تغذية
التغذية، هي توفير المواد الأساسية التي تحتاجها الخلايا والأعضاء (في صورة غذاء) للحفاظ على الحياة. وتأتي الكثير من المشكلات الصحية الشائعة نتيجة لاتباع الأنظمة الغذائية الخاطئة.
الحاجة الغذائية
هي المزيج المتوازن من الغذاء الذي يفي كماً ونوعاً بحاجات الجسم الاستقلابية في مختلف الحالات من دون زيادة ولانقص، والأمر الأساسي من الناحية الطبية هوالتوازن الغذائي واضطراباته الناجمة إما عن العوز الغذائي أوعن اضطراب النسبة بين مكونات الوارد الغذائي ذاتها، أوعن عوز بعض العناصر الزهيدة، أوعن فرط استهلاك الغذاء وماينجم عنه من زيادة وزن وبدانة. فالغذاء في نظر الإنسان العادي هوما يدفع الجوع ويقيم الأود ويشبع الرغبة كماً ونوعاً، وهوفي نظر الطب ما يوفر الاستقلاب الأمثل للجسم من النواحي الحرورية والبروتينية وغيرها. وقد جرت العادة على حتى تقدر كفاية الطعام وعدمها، والحاجة اليومية من الطعام، ومحتوى غذاء ما من الطاقة، بواحدة قياس هي الكيلوكالوري وأحياناً الجول. فالكالوري (الحريرة أوالثمن) هوكمية الحرارة اللازمة لحمل درجة حرارة ليتر واحد من الماء من الدرجة 14.5 إلى الدرجة 15.5 سلسيوس في الشروط النظامية.
وأما الكيلوكالوري فيساوي ألف كالوري. وأما الجول فهوالطاقة اللازمة لحمل كيلوغرامٍ واحدٍ إلى ازدياد متر واحد، والكيلوجول يساوي ألف جول، وبذلكقد يكون الكيلوكالوري معادلاً 4.2 كيلوجول.
وهذا التقدير الكمي للحاجة والوارد الغذائي هوالذي يحدد توازن الغذاء أونقصه أوزيادته إضافة إلى ضرورة وجود تنوع معين في مصدر هذه الطاقة وإلى وجود بعض المواد النوعية المطلوبة لبعض الوظائف كالفيتامينات والمعادن.
الأغذية
الأغذية aliments هي جملة المواد العضوية واللاعضوية التي تستهلكها الكائنات الحية للاستفادة من الطاقة الكامنة فيها أومن الجزيئات المكونة لها لضمان حياتها ونموها وحركتها. ومع حتى الماء والأكسجين يدخلان في هذا التعريف إلا أنهما لا يسميان غذاءين.
وأما التغذي alimentation فهوجملة العمليات التي يقوم بها الجسم لتناول الغذاء وامتصاصه والإفادة منه وفق حاجاته.
وتُصنف الأغذية كيمياوياً في مواد عضوية (بروتينات وسكريات وشحميات) ولاعضوية (معدنية)، كما تصنف بحسب كمية الحاجة إليها إلى مواد رئيسة وعناصر زهيدة oligo-elements كالفيتامينات والمعادن.
نُظُم التغذي
تقسم الكائنات الحية بحسب المواد الأولية الضرورية في غذائها وبحسب مصدر استمدادها للطاقة إلى:
كائنات ذاتية الاغتذاء autotrophs وكائنات غيرية الاغتذاء heterotrophs، وتنحصر الحاجة الغذائية للكائنات الذاتية الاغتذاء في الماء والمواد اللاعضوية في حين بحاجة الكائنات الغيرية الاغتذاء، إضافة إلى ذلك، إلى المواد العضوية لعجزها عن هجريبها أولتستفيد من الطاقة الكامنة فيها.
وتقسم الكائنات الحية أيضاً إلى كائنات الاغتذاء الضوئي phototrophy وكائنات الاغتذاء الكيمياوي chemotrophy. وتستفيد كائنات الاغتذاء الضوئي (النباتات) من الطاقة الموجودة في الضوء فتحولها إلى طاقة كامنة ضمن روابط كيمياوية عالية الطاقة، في حين تستفيد كائنات الاغتذاء الكيمياوي (الحيوانات) من الطاقة الموجودة في الروابط الكيمياوية للمواد الغذائية.
إلى غير ذلك يتشكل هرم غذائي ترتكز قاعدته على الكائنات التي تقوم بعملية الهجريب الضوئي، وهي أدناها مرتبة، ويلي ذلك الحيوانات العاشبة، وفي القمة توجد الحيوانات اللاحمة والكائنات ذات الغذاء المختلط كالإنسان. ويعتمد توازن البيئة وانتظام دورة الحياة على سلامة هذه النظم وتوازنها وعدم طغيان أي من مراحلها على الأخرى.
وظائف الغذاء
للغذاء وظائف عدة في الكائنات الحية، فهومصدر الطاقة اللازمة للحركة وغيرها من مظاهر الحياة، ومصدر العناصر المرجعة reducing agents أومانحات الإلكترون [ر. الاستقلاب] ومصدر العناصر اللازمة لبناء الجسم ونموه أوترميم ما يتقوض منه.
