كثيراً ما يردد أخصائيو التغذية مصطلح “التمثيل الغذائي” عند وصف حالة جسم ما، كما يضعون برامج الحمية الغذائية على أساس حسن التمثيل الغذائي والاستفادة من العناصر الغذائية، ولترميم خلايا الجسم والبقاء في حالة صحة. في المقال التالي نتعرف على أبرز ما يتعلق بمصطلح التمثيل الغذائي ومشاكله والنصائح المقترحة.
ما معنى مصطلح التمثيل الغذائي والأيض؟
التمثيل الغذائي أو الأيض Metabolism هو العملية التي يحول بها الجسم الطعام والشراب إلى طاقة، وهي العملية اللازمة للحفاظ على الحياة، والتمثيل الغذائي عملية معقدة يتم خلالها دمج السعرات الحرارية في الأطعمة والمشروبات مع الأكسجين لإطلاق الطاقة التي يحتاجها الجسم حتى يقوم بنشاطاته الحيوية.
وبهذا يكون الأيض هو إجمالي نفقات الطاقة التي يحتاجها الجسم ويصرفها أثناء القيام بوظائفه الاعتيادية وكذلك أنشطته الأخرى. [1،2]
ما أهمية التمثيل الغذائي؟
تكمن أهمية التمثيل الغذائي في تحقيق ثلاث عمليات أساسية للجسم: [2]
- تحليل الطعام إلى عناصر غذائية للاستفادة منها في بناء وترميم الجسم.
- تحرير الطاقة اللازمة من الطعام وتوظيفها في عمليات البناء داخل الجسم وتجديد الخلايا.
- يضمن التمثيل الغذائي الحفاظ على الأداء الطبيعي في الجسم.
ما هو معدل الأيض الطبيعي؟
تتعلق عدة نقاط بمعدل الأيض الطبيعي مثل: [3]
- معدل الأيض الطبيعي أو الأساسي هو عدد السعرات الحرارية التي يحتاجها الجسم أثناء الراحة متضمنة عدم الجلوس، وعدم التحدث، وعدم استخدام أي عضلات.
- يمثل معدل الأيض الأساسي نسبة ما بين 60-70٪ من السعرات الحرارية اليومية، ما يجعله أكبر مساهم في عملية التمثيل الغذائي بشكل عام.
- يختلف معدل الأيض الطبيعي من شخص لآخر تبعاً لعدد من العوامل بما في ذلك العمر والجنس وكتلة العضلات والهرمونات والتوتر ومستوى اللياقة البدنية والحالة الغذائية.
- عادة ما يرتبط معدل التمثيل الغذائي السريع بارتفاع معدل الأيض الأساسي.
قياس معدل التمثيل الغذائي
كلما زادت كتلة الكائن الحي كلما ارتفع معدل التمثيل الغذائي لديه، حيث تتطلب الكائنات الحية ذات معدلات التمثيل الغذائي العالية؛ توصيل الأكسجين إلى الخلايا بشكل أكثر كفاءة.
يمكن أن تختلف معدلات التمثيل الغذائي الأساسي أو حساب الأيض؛ تبعاً للحالات الفسيولوجية للإنسان، حيث يلعب الجهاز الدوري والجهاز التنفسي دوراً مهماً في ضمان توصيل الأكسجين بكفاءة إلى الخلايا في جميع أنحاء الجسم، ويمكن قياس معدل الأيض بطرق مختلفة: [4،5]
- قياس مقدار استهلاك الجسم للأوكسجين.
- حساب كمية إنتاج الجسم لثاني أكسيد الكربون.
- يمكن قياس معدل التمثيل الغذائي للكائنات الحية باستخدام عدة أجهزة بما في ذلك أجهزة قياس التنفس، ومجسات الأوكسجين، ومجسات ثاني أكسيد الكربون وأجهزة قياس السعرات الحرارية.
