات الإستقلاب لأن الجسم يتطلب كمية أقل من الطاقة للعمل عند انخفاض وزنه وكتلته لذلك يجب تناول سعرات حرارية اقل بعد فقدان الوزن أو زيادة النشاط الفيزيائي للحفاظ على وزن صحي.
التقدم بالسن: يسبب بطء عمليات الاستقلاب حيث تنقص الكتلة العضلية وتزداد الكتلة الشحمية في الجسم بالإضافة إلى انخفاض مستوى النشاط الفيزيائي والحركي.
النشاط الفيزيائي وكتلة العضلات في الجسم.
الاضطرابات الهرمونية والنفسية.
عوامل وراثية.
الجفاف وكمية السوائل في الجسم.

ما هو معدل الاستقلاب الأساسي Basic metabolic rate ؟

هو عدد السعرات الحرارية المطلوبة للحفاظ على وظائف الأعضاء وحيوية الجسم في حالة الراحة ويتم حسابه عبر الصيغ التالية:

للرجال:

BMR = 66 + (13.7 × الوزن بالكغ) + (5 × الطول ب سم ) – (العمر بالسنة ×6,8)

للنساء:

BMR = 655 + (9.6 × الوزن بالكغ) + (1.8 × الطول ب سم) – (4,7×العمر بالسنة )