ولا يعمل الغذاء في أي من هذه المجالات عملاً مباشراً لكنه يخضع لعمليات كثيرة ليتحول من شكله البسيط إلى الشكل الملائم لهذه الوظائف، وتبدأ هذه العمليات خارج الجسم بإعداد الطعام وطهوه، ثم تناوله ومضغه فهضمه وامتصاصه وتمثله ويدخل بعد ذلك في دورات الاستقلاب ليقوم بالوظائف المذكورة.
الطاقة واستهلاكها
يخضع سلوك المتعضية تجاه المادة والطاقة للمفهوم النسبي الذي تُعَدُّ فيه المادة والطاقة وجهين لحقيقة واحدة. ويمكن تبديل أحدهما بالآخر، فالطاقة مصدر المادة والمادة مخزن الطاقة وتستمر الحياة بسلسلة لامتناهية من تقلب الطاقة والمادة.
وأما الاستقلاب فهوجملة التحولات والتبدلات التي تطرأ على الأغذية ضمن الخلايا من تفكيكٍ وهجريبٍ وتعديلٍ في البنية الكيمياوية، وتبديل في المحتوى من الطاقة، واستهلاكٍ أوتحويلٍ إلى مدخرات أواستعمالٍ في بناء الخلايا وترميمها، أوتقويضٍ لاستعمال الطاقة الكامنة فيها واللازمة للقيام بعمليات مستهلكة للطاقة كالحركة وإطلاق الحرارة.
ويتألف الاستقلاب من شطرين متكاملين: البناء anabolism والتقويض catabolism. والتقويض مُصدِر للطاقة، والبناءُ مستهلك لها.
وفي حالة التوازن الغذائي يتناسب الوارد الغذائي مع الاستهلاك سواء أكان ذلك في الاستقلاب الأساسي والاستعمال للبناء أم لملء المدخرات الأساسية والتقويض. واختلال هذا التوازن مضر بالجسم، فإذا زاد الوارد وقع ما يسمى فرط التغذي الذي يتظاهر بزيادة الوزن والبدانة، وإذا نقص الوارد عن الاستهلاك نقصاً شديداً وقع ما يسمى بالمسغبة أوالعوز البروتيني الحروري الذي يتظاهر سريرياً بنقص الوزن إضافة إلى أعراض أخرى.
وقد يحدث الغذاء كافياً عموماً لكن ينقصه إحدى المواد الخاصة أوبعضها كالفيتامينات فتظهر علامات نقص هذه المركبات. كما قد يحدث الغذاء كافياً إجمالاً إلا حتى تنوع مواده ومكوناته غير ملائم كزيادة وارد الشحميات على حساب البروتينات أوالعكس فيختل نظام الغذاء.
أما الطاقة الحيوية والتأكسدات الحيوية: [ر. الأكسدة والإرجاع] فهما من مجالات فهم الطاقة الحيوية bioenergetic الذي يهتم بتبدلات الطاقة المرافقة للتفاعلات الحيوية. ولا يتم إطلاق الطاقة مباشرة في التفاعلات الحيوية، لأن هذا يؤدي إلى تحول الطاقة الكامنة فجأة إلى حرارة منتشرة تؤدي إلى إتلاف الخلايا.
أما ما يتم في الخلايا الحية فهوسلسلة من تفاعلات حيوية تؤدي إلى تحرير الطاقة تدريجياً وعلى مراحل، فينطلق جزء من الطاقة في جميع فترة من تلك المراحل على هيئة حرارة، ويعود جزء آخر منها ليتحول إلى طاقة كامنة ذات مستوى أخفض من الأول.
وأما التأكسدات الحيوية فهي تفاعلات يتم عن طريقها تناقل الإلكترونات وإطلاق الطاقة، وتقترن الأكسدة الحيوية دوماً بالإرجاع الحيوي مع تبدل في محتوى الطاقة المنطلقة.
ويسمى خسران الإلكترونات أكسدة واكتسابها إرجاعاً، وتترافق الأكسدة في المركبات العضوية بنزع الهدروجين. أما تخزين الطاقة الناتجة عن تفاعلات الأكسدة فيتم في مركبات ذات طاقة عالية كامنة أهمها الأدينوزين الثلاثي الفوسفات adenosinetriphosphate (ATP) ليتم استخدامها فيما بعد في تفاعلات مستهلكة للطاقة، فيتحول الأدينوزين الثلاثي الفوسفات إلى الأدينوزين الثنائي الفوسفات adenosinediphosphate (ADP) مطلقاً الطاقة المختزنة في الرابطة الفوسفورية ذات الطاقة العالية. وتتم هذه التفاعلات ضمن الحبيبات الكوندرية metochondria وتؤدي الأكسدة الحيوية إلى إنتاج الطاقة وفق مايلي:
يؤدي غرام واحد من السكريات أوالبروتينات إلى إطلاق أربعة كيلوكالوري، ويؤدي غرام واحد من الشحميات إلى إنتاجتسعة كيلوكالوري.