قياس معدل الأيض الأساسي بمعادلة هاريس بنديكت
عادة ما تكون الاختبارات المعملية باهظة الثمن فيلجأ العديد من أخصائيي التغذية إلى استخدام معادلة حساب معدل الأيض الأساسي، حيث تستخدم غالباً معادلة هاريس بنديكت لتقدير معدل الأيض الأساسي كما يلي:
- معدل الاستقلاب الأساسي للرجال: 10 × الوزن (كجم) + 6.25 × الطول (سم) – 5 × العمر (بالسنوات) + 5
مثال: رجل يبلغ من العمر 30 عاماً بطول 180 سم ووزن 85 كجم يكون معدل الاستقلاب الأساسي: (10 × 85) + 6.25 × (180) – (5 × 30) + 5 = 856,25 × 30 + 5 = 25,693 - معدل الاستقلاب الأساسي للنساء: 10 × الوزن (كجم) + 6.25 × الطول (سم) – 5 × العمر (بالسنوات) – 161
مثال: امرأة تبلغ من العمر 30 عاماً بطول 170 سم ووزن 75 كجم يكون معدل الاستقلاب الأساسي: (10 × 75) + (6.25 × 170) – (5 × 30) – 161 = 1.502
طريقة قياس معدل التمثيل الغذائي
وبعد معرفة معدل الأيض الأساسي يمكن استخدامه لمعرفة معدل التمثيل الغذائي من خلال السعرات الحرارية اليومية المطلوبة بحسب النشاط البدني الممارس كما يلي:
- النشاط المنخفض: عند ممارسة القليل من التمارين الرياضية أو حركة بسيطة للجسم يكون معدل الاستقلاب الأساسي × 1.2
- النشاط الخفيف: تمارين أو أنشطة خفيفة (من يوم إلى 3 أيام في الأسبوع) يصل إلى معدل الاستقلاب الأساسي × 1.375
- النشاط المعتدل: تمارين أو أنشطة بدنية معتدلة (من 3 إلى 5 أيام في الأسبوع) يكون معدل الاستقلاب الأساسي × 1.55
- نشاط شاق: تمارين أو أنشطة بدنية شاقة (من 6 إلى 7 أيام في الأسبوع) يصل إلى معدل الاستقلاب الأساسي × 1.725
- نشاط شاق جداً: تمارين أو أنشطة بدنية شاقة جداً (مرتين يومياً) يكون معدل الاستقلاب الأساسي × 1.9
أسباب مشاكل عملية الأيض والتمثيل الغذائي
- تأثير الأدوية على الأيض: قد تؤثر بعض الأدوية على عملية التمثيل الغذائي فتؤدي إلى إبطائها من خلال تثبيط قدرة الكبد على امتصاص بعض العناصر بالإضافة إلى التأثير على امتصاص الأدوية ذاتها ومنها:
- مدرات البول: يمكن لمدرات البول مثل هيدروكلوروثيازيد أن تقلل مستويات البوتاسيوم والصوديوم عند تناولها مع الديجوكسين والليثيوم على التوالي.
- مثبطات مونوامين أوكسيديز: وهي مضادات الاكتئاب قد تسبب تشنجات وآثار جانبية خطيرة أخرى عند استخدامها مع مضادات الاكتئاب ثلاثية الحلقات (إيميبرامين، نورتريبتيلين)، مثبطات امتصاص السيروتونين الانتقائية.
- المعادن: الأدوية التي تحتوي على معادن مثل مضادات الحموضة مع إضافات الألمنيوم ومكملات الحديد، يمكن أن تقلل من امتصاص التتراسيكلين والفلوروكينولونات.
- الأدوية التي تثبط عمل إنزيم الكبد: تشمل الأدوية التي تبطئ عملية التمثيل الغذائي سيبروفلوكساسين وإريثروميسين وفلوكستين ونيفازودون وباروكستين وريتونافير.
- فقدان الوزن المفاجئ والسريع: يؤدي فقدان الوزن السريع إلى إبطاء عملية التمثيل الغذائي لأنه يستهلك طاقة أقل ليعمل الجسم بوزن أقل، لذا عند فقدان الوزن تكون هناك حاجة إلى تناول سعرات حرارية أقل أو ممارسة المزيد من النشاط البدني لحرق المزيد من السعرات الحرارية للحفاظ على توازن الجسم.
