ما هو التمثيل الغذائي للكربوهيدرات في الجسم؟

تلعب الكربوهيدرات دورًا مهمًا في التغذية السليمة وتوزيع التوازن الغذائي. يعرف الأشخاص الذين يهتمون بصحتهم أن الكربوهيدرات المعقدة أفضل من الكربوهيدرات البسيطة. وأنه من الأفضل تناول الطعام لإطالة عملية الهضم وإعادة شحن الطاقة طوال اليوم. ولكن لماذا هو كذلك؟ ما هو الفرق بين عمليتي استيعاب الكربوهيدرات البطيئة والسريعة؟ لماذا يجب تناول الحلويات فقط لإغلاق نافذة البروتين ، بينما العسل من الأفضل تناوله حصريًا في الليل؟ للإجابة على هذه الأسئلة ، دعونا نفكر بالتفصيل في عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات في جسم الإنسان.

ما هي الكربوهيدرات؟

بالإضافة إلى الحفاظ على الوزن الأمثل ، تؤدي الكربوهيدرات في جسم الإنسان دورًا كبيرًا في العمل ، وهو فشل لا يستلزم فقط حدوث السمنة ، ولكن أيضًا مجموعة من المشاكل الأخرى.

تتمثل المهام الرئيسية للكربوهيدرات في أداء الوظائف التالية:

1. الطاقة - ما يقرب من 70٪ من السعرات الحرارية عبارة عن كربوهيدرات. من أجل إجراء عملية أكسدة 1 جرام من الكربوهيدرات ، يحتاج الجسم 4.1 كيلو كالوري من الطاقة.
2. البناء - شارك في بناء المكونات الخلوية.
3. احتياطي - إنشاء مستودع في العضلات والكبد على شكل جليكوجين.
4. تنظيمية - بعض الهرمونات هي بروتينات سكرية في الطبيعة. على سبيل المثال ، هرمونات الغدة الدرقية والغدة النخامية - أحد الأجزاء الهيكلية لهذه المواد هو البروتين ، والآخر هو الكربوهيدرات.
5. واقية - تشارك عديدات السكاريد غير المتجانسة في تخليق المخاط ، الذي يغطي الأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي والمسالك البولية.
6. شارك في التعرف على الخلايا.
7. هم جزء من أغشية كريات الدم الحمراء.
8. هم أحد المنظمين لتخثر الدم ، لأنها جزء من البروثرومبين والفيبرينوجين ، الهيبارين (المصدر - كتاب "الكيمياء البيولوجية" ، سيفرين).

بالنسبة لنا ، فإن المصادر الرئيسية للكربوهيدرات هي تلك الجزيئات التي نحصل عليها من الطعام: النشا والسكروز واللاكتوز.

@ Evgeniya
adobe.stock.com

مراحل تفكك السكريات

قبل النظر في سمات التفاعلات الكيميائية الحيوية في الجسم وتأثير التمثيل الغذائي للكربوهيدرات على الأداء الرياضي ، دعونا ندرس عملية تكسير السكريات مع تحولها الإضافي إلى الجليكوجين ذاته الذي يستهلكه الرياضيون بشدة وينفقونه أثناء التحضير للمسابقات.

المرحلة 1 - الانقسام المسبق باللعاب

على عكس البروتينات والدهون ، تبدأ الكربوهيدرات في التحلل فور دخولها تجويف الفم. الحقيقة هي أن معظم المنتجات التي تدخل الجسم تحتوي على كربوهيدرات نشوية معقدة ، والتي ، تحت تأثير اللعاب ، أي إنزيم الأميليز الذي هو جزء من تركيبته ، والعامل الميكانيكي ينقسم إلى سكريات بسيطة.

المرحلة 2 - تأثير حمض المعدة على مزيد من الانهيار

هذا هو المكان الذي يلعب فيه حمض المعدة. يكسر السكريات المعقدة التي لا تتأثر باللعاب. على وجه الخصوص ، تحت تأثير الإنزيمات ، يتم تكسير اللاكتوز إلى الجالاكتوز ، والذي يتم تحويله لاحقًا إلى جلوكوز.

المرحلة 3 - امتصاص الجلوكوز في الدم

في هذه المرحلة ، يتم امتصاص كل الجلوكوز السريع المخمر مباشرة في مجرى الدم ، متجاوزًا عمليات التخمير في الكبد. يرتفع مستوى الطاقة بشكل حاد ويصبح الدم أكثر تشبعًا.