وفي تفاعلات الأكسدة الحيوية ضمن الخلايا تكوِّن العناصر الغذائية من سكريات وشحميات وغيرها «وقوداً» يغذي عمليات الأكسدة المستمرة المؤدية إلى تحرير الطاقة الكيمياوية من الأغذية وتخزينها في مستونادىت خاصة مناسبة وجاهزة لاستعمالات الخلية هي الـ ATP الآنف الذكر، وتُعَدُّ العناصر الغذائية على هذا النحوالركيزة التي تتم عليها عمليات الأكسدة، فهي إذاً عناصر مُرجَعة تتم أكسدتها بإطلاقها إلالكترونات وشوارد الهدروجين عن طريق عدة وسائط ولذا تعد عناصر مانحة للإلكترونات. والأكسجين في الأكسدة الهوائية هوالمتقبل (الآخذ) الختامي للإلكترونات والهدروجين.
وأما الوسائط فهي جملة من الإنظيمات، وهي بروتينات متخصصة بتنظيم التفاعلات الكيمياوية وتسهيلها، تتفاعل فيما بينها ويترجح جميع منها بين شكل مرجَع وشكل مؤكسَد مع إطلاق جزء من الطاقة.
تصنيف الأغذية
تقسم الأغذية بحسب تصنيفها الكيمياوي إلى مواد عضوية تضم: البروتينات والسكريات والشحميات وغيرها ومواد لا عضوية: كالمعادن وأشباهها والفيتامينات.
البروتينات
وهي مواد عضوية تتكون من كثيرات الببتيد polypeptide المؤلفة من حموض أمينية متتالية متصلة بروابط ببتيدية. والحموض الأمينية مركبات ذات زمرة أمينية NH2 وزمرة كربوكسيل COOH وفق الصيغة الإجمالية التالية: ملف:2520-5.jpg
وفي الطبيعة عدد كبير من الحموض الأمينية، ولايسهم إلاعشرون منها في بناء البروتينات، وهي من النموذج المياسر ألفا Lα بحسب البنية الفراغية للجزيء. ومع حتى الوظيفة الرئيسية للحموض الأمينية هي دخولها في هجريب البروتينات، فإن لبعض الحموض الأمينية ومشتقاتها وظائف مهمة حيوياً في دارات الاستقلاب وفي بناء بعض الهرمونات.
إلى غير ذلك تتألف البروتينات من حموض أمينية تربطها روابط ببتيدية كالتالي: ملف:2520-6.jpg
وتدخل البروتينات في هجريب الخلايا وبنائها ومكوناتها، وفي البُنى داخل الخلايا، وفي النواة والمكونات النووية والإنظيمات والخضاب والخضاب العضلي وبروتينات الدم.
ويحتاج الإنسان إلى ثمانية أنواع من الحموض الأمينية التي لا يستطيع اصطناعها، وانطلاقاً منها يستطيع حتى يصطنع باقي الحموض العشرين ومن ثم يصطنع البروتينات. ويحصل الإنسان على حاجته من الحموض الأمينية من مصادر نباتية وحيوانية، ولاتكفي النباتية وحدها لافتقارها إلى بعض الحموض. ولا يستفيد الجسم مباشرة من البروتينات الخارجية المصدر لبناء خلاياه بل لابد من حتى تخضع هذه البروتينات لعمليات هضمٍ وتجزئةٍ وامتصاصٍ وتحللٍ إلى أجزاء صغيرة أوحموض أمينية ثم تدخل في دارات الاستقلاب، ويعاد بناؤها على شكل بروتينات مميزة للجسم أوتستهلك في الاستقلاب.
والبروتينات مكون أساسي للغذاء. إذ يجب حتى يحوي الغذاء المتوازن نسبة 35% من قيمته الحرورية من بروتينات. وتختلف القيمة الغذائية للطعام بمدى تحقيقه لهذه النسبة إضافة إلى قيمة هذه البروتينات وقابليتها للهضم والامتصاص والاستعمال في البناء الخلوي.
وتختلف حاجة الإنسان اليومية من البروتينات باختلاف العمر والحالة الفيزيولوجية والسقمية والجهد الفيزيائي ووجود وارد كاف من الطاقة، وبحسب نوعية البروتين المقدم في التغذية. وتقدر هذه الحاجة عموماً بثلاثة أرباع الغرام لكل كيلوغرام واحد من وزن الإنسان البالغ، وتزيد على ذلك في الأطفال والحوامل والسقمى شريطة حتى تكوِّن 35% من الوارد الحروري للغذاء، فإن نقصت عن ذلك حدثت الإصابة بالعوز البروتيني الحروري، أوالسغل (الهزال) marasmus، أوالكواشيوركور kwashiorkor، أوالعوز البروتيني الحروري الجزئي.
فالعوز البروتيني الحروري هونقص الوارد الغذائي من بروتينات أومن مواد تستخدم طاقة حرورية (سكريات، شحميات)، وغالباً مايضم العوز النوعين معاً ويترافق هذا العوز بتأخر شديد في النمووظهور اضطرابات سقمية التهابية وهضمية تزيد من شدة المشكلة.