- انخفاض التستوستيرون: يمتلك الرجال كتلة عضلية تجعلهم أكثر رشاقة من النساء بالإضافة إلى هرمون التستوستيرون الحيوي ما يمكنهم من حرق احتياطيات الدهون في الجسم بسرعة للحصول على الطاقة، وبالتالي زيادة التمثيل الغذائي لديهم، لكن مستوى هذا الهرمون يقل مع التقدم في السن وتنجم عنه العديد من المشكلات منها تراجع التمثيل الغذائي وانخفاض مستوى الطاقة والصلع وكذلك انخفاض الرغبة الجنسية.
- مشاكل الأيض عند النساء: على عكس الرجال فإن أجساد النساء مصممة لتخزين الطاقة لأنشطة مثل الحمل والرضاعة الطبيعية ما يعني أن النساء يقمن بتخزين الدهون بشكل تلقائي هذا يجعلهن بحاجة لوقت أكبر في حرق هذه الدهون ويواجهن لذلك صعوبة أكبر في صرف السعرات الحرارية وفقدان الوزن أي صعوبة في عملية التمثيل الغذائي، وهنا تتمثل أبرز مشكلات الأيض لدى النساء.
- مشاكل وأمراض الغدة الدرقية: يبطئ قصور الغدة الدرقية عملية التمثيل الغذائي كون الغدة لا تطلق في هذه الحالة ما يكفي من الهرمونات، ما يؤدي إلى زيادة غير عادية في الوزن بالإضافة إلى الخمول والاكتئاب والإمساك، أما في حالة فرط نشاط الغدة الدرقية يتم إطلاق كميات أكبر من الهرمونات ما يسرع عملية التمثيل الغذائي بشكل غير طبيعي ما ينجم عنه زيادة الشهية وفقدان الوزن والعصبية والإسهال.
- التقدم بالعمر: يمكن أن يؤدي التقدم في العمر عند النساء بشكل خاص، بالإضافة للرجال أيضاً إلى إبطاء عملية الأيض حيث يكتسب الجسم مع التقدم بالعمر الدهون ويفقد العضلات، فيصبح بعض الناس أقل نشاطاً، ورغم ذلك يمكن القيام بمزيد من النشاطات البدنية لتعويض البطء في عملية الأيض.
- متلازمة الأيض الغذائي: تعد أيضاً متلازمة الأيض الغذائي من أبرز المشاكل المتعلقة بالتمثيل الغذائي التي تحدث عند الرجال والنساء على حد سواء، وهي مجموعة من الأمراض التي قد تصيب الإنسان مثل ارتفاع ضغط الدم، وارتفاع السكر، وتراكم دهون البطن والخصر، وارتفاع مستوى الكوليسترول والدهون الثلاثية، ما يزيد من خطورة الإصابة بأمراض القلب والسكتة الدماغية والسكري وكلها تدل على عدم سلامة عملية الأيض. يمكنك مراجعة مقالنا على الموقع حول متلازمة الأيض الغذائي، الأسباب والعلاج.
- نقص فيتامينات ب: تعتبر فيتامينات B من محفزات عملية الأيض حيث تعمل على تعزيز التمثيل الغذائي الطبيعي للكربوهيدرات والبروتين والدهون، وبالعكس فإن نقص هذه الفيتامينات يمكن أن يجعلك تشعر بالخمول.
- نقص فيتامين دال: فيتامين D كذلك من محفزات التمثيل الغذائي وهو ضروري لعملية التمثيل الحيوي للكارنيتين، وكذلك لتفكيك الأحماض الدهنية في الجسم.
- نقص المغنيسيوم: يعتبر المغنيسيوم مسؤولاً عن أكثر من 300 تفاعل إنزيمي في الجسم يساهم في وظيفة التمثيل الغذائي. لذا فهو ضروري لسلامة هذه العملية كون نقصه في الجسم يؤثر على الأيض سلباً.
- إلغاء وجبة الأفطر: حيث يعد تناول وجبة الإفطار يومياً من الأمور التي تساعد على بدء عملية التمثيل الغذائي وتحفيز الأيض.
