ما هي عملية الأيض

محتويات

١ عملية الأيض
٢ كيف تحدث عملية الأيض
٣ ما هو معدل الأيض
٤ العوامل المؤثرة في عملية الأيض
٥ تأثير الطعام والوزن والنشاط البدني في عملية الأيض
٦ المشاكل الصحية التي تؤثر في عملية الأيض
٧ نصائح لتعزيز الأيض
٨ فيديو ما هي عملية الأيض
٩ المراجع

عملية الأيض

الأيض أو الاستقلاب أو التمثيل الغذائي؛ هي مجموعة من العمليات البيوكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية، والتي تنقسم إلى جزئين؛ هما البناء (بالإنجليزية: Anabolism) الذي يتم فيها تراكم المواد، والتقويض أو الهدم (بالإنجليزية: Catabolism) الذي يتم فيها تكسير المواد، إضافة إلى ذلك يستخدم مصطلح الأيض للتعبير أيضاً عن تكسير الطعام داخل الجسم وتحويله إلى طاقة^[١] وهذه الطاقة الناتجة في الخلايا بعد مرورها بعدد من العمليات البيوكيميائية تُدعى بالطاقة الحيوية (بالإنجليزيّة: Bioenergetics)، وبالتالي فإنّ عملية التمثيل الغذائي ترتبط بشكلِِ كبير بتغذية الجسم وبتوافر المغذيات فيه وتكون الطاقه له.^[٢]

كيف تحدث عملية الأيض

بعد تزويد الجسم بالطعام، يقوم الجهاز الهضمي بالاستعانة بالإنزيمات اللازمة لتحليل البروتينات لأحماضِِ أمينية، والدهون لأحماضِِ دهنية، والكربوهيدرات لسكرياتِِ بسيطة مثل الغلوكوز، حينها يُمكن للجسم استخدام كل من السكريات، والأحماض الأمينية، والأحماض الدهنية بسهولة، حيث تمتص هذه المركبات البسيطة بواسطة الدم وتنتقل للخلايا، وهنا تقوم إنزيمات أخرى بتسريع أو تنظيم للتفاعلات الكيميائية لأيض هذه المركبات، حيث أنّ الطاقة الموجودة في كل مركب إما أن تُحرر بهدف استخدامها من قبل الجسم وهذه عملية الهدم، أو تُخزن في أنسجة الجسم خاصة في أنسجة الكبد والعضلات، كما يمكن أن تحفظ في الخلايا الدهنية وهذه عملية البناء،^[٣] وفي ما يأتي توضيح لذلك:^[٤]^[٣]

السكريات وخاصة الجلوكوز عادة ما تكون المصدر الأول للطاقة في الجسم، وفي حال توافر كميات فائضة من الجلوكوز في الجسم بعد تحليل الطعام فإنه يُخزن على شكل جلايكوجين (بالإنجليزيّة: Glycogen) في الكبد والعضلات، وفي حال كان الفائض أكبر من سعة هذه الأنسجة فإنه يُحّول إلى دهون ثلاثية ويخزن في الخلايا الدهنية.
أما الأحماض الدهنية المتحللة غالباً ما تستخدم كمصدر للطاقة من خلال عملية تسمى بأكسدة الحمض الدهني (بالإنجليزية:Beta oxidation أو Fatty acid oxidation)، وكذلك فإن نصف الدهون الفائضة عن حاجة الجسم تُخزن في الأنسجة الدهنية الموجودة تحت الجلد (بالإنجليزيّة: Subcutaneous tissue)، والنصف الآخر يخزن في الأنسجة وأعضاء الجسم الأخرى.
أما البروتينات التي تتحلل لأحماض أمينية يمكن أن تستخدم لبناء بروتينات جديدة أو في حالة عدم توافر مصادر الطاقة الأخرى فقد تستخدم لإنتاج الطاقة.