وأما السغل فينجم عن نقص شديد ومديد في الوارد من الحريرات إضافة إلى نقص في الوارد البروتيني. ويؤدي في الأطفال الصغار والرضع إلى تأخر شديد في النمو، ونقص كبير في الوزن، وضمور شديد في بنية العضلات، وغياب النسج الشحمية تحت الجلد ولاسيما في الوجنتين. ويتفاقم السقم بحدوث التهابات وأخماج مختلفة، وتكون شهوة الطعام موجودة وقوية. وعند اشتداد الأعراض تحدث نزوف وهبوط في درجة حرارة الجسم وجفاف الجلد والأغشية المخاطية. وأكثر مايشاهد هذا الداء في المناطق الجافة وفي أثناء المجاعات وخاصة في إفريقية والهند.
وأما الكواشيوركور، وهي حدثة من لغة محلية في غانة وتعني سقمَ طفلٍ أُهمل عندما ولد طفل آخر، فهوداء يصيب الأطفال وينجم عن نقص الوارد البروتيني مع زيادة الوارد من النشويات والسكريات، وقد يحدث بسبب الفقر أوالجهل. ويتظاهر بزيادة الوزن ووجود وذمات وضمور في العضلات، وتبدلات مَرَضية في الجلد والشعر، وضخامة الكبد، وفقر الدم، ونقص ألبومين الدم. وتكون شهوة الطعام ضعيفة، ويرافق السقمَ تخلفٌ عقلي.
وأما العوز البروتيني الحروري الجزئي فهوأكثر حدوثاً من النوعين السابقين الواضحين من العوز وهويصيب أكثر من 50% من أطفال الدول النامية قبل سن السابعة من العمر.
كربوهيدرات
السكريات
وهي مواد عضوية مكونة أساساً من الكربون والهدروجين والأكسجين وصيغتها العامة:
image:2520-4.jpg
وبحسب عدد ذرات الكربون في الجزيء تسمى هذه السكريات سكريات ثلاثية trioses أورباعية tetroses أوخماسية pentoses أوسداسية hexoses وتقسم السكريات أيضاً إلى سكريات بسيطة مؤلفة من جزيء واحد وسكريات ثنائية مؤلفة من جزيئين من السكريات البسيطة، وسكريات مركبة أومتعددة مؤلفة من عدد كبير من الجزيئات السكرية المتبلمرة بشكل سلاسل متفرعة أوغير متفرعة. والسكريات مهمة للخلايا الحية، فهي الشكل الأساسي للغذاء المولد للطاقة أوالمدَّخِر لها، إضافة إلى دورها في مراحل كثيرة من الاستقلاب أولدخولها في هجريب مواد ومستقلبات ضرورية أولمشاركتها في بنية بعض الأجزاء والمكونات الخلوية.
ومن السكريات المهمة الغليسرألدهيد وهوسكر ثلاثي يحوي زمرة ألدهيد، والريبوز وهوسكر خماسي يدخل في هجريب الرناRNA (الحمض النووي الريبي)، والريبوز منقوص الأكسجين وهوسكر خماسي يدخل في هجريب الدنا DNA، والغلوكوز وهوسكر سداسي والشكل الأساسي للسكريات في الدم، والغليكوجين وهومتعدد السكر ويؤلف الشكل الادخاري في الحيوانات، والنشاء، وهومتعدد السكريات يكوِّن أبرز نموذج للادخار في الخلايا النباتية، والسليلوز، وهوأيضاً متعدد السكر، يسهم في بنية هيكل الخلايا النباتية.
وهنالك مواد تتألف من جزء سكري وجزء لا سكري مثل متعددات السكريد المخاطية والكبريتات المخاطية كالهبارين المميع للدم والغالكتوزأمين الموجود في الغضاريف.
تستقلب السكريات في الخلية عن طريق دارة كريبس (دارة حمض الليمون) إذ يؤدي الاستقلاب إما إلى إطلاق الطاقة الكامنة في السكريات لتدخر بشكل وحدات من الطاقة الجاهزة للاستعمال في الروابط الفوسفورية العالية الطاقة كمركب الأدينوزين الثلاثي الفوسفات أويؤدي الاستقلاب إلى تشكل مركب مهم هوأستيل التميم acetyl-co A:A وهونقطة الالتقاء في استقلاب السكريات والبروتينات والشحميات.
وتتم المراحل المهمة لهذا الاستقلاب في الحبيبات الكوندرية. والسكريات متوافرة في الطبيعة، ويجب حتى يحوي الغذاء المتوازن مايعادل 50% من قيمته الحرورية سكريات، وفي حال نقص هذه النسبة تقوم الخلية باستهلاك مخزون السكريات في الجسم كالغليكوجين، أوتقوم باستحداث السكر من مركبات لاسكرية كالبروتينات والشحميات.
وهنالك وظيفة ثالثة مهمة لبعض السكريات وهي أنها تكوّن الألياف (السليلوز) وهي مكونات أساسية في الغذاء الأمثل لتسهيل عمل الجهاز الهضمي.
