‌أجهزة الجسم ودورها في الاستفادة من الغذاء: - الغذاء والتغذية

‌

‌أجهزة الجسم ودورها في الاستفادة من الغذاء:

تتم الاستفادة من الغذاء والحصول على العناصر الغذائية التي تحتاجها الخلايا من خلال عدة عمليات يمكن تلخيصها فيما يلي:

1-

تناول الطعام عن طريق الفم.

2-

الهضم، ويتم فيه تفكيك الطعام إلى مكوناته من العناصر الغذائية تمهيدًا لامتصاصها.

3-

الامتصاص، وهو نقل العناصر الغذائية المهضومة من القناة الهضمية إلى الدورة الدموية.

4-

نقل العناصر الغذائية في الدورة الدموية إلى أماكن الاستفادة منها واستقلابها، ويتم ذلك بواسطة وريد الباب والأوعية اللمفية.

5-

تزويد الجسم بالأكسجين اللازم لأكسدة العناصر الغذائية المنتجة للطاقة، وطرد ثاني أكسيد الكربون من خلال نقل هذه الغازات في الدم من وإلى الرئتين.

6-

عمليات الاستقلاب "الأيض" وتشمل عمليات التقويض catabolism والابتناء anabolism لإنتاج الطاقة وتكوين مركبات ضرورية للخلايا والجسم.

7-

إفراغ الفضلات excertion of wastes ويشمل ذلك إطراح الفضلات غير المهضومة من القناة الهضمية على شكل براز، وإطراح ثاني أكسيد الكربون عن طريق الرئتين، وإطراح الماء والأملاح الزائدة وغيرها من نواتج استقلابية، كاليوريا urea، من خلال الكليتين والجلد..

ويمكن تتبع هذه العمليات لكل عنصر غذائي ودراسة مصيره الاستقلابي في أجهزة الجسم المختلفة. وتستند أجهزة الجسم في وظائفها إلى عمل الخلايا والتنسيق والتكامل الوظيفي فيما بين هذه الأجهزة. فالدورة الدموية تنقل العناصر الغذائية والأكسجين إلى خلايا وأنسجة الجسم المختلفة ابتداء بنقل العناصر الممتصة بواسطة وريد الدم البابي portal blood vein، كما تقوم بنقل الأكسجين من الرئتين وثاني أكسيد الكربون والأملاح واليوريا وغيرها من نواتج الاستقلاب إلى أماكن إطراحها من الجسم. ويلحق بالدورة الدموية الجهاز اللمفي lymphatic system الذي يتألف من أوعية لمفية تتجمع في وعاء كبير هو القناة الصدرية thoracic dust.

التي يتم من خلالها نقل الدهون والفيتامينات الذوابة في الدهن بعد امتصاصها على شكل مستحلبات دهنية هي الدقائق الكيلوسية chylomicrons.

الجهاز التنفسي respiratory system ويزود هذا الجهاز الجسم بالأكسجين الذي يستعمل في عمليات أكسدة العناصر الغذائية المنتجة للطاقة. كما يتم من خلاله التخلص من نواتج الاستقلاب وهي الماء وثاني أكسيد الكربون مع هواء الزفير. وتوجد علاقة ما بين حجم ثاني أكسيد الكربون الناتج وحجم الأكسجين المستهلك، يعبر عنها بالحاصل التنفسي respiratory quotent، وهو بالنسبة بينهما. وحاصل التنفس يعتبر مؤشرا إلى نوع المادة المتأكسدة في الجسم. فهو يساوي 1.0 للكربوهيدرات و 0.8 للبروتينات و 0.7 للدهون و 0.85 لغذاء مختلط من العناصر الثلاثة.

الجهاز الكلوي renal system. تكمن أهمية الكليتين في أنهما الجهاز الرئيسي للتخلص من الفضلات الاستقلابية التي يكون معظمها سامًّا فيما لو تراكم في الدم والأنسجة. وكذلك يقوم الجهاز الكلوي بتنظيم السوائل والمحافظة على تركيز المواد العضوية وغير العضوية فيها. فمثلا تقوم الكليتان بالتخلص من اليوريا urea الناتجة عن عمليات استقلاب البروتينات وحمض اليوريك uric acid الناتج عن استقلاب الحموض النووية، كما تقوم بتنظيم الماء في الجسم والمحافظة على الضغط التناضحي osmotic pressure عن طريق التخلص من الأملاح المعدنية الزائدة عن حاجة الجسم. وتستعمل النواتج الاستقلابية المطروحة في البول كمؤشرات هامة لدراسة الوضع التغذوي للعناصر الغذائية في الجسم، كذلك تعكس السير الطبيعي والسليم لعمليات الهضم والاستقلاب والاستفادة من الغذاء.