ما هو معدل الأيض

يُشير معدل الأيض إلى مدى سرعة تحليل مصادر الطاقة في الجسم كالسكريات إلى طاقة ووقود، وذلك للحفاظ على استمراريّة عمل خلايا الكائنات الحيّة، وهناك اختلافات في معدلات الأيض بين أنواع الكائنات الحية المختلفة، فالعديد من العوامل تؤثر في معدل الأيض بما فيها الظروف البيئية ومستوى النشاط البدني،^[٥] وتجدر الإشارة إلى أنَّ معدل الأيض أو ما يُعرف بإجمالي الطاقة المستهلكة (بالإنجليزيّة: Total energy expenditure) يتفرع لثلاثة مكونات هي:^[٦]

معدل الأيض الأساسي BMR (بالإنجليزية: Basal metabolic rate): والذي يمثّل الطاقة التي يحتاجها الجسم في وقت الراحة للحفاظ على بقاء وظائف أجهزته المختلفة بشكلِِ صحيح والتي تشمل التنفس، والحفاظ على نبضات القلب اللازمة لتوزيع الدم، ونمو الخلايا وإصلاحها، وتعديل مستويات الهرمونات، فمعظم الطاقة المُستَهلكة في الجسم تعود لمعدل الأيض الأساسي والتي تشكّل ما نسبته (50-80)% في اليوم الواحد.
التأثير الحراري للغذاء (بالإنجليزيّة: Thermic effect of food): وهي الطاقة التي يحتاجها الجسم لهضم الطعام والشراب والتي تشمل امتصاص ونقل وتخزين العناصر الغذائية الناتجة عن عملية الهضم، ويُمثّل التأثير الحراري للغذاء ما نسبته (5-10)% من الطاقة المُستَهلَكة في اليوم الواحد.
الطاقة المستخدمة أثناء النشاط البدني: وهي الطاقة المُرتبطة بالحركة الجسدية وتختلف باختلاف كمية الطاقة المستخدمة في اليوم الواحد، ويشمل النشاط البدني مختلف الحركات الجسدية من تمارين رياضية إلى الحركات الروتينية العادية، ويمثّل النشاط المعتدل كممارسة (30-45) دقيقة من التمارين الرياضية يومياً ما نسبته 20% من الطاقة المُستهلكة في اليوم الواحد.

العوامل المؤثرة في عملية الأيض

تشمل العوامل المؤثرة في عملية الأيض ما يأتي:^[٧]^[٨]

حجم الجسم ومكوناته: يكون معدل حرق الطاقة عند الأشخاص ذو الأحجام الكبيرة أو الأشخاص الذين لديهم نسبة عضلات عالية أكبر حتى في وقت الراحة.
الجنس: تستهلك أجسام الرجال طاقةً أكثر مُقارنةً بأجسام النساء ممن هنّ من نفس العمر والوزن، وذلك لأن الرجال غالبًا ما يكون لديهم عضلات أكثر.
العمر: كلما تقدم الشخص بالعمر، كلما فقد عضلات أكثر وبالتالي صار معدل الأيض أقل.
الجينات: تلعب الجينات دوراً مهماً في حجم العضلات وفي النمو أيضاً، الأمر الذي قد يؤثر في عمليات الأيض.
درجة حرارة الجسم: تزداد عمليات الأيض بزيادة درجات الحرارة التي يتعرض لها الجسم.
الهرمونات: إذا كان هناك خلل في إنتاج هرمونات الغدة الدرقية سواء كسل أو نشاط، فقد يزداد معدل الأيض أو يقل اعتمادً على الهرمونات التي تنتجها.
الحمل: تمتلك أجسام النساء الحوامل معدلات أيض أكبر من غيرهنّ.
تناول الطعام: يمكن أن يتباطأ معدل الأيض في الجسم إذا لم يتم تناول ما يكفي من الطعام.
مستوى النشاط البدني: يزداد معدل استهلاك السعرات الحرارية في الجسم بزيادة مستوى النشاط سواء بالتمارين الرياضية أو بالحركات الروتينية العادية كالمشي والوقوف.