الدهون
وهي مواد غير ذوّابة في الماء تتألف من استرات الحموض الدسمة. والحموض الدسمة مواد هدروكربونية ذات سلاسل مستقيمة مختلفة الطول تشدها روابط كيمياوية مشبعة أوغير مشبعة والصيغة الإجمالية للحموض الدسمة المشبعة هي:
CnH2n+1COOH
أما الصيغة الإجمالية للحموض الدسمة اللامشبعة فهي:
CnH2n –(2K -1)
حيث n عدد ذرات الكربون
K عدد الروابط اللامشبعة
الأحماض الدهنية الأساسية
الدم وتأتي فائدة الأدْوية في المرتبة الثانية. وتدعى الحموض الدسمة الحاوية على أكثر من رباط لامشبع واحد الحموض الدسمة الضرورية أوالأساسية، لأن خلايا الحيوانات لا تستطيع بناءها ولابد لها من الحصول عليها من النباتات، ولذا لابد من حتى يحوي غذاء الإنسان الحموض الدسمة التي تحوي رباطين لا مشبعين أوأكثر، والمواد الدسمة مكوِّن مهم من مكونات الغذاء وهي أبرز أنواع الادخار.
وتُختزن في الدهون كميات كبيرة من الطاقة الكامنة. كما يولّد استقلاب الشحميات طاقة كبيرة.
كذلك تدخل الدهون في بنية الأغشية الخلوية وأغشية الجسيمات داخل الخلايا. وهنالك عدد من الهرمونات تشتق من المواد الدسمة كالهرمونات القشرية الستيروئيدية التي تفرزها الغدة الكظرية الموجودة فوق الكلية والهرمونات الجنسية الذكرية والأنثية. ومن المواد الدسمة المهمة الكولسترول ومشتقاته، كما حتى البروستاغلاندينات [ر] (المواد الغدية البروستاتية) تشتق من الحموض الدسمة اللامشبعة، وهي حاثات (هرمونات) تراقب تقلص العضلات الملس، والإفرازات الغدية، وارتشاف الماء ثانيةً، والمتحللات بالكهرباء (إلكتروليت)، والنقل العصبي، وتَجمّع الصفيحات الدموية.
ولكل ما تقدم لابد من حتى يحوي الغذاء المواد الدسمة، والنسبة المثلى هي مايكافئ 15% من القيمة الحرورية للغذاء، ولابد من حتى يكوّن المصدر النباتي جزءاً مهماً منها.
وللدهون أهمية إمراضية شديدة عند زيادتها أونقصها. وزيادتها أكثر أهمية، وتتظاهر بالبدانة أوبفرط شحوم الدم أوفرط كولسترول الدم، وهي المشكلة الطبية التي تؤدي إلى تطور سريع لتصلب الشرايين، وتعد من أبرز عوامل الخطورة في أمراض القلب والأوعية. أما نقص الشحميات فهوأكثر ندرة وأقل خطورة إذ إذا الجسم يستطيع حتى يكوّن الشحميات والكولسترول من استقلاب المواد السكرية.
ومن أبرز حالات نقص الدهون نقصان حمض زيت الكتان linoleic acid ذي الرابطتين اللامشبعتين، أونقصان الحموض الدسمة ذوات الروابط اللامشبعة الثلاث أوالأربع ومصدر هذه المواد الوحيد هوالدهون النباتية. ويؤدي نقص هذه الشحميات في الطفولة إلى اضطرابات في وظيفة الحس وفي المشي وتشويش في الرؤية، وتزول هذه الاضطرابات بإضافة حمض زيت الكتان «اللامشبع» إلى الطعام. أما نقص حمض زيت الكتان فيؤدي إلى التهابات جلدية وتساقط الأشعار وتأخر الاندمال. ويوصى اليوم بأن لاتقل نسبة الحموض الدسمة اللامشبعة في الطعام عن 2% من طاقة الطعام الإجمالية.
وكما ذكر فإن البدانة [ر. السمنة] وفرط دهون الدم hyperlipidemia هما أبرز نتائج زيادة الوارد من الشحميات أومن السكريات، أوبالإجمال من زيادة الوارد الحروري.
وفرط دهون الدم هواضطراب رائج متعدد الأسباب ترافقه زيادة مستويات الكولسترول أوالشحميات الثلاثية في المصل أوزيادتها معاً، وللداء عدة نماذج بحسب المادة الدسمة التي ترتفع مستوياتها (الدهون الثلاثية ـ البروتينات الشحمية ـ الكولسترول ـ البروتينات الشحمية بيتا وغير ذلك) ويرافق معظمهَا إصابة الأوعية بالتصلب العصيدي.