- اضطرابات التمثيل الغذائي عند الأطفال: قد تحدث اضطرابات التمثيل الغذائي لدى الأطفال عندما لا يعالج جسم الطفل العناصر الغذائية بشكل مناسب بما في ذلك الدهون أو البروتينات أو السكريات وفي كثير من الأحيان تكون هذه الحالة وراثية لدى الأطفال الصغار، أما الأطفال الأكبر سناً فعادة ما تكون السمنة هي السبب الأساسي لاضطراب التمثيل الغذائي، ما يجعل الطفل أكثر عرضة للإصابة بأمراض مثل السكري من النوع 2 وأمراض القلب. ومن أعراض اضطراب التمثيل الغذائي لدى الأطفال:
- انقطاع النفس (قد تمر فترات قصيرة بدون القدرة على التنفس).
- الخمول والتعب الشديد.
- عدم القدرة على تناول كميات كبية من الطعام.
- سرعة التنفس بشكل غير عادي.
- التقيؤ. [6-10]
نصائح لتحسين عملية الأيض والتمثيل الغذائي
من التوصيات الهامة التي يجدر الالتزام بها لتحسين عملية التمثيل الغذائي:
- ممارسة الرياضة: تعد ممارسة تمارين القوة مثل رفع الأثقال مرتين على الأقل في الأسبوع تدريباً مهماً يساعد في بناء العضلات، حيث تحرق أنسجة العضلات عادة سعرات حرارية أكثر من الأنسجة الدهنية.
- الأنشطة العادية: تساعد الحركة بشكل عام على حرق السعرات الحرارية، من قبيل المشي والتحرك لبضع دقائق كل يوم وزيادة الحركة تدريجياً. على سبيل المثال يعتبر صعود السلالم في كثير من الأحيان طريقة بسيطة لحرق المزيد من السعرات الحرارية، وكذلك القيام ببعض الأعمال الاعتيادية مثل البستنة وغسل السيارة والقيام بالأعمال المنزلية، التي تساعد على حرق السعرات الحرارية ما يساهم في إنقاص الوزن.
- رفع نسبة البروتين: يجب الاهتمام بالبروتين واحتواء الغذاء عليه وتضمين مصدر بروتين كامل في كل وجبة، لأن البروتين له أعلى تأثير حراري ما يعني أن الجسم يستخدم أكبر قدر من السعرات الحرارية لهضمه وامتصاصه، كاللحوم الخالية من الدهون أو البيض أو الدجاج أو السمك
- مشروبات تسريع الحرق: للحصول على تمثيل غذائي أفضل من المفيد شرب الشاي الأخضر الذي يحتوي على مادة الكافيين ونوع من الفلافونويد يسمى الكاتشين واللذين يساعدان في زيادة إنفاق الطاقة وحرق الدهون.
- عادات النوم الجيدة: النوم الجيد ليلاً هو النصيحة الأهم حيث تؤدي قلة النوم إلى حدوث اضطراب في هرمونات الشهية ما يزيد من تناول السعرات الحرارية ويؤثر بشكل سلبي على أيض (استقلاب) الجلوكوز، كما يرتبط الحرمان المزمن أو الجزئي من النوم بزيادة خطر الإصابة بالسمنة ومرض السكري، والعكس بالعكس إذا يساهم الحصول على القسط الكافي من النوم يومياً في الوقاية من السمنة وإبعاد خطر السكري، بالتالي تحسين التمثيل الغذائي. لذا احرص على تحقيق 7-9 ساعات من النوم كل ليلة. [1،3،11]
في الختام.. يمكن اعتبار التمثيل الغذائي من أساسيات الجسم، والمحرك الأساسي له ولعملياته وأنشطته، لكن هذه العملية قد تتعرض لمشاكل يجب عدم إهمالها والانتباه إليها سواء لدى الرجال أو النساء وحتى عند الأطفال الذين من المفترض تدارك أي مشكلة قد تؤثر على الصحة وحسن النمو وبناء الجسم لديهم