تأثير الطعام والوزن والنشاط البدني في عملية الأيض

تأثير الطعام في عملية الأيض

كما ذكر سابقاً فإنَّ الطعام المتناول يحتاج طاقة لهضمه وامتصاصه وتخزينه، وهو ما يُعرف بتأثير الغذاء الحراري، ومن بين العناصر الثلاثة الكبرى فإن البروتين له تأثيراً حراريّاً أعلى مُقارنةً بالدهون والكربوهيدرات، وذلك لأنه يحتاج وقتاً اطول لتحليله وامتصاصه، لكن مازالت كمية هذا التأثير للبروتين في عملية الأيض غير واضحة، لذلك أفضل ما يُمكن التركيز عليه بالنظام الغذائي الحصول على البروتين الكافي مع ممارسة تمارين المقاومة، وذلك لزيادة الكتلة العضلية وبالتالي زيادة معدل الأيض، هذا لا يعني إهمال الكربوهيدرات والدهون، فجميعها عناصر أساسية يحتاجها الجسم بنسب مختلفة، ^[٩] ومن الأمثلة على مصادر البروتينات؛ المأكولات البحرية، واللحوم الخالية من الدهون، والدواجن، والمكسرات، والبقوليات كالفاصوليا، ومنتجات الألبان غير المحلاة.^[١٠]

وهناك العديد من الادعاءات حول مساهمة بعض أنواع الطعام والشراب في زيادة معدلات الأيض، ولكنّ الدليل العلمي حول هذه الادعاءات ضعيف ويحتاج لمزيد من الدراسات، ومنها ما يأتي:^[١١]

الأطعمة الغنية بالحديد، والزنك، والسيلينيوم: على الرغم من وجود اختلاف في دور كل من المعادن الثلاث في الجسم، إلَّا أنَّ جميعها يشترك في وظيفة الغدة الدرقية المسؤولة عن تنظيم عملية الأيض، وبحسب إحدى الدراسات التي نشرت في مجلة Thyroid في عام 2004، أشارت إلى أن انخفاض مستوى الحديد أدى إلى إضعاف إنتاج هرمون الغدة الدرقية، وأنّ الغدة الدرقية الطبيعية تحتوي على تراكيز عالية من السيلينيوم، وبالتالي فإن الحصول على ما يكفي من السيلينيوم يحسن من تكوين هرمونات الغدة الدرقية وبالتالي يحسن من الأيض.^[١٢]^[١٣]

وأشارت دراسة نشرت في The Journal of Nutrition، أنّ مستويات الزنك القليلة قد تكون مرتبطة في انخفاض معدل الأيض الأساسي، بالإضافة إلى انخفاض في مستويات هرمونات الغدة الدرقية،^[١٤] لذلك يُنصَح بتضمين الأطعمة الغنيّة بالزنك والسيلينيوم والحديد؛ مثل اللحوم والمأكولات البحرية والبقوليات والمكسرات والبذور في النظام الغذائي اليومي.^[١٢]

الشاي ومصادر الكافيين: يحتوي الشاي على [[فوائد وأضرار الكافيين|الكافيين] وعلى أحد مضادات الأكسدة المعروف بكاتيشين (بالإنجليزيّة: Catechin)، أشارت مراجع منهجية نشرت في مجلة Obesity reviews في عام 2011، إلى أنّ مزيج الكافيين مع الكاتيشين أو الكافيين لوحده له أثر إيجابي على الطاقة المستهلكة.^[١٢]^[١٥]

وللاطلاع على المزيد من المعلومات حول فوائد الشاي يمكنك قراءة مقال ما هي فوائد الشاي وأضراره

الزنجبيل: قد يمتلك الزنجبيل تأثيراً قوياً في إنقاص الوزن وفي تقليل نسبة السكر في الدم، كما أنّه قد يزيد من معدل الأيض، وذلك بحسب دراسة نشرت في مجلة Metabolism في عام 2012 والتي تبيّن من خلالها أنَّ استهلاك غرامان من مسحوق الزنجبيل على شكل مشروب ساخن إلى جانب وجبة الإفطار، حسن من التأثير الحراري للغذاء وقلل من الشعور بالجوع، ولكن ما زالت هناك الحاجة لمزيد من الدراسات حول هذه الفائدة.^[١٦]^[١٧]

وللاطلاع على المزيد من المعلومات حول فوائد الزنجبيل يمكنك قراءة مقال فوائد الزنجبيل