يعالج فرط دهون الدم باتباع حميات خاصة وبخافضات دهون الدم المتنوعة بحسب نموذجها، وتبقى الحمية الناسيرة الحريرات والجهد الفيزيائي الوسيلتين الأساسيتين لعلاج مشكلتي البدانة وفرط دهون
الألياف
المعادن
المعادن وأشباه المعادن: يدخل في هجريب الجسم عدد كبير من المعادن. بل إذا المعادن المعروفة كلها موجودة ولوبنسب ضئيلة في الجسم، وهي تقسم بحسب حاجة الجسم اليومية إلى عناصر معدنية رئيسة وعناصر معدنية زهيدة تقل حاجة الإنسان اليومية إليها عن 100 ملغ/ يوم وتصعب فهم الوظائف الكاملة لهذه المعادن حتى إذا بعضها لا تُعهد وظيفته أساساً، مع وجوده. ويتعلق امتصاص المعادن الموجودة في الغذاء بمكونات الغذاء الأخرى كالبروتينات والفيتامينات، كما يتوقف على الهجريب الكيمياوي للمعدن (شوارد أوأملاح مختلفة). وامتصاص بعض المعادن مرهون بوجود مركبات حاملة خاصة به كالحديد والنحاس في حين ينتقل غيرها مرتبطاً بالألبومين.
أـ المعادن الرئيسة: وتشتمل على مايلي:
ـ الكلسيوم: وهوأكثر المعادن وجوداً في جسم الإنسان إذ يحوي جسم الكهل وسطياً 1200غ من الكلسيوم، ويدخل 99% من هذا المقدار في بنية العظام، كما تحوي سوائل الجسم نحو10غ من الكلسيوم. ولهذا المقدار على ضآلته أهمية قصوى في استقلاب الكلسيوم وفي تنظيم الكثير من العمليات الحيوية في الخلايا وفي تنظيم الاستقلاب والتفاعلات الكيمياوية وفي التبدلات المستمرة للكلسيوم الموجود في العظام. ويبلغ هجريز كلسيوم المصورة المثاليتسعة ـ 11ملغ/100مل ويتعلق امتصاصه وتحركه واستقلابه واطّراحه بعوامل عدة أهمها مشتقات الفيتامين د(دال) وحاثة الغدة المجاورة الدرقية parathyroid التي تحمل كلسيوم الدم، والكالسيتونين calcitonin وهي حاثة تفرزها الغدة الدرقية فتخفض كلسيوم الدم، كما يتعلق امتصاص الكلسيوم كذلك بوظيفة الكلية ومستوى الفوسفور، ويؤدي نقص كلسيوم الدم إلى التكزز tetany، وحدوث تبدلات في وظيفة العضلات والأعصاب. وفي حال اشتداد العوز إلى الكلس يحدث نقص في تكلس العظام (تلين العظام osteomalacia) وتراوح الحاجة اليومية الوسطية من الكلسيوم بين 800 ـ 1200ملغ، وهويوجد في الحليب ومشتقاته وفي الخضراوات.
ـ الفوسفور: يحوي الجسم نحو600-700غ من الفوسفور، وهويدخل في بنية العظام والخلايا والبنى داخل الخلية، كما حتى أنواعه العضوية موجودة في المكونات النووية، ويبلغ هجريزه في المصل نحو3.5ملغ/100مل. وللفوسفور علاقة شديدة باستقلاب الكلسيوم وامتصاصه واطراحه، وتبلغ الحاجة اليومية منه نحوغرام واحد ويؤدي نقص الفوسفور إلى تلين العظام وشذوذ في كريات الدم الحمر والبيض والصفيحات الدموية وتبدل في وظيفة الكبد. وإذا نقص اطراح الفوسفور فإنه يتراكم في الجسم كما هوالحال في قصور الكلية.
ـ المغنزيوم: وهوشاردة مهمة في الاستقلاب والتفاعلات الكيمياوية التي تتطلب وجود الأدينوزين الثلاثي الفوسفات ATP كما أنه يتدخل في الوظائف العصبية والعضلية.
والمغنزيوم متوافر في الطعام بكميات كافية وأهم مصادره الخضراوات، ويحوي جسم الإنسان 25غ من المغنزيوم، أما الحاجة الوسطية اليومية منه فهي 300 - 400ملغ. وينقص المغنزيوم في سوء الامتصاص وفي الإسهالات، ويتراكم في القصور الكلوي.
ـ الصوديوم: هوالشاردة الإيجابية الأساسية في السوائل خارج الخلايا، ويرتبط توازنه بالكلور والبوتاسيوم والبيكربونات، وبالتوازن القلوي ـ الحامضي، وله شأن كبير في ضبط الحلولية والأسمولية osmolarity وضغط الدم ومصدره الأساسي ملح الطعام.
يحوي الطعام العاديخمسة -10غ من كلور الصوديوم بحسب العادات، والحاجة الحقيقية من الصوديوم أقل من ذلك بكثير، إذ يطرح الجسم 95% من هذا الوارد الزائد في البول. وترتبط تأثيرات نقصه وزيادته بتوازن الماء. إذ يزداد الماء الموجود في الجسم مع زيادة الصوديوم مؤدياً إلى الوذمة، أوينقصان معاً مما يؤدي إلى التجفاف.