الهرمونات والإنزيمات hormones and enzymes. وهي العوامل البيولوجية الخفازة biocatalysts للتفاعلات الكيميائية التي تحدث أثناء الهضم وفي عمليات الاستقلاب من تقويض وابتناء.:

والهرمونات هي المواد المنظمة لعمل الإنزيمات الخاصة بالهضم والاستقلاب ونمو الجسم. وتفرز الغدد الصماء endocrines هذه الهرمونات في الدم لينقلها إلى جميع أجزاء الجسم حيث تؤثر فيها. ومن هذه الهرمونات ما له علاقة مباشرة أو غير مباشرة بتنظيم عمليات الهضم والاستقلاب وتحرير الطاقة، من خلال تأثيرها المباشر على الإنزيمات أو العوامل الأخرى التي تؤثر على عمليات الهضم.

ويبين الجدول رقم 3 قائمة بأهم الهرمونات التي لها علاقة بعمليات الاستفادة من الغذاء.

الجدول 3- بعض الهرمونات الضرورية في تسيير العمليات الغذائية ومكان إفرازها ووظيفتها

أما الإنزيمات enzymes، فيتكون كل منها من جزء بروتيني يسمى صميم الإنزيم apoenzyme وعامل مرافق cofactor ضروري لنشاط الإنزيم. وهذا العامل المرافق المنشط للإنزيم، إما أن يكون عنصرا معدنيا أو تميم إنزيم coenzyme يدخل في تركيبه أحد الفيتامينات. وقد قسمت الإنزيمات إلى ستة أقسام من التفاعلات [1] هي:

1-

التأكسد والاختزال "الأكسيد وريدكتازات" oxidation and reduction.

2-

نقل المجموعات الوظيفية "الترانسفيرازات" group transfer.

3-

التحلل المائي أو الحلمهة "هيدرولازات" hydrolysis.

4-

التحلل والإضافة بدون الحاجة للماء "ليازات"lyasation.

5-

المزامرة "الإيزوميرازات" isomerization.

6-

التكثيف "الليغازات" condensation.

وهناك إنزيمات هاضمة digestive وإنزيمات ضرورية essential لتفاعلات الاستقلاب المختلفة، وسوف نتناول في الفقرة التالية الإنزيمات الهاضمة بشيء من التفصيل، وذلك لأهمية الجهاز الهضمي في الاستفادة من الغذاء وعناصره الغذائية.

وتنتج الإنزيمات في الجسم بشكل غير فعال، يسمى طليعة الإنزيم

proenzyme أو مولد الإنزيم zymogen الذي يحتاج إلى مادة أخرى لتنشيطه. فعلى سبيل المثال ينتج إنزيم الببسين pepsin على صورة غير نشطة هي الببسينوجين "مولد الببسين"، والذي ينشطه حمض الهيدروكلوريك HCI الذي تفرزه خلايا خاصة في المعدة، كما في التفاعل التالي:

حمض الهيدروكلوريك "Hcl"

الببسينوجين» الببسين

"منشط"

في معظم الأحيان ترتبط تسمية الإنزيم بالمادة التي يؤثر عليها. فمثلا إنزيم الأميلاز يحلل الأميلوز "النشا"، وإنزيم الليباز يحلل الليبيدات "الدهون" وهكذا.

ويتأثر نشاط الإنزيمات بالحرارة والحموضة المناسبة؛ فلكل إنزيم درجة حرارة وأس هيدروجيني "باهاء" مناسبان لنشاطه، ورفع درجة الحرارة يثبط عمل الإنزيم بل ويقوض تركيبه الكيميائي.

الجهاز العضلي muscular system. تشكل العضلات جهاز الحركة في الجسم الذي يحول الطاقة الغذائية إلى طاقة ميكانيكية كما أنها مصدر هام ورئيسي للحموض الأمينية ويخزن فيها الغليكوجين.

وتتم حركة العضلات من خلال عمليات التقلص، ويعمل مركب الأدينوزين ثلاثي الفوسفات "ATP" adenosine triphosphate كمصدر فوري للطاقة اللازمة لذلك، بينما يعتبر مركب فوسفات الكرياتين creatine phosphate مصدرا احتياطيا مؤقتا للطاقة من خلال تحوله إلى ATP. وبما أن كمية الطاقة على هذا الشكل محدودة، فإن المصدر الرئيسي والمخزون للطاقة هو مركبات الغليكوجين وثلاثي الغليسيريد التي يشكل الغذاء مصدرها النهائي.