بذور الكتان: هي نوع من البذور التي تحتوي على مختلف العناصر الغذائية المفيدة للجسم بما فيها البروتين، والفيتامينات، والمواد الغذائية الأساسية الأخرى، ويستخدمه البعض كنوع من أنواع الأغذية الوظيفية (بالإنجليزية: Functional food)؛ هو الغذاء المُدعَّم بوظيفة إضافية غالبًا ما تكون مرتبطة بتعزيز الصحة أو تقليل خطر الإصابة بمرض، كما أنَّ تناول بذور الكتان قد يعزز من عملية الأيض ويعمل على تحسين المتلازمة الأيضية، وذلك يعود لاحتواءه على كميات جيّدة من الألياف، والبروتين، إلى جانب أحماض الأوميغا 3 الدهنية (بالإنجليزيّة: Omega-3)، ومضادات الأكسدة بالإضافة إلى العناصر الغذائية الأساسية الأخرى، حيث أشارت دراسة نشرت في مجلة American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism في عام 2019 إلى أنّ ألياف بذور الكتان حسّنت من الأيض لدى الفئران والقوارض، ولكن ما زال هناك الحاجة لمزيج من الدراسات حول هذه الفائدة على الإنسان.^[١٨]^[١٩]

وللاطلاع على المزيد من المعلومات حول فوائد بذور الكتان يمكنك قراءة مقال ما هي فوائد بذر الكتان

الخضار الورقية: يُمكن للخضار الورقية بما فيها السبانخ والكرنب أن تعزز عملية الأيض في الجسم، وذلك لاحتواءها على معدن الحديد الذي يعد أساسياً لعملية الأيض وللنمو والتطور أيضاً، لكن ولكون نوع الحديد فيها من النوع غير هيمي (بالإنجليزية: Non-heme iron) قد يواجه الجسم صعوبة في امتصاصه، ولحل ذلك يُنصَح عند تناول الخضار الورقية استخدام أحد مصادر فيتامين ج الذي يزيد من امتصاص الحديد، ومن الأمثلة عليها الليمون، والطماطم، والقرع الشتوي، وتجدر الإشارة إلى أنَّ الخضار الورقية تحتوي أيضاً على المغنيسيوم وبعض المعادن الأخرى التي تُفيد في عدة وظائف في الجسم.^[١٨]

وللاطلاع على المزيد من المعلومات حول الأطعمة وتحفيز الأيض يمكنك قراءة مقال أطعمة تزيد من عملية الأيض.

العلاقة بين الوزن وعملية الأيض

كما ذكرنا سابقاً يُمكن لمعدل الأيض الأساسي (بالإنجليزيّة: Basal metabolic rate) أن يكون أكبر إذا كان الشخص يعاني من وزن زائد في الجسم أو إذا احتوى الجسم على كتلة عضلية أكبر، مما يؤدي لحرق السعرات الحرارية بشكل أكبر، والسبب في أنّ الأشخاص الذين يعانون من الوزن الزائد يكون معدل الأيض لديهم أعلى يعود إلى أنّ جزء من هذا الوزن الزائد عبارة عن عضلات، ^[٢٠] ولكن من ناحية أخرى فإن زيادة الوزن قد تؤثر في عملية الأيض من خلال تأثيرها على الاستجابة للإنسولين، الذي يعتبر من الهرمونات المسؤولة عن عملية الأيض، ففي الوضع الطبيعي يرفز الإنسولين في استجابة لزيادة السكر في الدم وذلك لمساعدته على الدخول للخلايا، لكن في حالة الوزن الزائد يُمكن أن يتوقف الجسم عن الاستجابة للأنسولين، ويبقى السكر في الدم بدلاً من تخزينه كطاقة ويسبب حالة من ارتفاع السكر في الدم التي قد تتحول إلى مرض السكري من النوع الثاني.^[٢١]