ـ البوتاسيوم: وهوالشاردة الإيجابية الأساسية داخل الخلايا. وله وظيفة في كهربائية الخلايا (حالة زوال الاستقطاب depolarization) وهوموجود في معظم الأطعمة النباتية والحيوانية، وتتدخل في توازن البوتاسيوم شواردُ الدم الأخرى والتوازن الحامضي ـ الأساسي وبعض الهرمونات كالألدسترون، وأما الحاجة اليومية اللازمة لتعويض مايفقد منه فتبلغ 160ملغ تقريباً، ويؤدي نقص البوتاسيوم إلى ضعف عقلي واضطراب خطير في نظم القلب كما يحدث في المجاعات أوعند الإسهال أوعند استعمال المدرات، كما تؤدي زيادة البوتاسيوم بسبب تراكمه في القصور الكلوي إلى اضطراب خطير أيضاً في نظم القلب.
ب ـ العناصر المعدنية الزهيدة: وهي كثيرة جداً وأكبرها شأناً أوالتي يعهد تأثيرها الحيوي أومظاهر عوزها هي ما يلي:
ـ الحديد: يحوي جسم الإنسان البالغ المعتدل 3ـ4 غرامات من الحديد ووظيفته الرئيسة نقل الأكسجين بوساطة خضاب الدم إلى الأنسجة حيث تكون شوارد الحديد المركز الفعال في الخضاب. وللحديد وظائف أخرى أيضاً فهويدخل في هجريب الكثير من أنظيمات الأكسدة كالسيتوكرومات. وينقل الحديد في المصل على شكل مركب هوالترانسفرين ويدخر على شكل هيموسيدرين وفِرّيتين ferritin. وإن 70% من حديد الجسم موجود في الخضاب.
يوجد الحديد في الأغذية الحيوانية، ولاسيما اللحوم الحمراء والكبد والطحال، كما يوجد في النباتات الخضراء وخاصة البقدونس، ويحوي القوت المعتدل اليومي على 10-20 ملغ من الحديد، وتختلف حاجة الجسم اليومية للحديد، فهي لا تتجاوز 1ملغ في الرجل، وتبلغ أضعاف ذلك لدى المرأة بسبب الضياع (الطمث) أوزيادة الحاجة (الحمل والإرضاع).
ونقص الحديد في الوارد الغذائي قليل الحدوث، ولكن ما يحدث غالباً هونقص حديد الجسم، ومن ثم فقر الدم، بسبب الضياع الدموي (الطمث والنزف الهضمي الخفي) وغير ذلك أوبسبب سوء الامتصاص.
وهنالك آلية في الجدار المعوي تنظم امتصاص الحديد بحسب الحاجة، وإذا ما اختلت هذه الآلية يمكن حتى يتراكم الحديد في الجسم ويبقى معدل امتصاصه مرتفعاً فيظهر سقم يسمى الصُباغ الدموي hemochromatosis ويصل مقدار حديد الجسم فيه إلى نحو40غراماً، وقد يتوضع هذا الحديد في الكبد أوالمعثكلة (البنكرياس) أوالجلد أونسج القلب مؤدياً إلى إصابات في هذه الأعضاء.
ـ اليود: يحوي الجسم نحو50ملغ من اليود، وتبلغ الحاجة اليومية منه 150-200 ميكروغرام، وترتبط وظيفته الأساسية بهجريب الهرمونات الدرقية التي تتكون من جزيئات من التيروزين ومن اليود، ويؤدي نقص اليود إلى تضخم في الغدة الدرقية مع قصور في وظيفتها، ويحدث نقصه في المناطق التي تكون المياه فيها فقيرة إلى اليود وتقوم بعض الدول بإضافته إلى الخبز أوملح الطعام لتفادي هذا العوز.
ـ النحاس: يحوي الجسم نحو10ملغ من النحاس ويهجرز في الجسم هجرزاً رئيسياً ضمن بروتين سكري هوالسيرولوبلازمين ceruloplasmin. ودوره الرئيس تحويل Fe++ إلى Fe+++ كما حتى النحاس يدخل في هجريب بعض الإنظيمات.
يختل امتصاص النحاس في متلازمة منك Menkes' syndrome التي يرافق فيها نقص النحاس تنكس مخي degeneration، كما يتراكم النحاس في الجسم بسبب اضطراب اتحاد النحاس بالسيرولوبلازمين في داء ويلسون.
ـ المنغنيز: شوارد المنغنيز Mg++ ضرورية لتنشيط إنظيمات اصطناع السكريات والبروتينات السكرية، وتوجد هذه الشوارد بكمية كبيرة في الحبيبات الكوندرية، ويؤدي نقصها إلى بطء عمليات اصطناع سلاسل السكريات.
وتكثر شوارد المنغنيز في الحبوب غير المقشرة والجوز والبندق والشاي.
ـ الزنك (التوتياء): يدخل الزنك في هجريب عدد من الإنظيمات ويؤدي نقصه إلى سوء النموواضطرابات جلدية وعينية وهضمية... ويسمى السقم الناجم عن عوز التوتياء أواضطراب امتصاصه التهاب جلد الأطراف الاعتلالي المعوي acroderma titis-enteropathica، ويوجد الزنك خاصة في الأغذية الحيوانية المنشأ.
ـ السيلينيوم: ويكون "تميماً" لبعض الإنظيمات المضادة للتأكسد. ويشاهد نقصه في بعض مناطق الصين ذوات التربة الفقيرة إلى السيلينيوم ويؤدي إلى قصور القلب.