تأثير النشاط البدني في عملية الأيض

كما ذكر سابقاً فإنَّ النشاط البدني يزيد من الحاجة للطاقة وبالتالي يزيد من معدل الأيض، حتى في وقت الراحة وعدم ممارسة أي نشاط تستهلك الأنسجة العضلية طاقة أكثر مُقارنةً بالأنسجة الدهنية، ولزيادة الكتلة العضلية عادة ما تمارس تمارين المقاومة (بالإنجليزية: Strength training)، والتي يمكن ممارستها مرتان أسبوعياً، ولكن الحصول على التمارين الهوائية (بالإنجليزيّة: Aerobic exercise) أيضاً أساسي لزيادة الأيض وخسارة الوزن؛ مثل المشي لـ 25-30 دقيقة، أو التمارين المُكثّفة بشكل أكبر مثل الجري، ويمكن ممارسة التمارين الهوائية خلال خمسة أيام في الأسبوع وذلك للحصول على مزيج من تمارين المقاومة والتمارين الهوائية.^[٢١]^[٢٢]

لقراءة المزيد حول ممارسة التمارين الرياضية وخسارة الوزن يمكنك الرجوع لمقال أفضل رياضة لتخفيف الوزن

المشاكل الصحية التي تؤثر في عملية الأيض

تُعرّف الاضطرابات الأيضية (بالإنجليزيّة: Metabolic disorder) عادةً بأنَّها أخطاء وراثية في عمليات الأيض تكون منذ الولادة، ولهذه الاضطرابات عدة أنواع؛ منها ما يتعلق بنقص في الإنزيمات المشاركة في أيض المواد الغذائية الأساسية بما فيها الكربوهيدرات، والأحماض الأمينية المشتقة من البروتينات، بالإضافة إلى الأحماض الدهنية المحرّرة من الدهون،^[٢٣] أمَّا النوع الآخر منها فهو ما يؤثر في أجزاء الخلايا التي تنتج الطاقة ويُعرَف بأمراض الميتوكندريا (بالإنجليزية: mitochondrial diseases)، حيث يُمكن الإصابة باضطراب أيضي عند إصابة بعض الأعضاء مثل الكبد أو البنكرياس بمرض معين أو عند حدوث خلل ما في وظائفهما، ويعد مرض السكري أحد الأمثلة على الاضطرابات الأيضية.^[٢٤]

كما أنّ هناك بعض الحالات المرضيّة التي يمكن أن تُبطأ من معدل الأيض؛ مثل متلازمة كوشينغ (بالإنجليزية: Cushing’s Syndrome)، وخمول الغدة الدرقية (بالإنجليزيّة: Hypothyroidism).^[١١]

نصائح لتعزيز الأيض

توجد بعض الأمور التي يُمكن اتباعها للتحسين من عملية الأيض والتي يُمكننا التأثير فيها، لكن بعض المُسببات الأخرى لا يُمكن تغييرها أو التحكم فيها كالعمر والجنس وغيرها من العوامل التي ذكرت سابقاً، وفي ما يأتي بعض الأمور التي قد يساعد اتباعها على تعزيز عملية الأيض:^[٨]

زيادة وزن العضلات: كما ذكرنا سابقاً، يُمكن ذلك بممارسة تمارين القوة لبناء العضلات ولتحسين مكونات الجسم وبالتالي زيادة معدل حرق السعرات الحرارية.^[٨]
زيادة النشاط البدني: يُفضّل تخصيص وقت معين لممارسة النشاط البدني كجزء من الروتين اليومي، مثل المشي أو استخدام الدراجة للذهاب إلى العمل، أو استخدام الدرج بدلاً من المصعد وغيرها من التمارين الهوائية التي تساعد على بذل المزيد من الطاقة.^[١١]
النوم لساعاتِِ كافية: قد تؤثر قلة النوم بشكل سلبي في عملية الأيض، وذلك من شأنه أن يزيد من خطر الإصابة بالسمنة.^[٢٥]
تزويد الجسم بما يكفي من الماء: يحتاج الجسم للماء لاستهلاك السعرات الحرارية بشكل صحيح، فقج يحدث تباطؤ في عملية الأيض إن كان الجسم يُعاني من الجفاف.^[٢٦]
تناول الأغذيّة الصحيّة والتحسين من نمط الحياة: لا بد من الحصول على التثقيف التغذوي حول أحجام الحصص الغذائية وأنواع الأغذية الصحية والأغذية غير الصحية، ومن ثم التغيير التدريجي لنمط الغذاء إلى أن تصل إلى نمط غذائي صحي والتخلص من العادات الغذائية السيئة.^[٢٧]