ـ الكوبالت: عنصر ضروري لحياة الخلايا وخاصة لتكوين الدم، ويدخل في هجريب الفيتامين B12 أوالسيانوكوبالامين cyanocobalamine.
ـ الكروم: وله شأن مهم في تنشيط وظيفة الأنسولين الاستقلابية وفي استقلاب الشحوم وهومتوافر في معظم الحبوب، كما حتى استعمال الأواني الحاوية على الكروم stainless steel يزيد من وارده الغذائي. والحاجة اليومية منه 25-50ملغ.
ـ الفلور: له أهمية في بنية الأسنان ومقاومتها للنخر عند الأطفال ويوجد في الأغذية البحرية وقد يضاف في بعض الدول إلى ماء الشرب ويفضل حتى لا يقل الوارد منه عن 0.25 ملغ عند الأطفال تحت عمر أربعة سنوات. يؤدي نقص الفلور إلى تخرب ميناء الأسنان وتؤدي زيادته إلى تبدلات عظمية.
ـ المولِبْدن: له شأن في هجريب خميرة الكزانتين أوكسيداز والحاجة اليومية منه 140ملغ تقريباً.
وما يزال وجود عدد من المعادن الأخرى في جسم الإنسان بكميات زهيدة قيد البحث لفهم أهميتها ووجود وظيفة استقلابية لها أوحتى وجودها عابر ناجم عن توافرها في البيئة والغذاء. وقد أدى تطور نظم حياة الإنسان والتلوثات التي تلحق البيئة واستعمال أنواع جديدة من المعادن في الاستخدام المنزلي أوالمهني إلى ظهور عناصر معدنية زهيدة أخرى في جسم الإنسان لا يعهد بعد مدى تأثيرها في الجسم.
الفيتامينات
هي جملة مواد كيمياوية ترجع إلى عدد كبير من الزمر الكيمياوية ولايتم الاستقلاب السوي إلا بوجودها، والكميات المطلوبة من الفيتامينات للجسم قليلة المقدار عادة، ولايستطيع الجسم اصطناعها، في حين يؤدي نقص جميع فيتامين إلى أعراض ومظاهر خاصة تزول بإعطاء هذا الفيتامين [ر. الفيتامينات].
الماء
مواد الغذائية أخرى
المواد المضادة للاكسدة
المواد الكيميائية النباتية
| العائلة | المصدر | الفوائد المحتملة |
|---|---|---|
| flavonoids | berries, herbs, vegetables, wine, grapes, tea | general antioxidant, oxidation of LDLs, prevention of arteriosclerosis and heart disease |
| isoflavones (phytoestrogens) | soy, red clover, kudzu root | general antioxidant, prevention of arteriosclerosis and heart disease, easing symptoms of menopause, cancer prevention |
| isothiocyanates | cruciferous vegetables | cancer prevention |
| monoterpenes | citrus peels, essential oils, herbs, spices, green plants, atmosphere | cancer prevention, treating gallstones |
| organosulfur compounds | chives, garlic, onions | cancer prevention, lowered LDLs, assistance to the immune system |
| saponins | beans, cereals, herbs |
Hypercholesterolemia, Hyperglycemia, Antioxidant, cancer prevention,
Anti-inflammatory |
| capsaicinoids | (chile) peppers | topical pain relief, cancer prevention, cancer cell apoptosis[] |
- Mahan, L.K. and Escott-Stump, S. eds. (2000). Krause's Food, Nutrition, and Diet Therapy (10th ed.). Philadelphia: W.B. Saunders Harcourt Brace. ISBN .CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: extra text: authors list (link)
- Thiollet, J.-P. (2001). Vitamines & minéraux. Paris: Anagramme.
-
Walter C. Willett and Meir J. Stampfer (2003). "Rebuilding the Food Pyramid". Scientific American. 288 (1): 64–71. doi:10.1038/scientificamerican0103-64. PMID 12506426. Unknown parameter
|month=ignored (help)
وصلات خارجية
- Diet, Nutrition and the prevention of chronic diseases by a Joint WHO/FAO Expert consultation (2003)
- United States Department of Agriculture (USDA) Frequently asked questions
- Nutritional Status Assessment and Analysis - e-learning from FAO
- International Organization of Nutritional Consultants
- UN Standing Committee on Nutrition - In English, French and Portuguese
- Health-EU Portal Nutrition
قواعد البيانات ومحركات البحث
- Nutrition Data
- Nutrition Facts and Foods Source of Nutrients USDA National Nutrient Database, Complete Nutrients Version
- Recipe Nutrition - extends USDA database with friendly names for common ingredients, recipe nutrition calculator and additional specialized ingredients
- German Nutrition Data with fast search on www.lexolino.de
- USDA National Nutrient Database for Standard Reference Search By Food
- ^ Note that some isoflavone studies have linked isoflavones to increased cancer risk.
- ^ Monoterpenes are enormously widespread among green plant life (including algae). Many plants, notably coniferous trees, emit beneficial monoterpenes into the atmosphere.