المرحلة 4 - الشبع والاستجابة للأنسولين

تحت تأثير الجلوكوز ، يتكاثف الدم ، مما يجعل من الصعب عليه تحريك ونقل الأكسجين. يحل الجلوكوز محل الأكسجين ، مما يسبب رد فعل وقائي - انخفاض في كمية الكربوهيدرات في الدم.

يدخل الأنسولين والجلوكاجون من البنكرياس إلى البلازما.

الأول يفتح خلايا النقل لحركة السكر فيها ، مما يعيد التوازن المفقود للمواد. الجلوكاجون ، بدوره ، يقلل من تخليق الجلوكوز من الجليكوجين (استهلاك مصادر الطاقة الداخلية) ، والأنسولين "ثقوب" الخلايا الرئيسية في الجسم ويضع الجلوكوز هناك في شكل الجليكوجين أو الدهون.

المرحلة الخامسة - استقلاب الكربوهيدرات في الكبد

في الطريق لإتمام عملية الهضم ، تتصادم الكربوهيدرات مع المدافع الرئيسي للجسم - خلايا الكبد. في هذه الخلايا ، ترتبط الكربوهيدرات تحت تأثير الأحماض الخاصة بأبسط السلاسل - الجليكوجين.

المرحلة 6 - الجليكوجين أو الدهون

الكبد قادر على معالجة كمية معينة فقط من السكريات الأحادية الموجودة في الدم. ارتفاع مستويات الأنسولين يجعلها تفعل ذلك في أي وقت من الأوقات. إذا لم يكن لدى الكبد وقت لتحويل الجلوكوز إلى جليكوجين ، يحدث تفاعل دهني: يتم تحويل كل الجلوكوز الحر إلى دهون بسيطة عن طريق ربطه بالأحماض. يقوم الجسم بذلك من أجل ترك مخزون ، ولكن في ضوء تغذيتنا المستمرة ، "ينسى" الهضم ، وتتحول سلاسل الجلوكوز إلى نسيج دهني بلاستيكي ، ويتم نقلها تحت الجلد.

المرحلة 7 - الانقسام الثانوي

إذا تأقلم الكبد مع كمية السكر وتمكن من تحويل جميع الكربوهيدرات إلى جليكوجين ، فإن الأخير ، تحت تأثير هرمون الأنسولين ، يمكنه تخزينه في العضلات. علاوة على ذلك ، في حالات نقص الأكسجين ، ينقسم إلى أبسط جلوكوز ، ولا يعود إلى مجرى الدم العام ، بل يبقى في العضلات. وهكذا ، فإن تجاوز الكبد ، يوفر الجليكوجين الطاقة لانقباضات عضلية معينة ، مع زيادة القدرة على التحمل (المصدر - "ويكيبيديا").

غالبًا ما تسمى هذه العملية "الريح الثانية". عندما يمتلك الرياضي مخزونًا كبيرًا من الجليكوجين والدهون الحشوية البسيطة ، سيتم تحويلها إلى طاقة نقية فقط في حالة عدم وجود الأكسجين. في المقابل ، تحفز الكحوليات الموجودة في الأحماض الدهنية توسعًا إضافيًا للأوعية ، مما يؤدي إلى زيادة حساسية الخلايا للأكسجين في ظروف نقصها.

من المهم أن نفهم سبب تقسيم الكربوهيدرات إلى بسيطة ومعقدة. الأمر كله يتعلق بمؤشر نسبة السكر في الدم لديهم ، والذي يحدد معدل الانهيار. وهذا بدوره يؤدي إلى تنظيم التمثيل الغذائي للكربوهيدرات. كلما كانت الكربوهيدرات أبسط ، زادت سرعة وصولها إلى الكبد وزادت احتمالية تحولها إلى دهون.

جدول تقريبي لمؤشر نسبة السكر في الدم مع التركيب الكلي للكربوهيدرات في المنتج:

ومع ذلك ، حتى الأطعمة ذات المؤشر الجلايسيمي المرتفع غير قادرة على تعطيل التمثيل الغذائي للكربوهيدرات ووظائفها بالطريقة التي يعمل بها الحمل الجلايسيمي. يحدد مقدار ما يتم تحميله بالجلوكوز في الكبد عند استهلاك هذا المنتج. عند الوصول إلى عتبة معينة من GN (حوالي 80-100) ، سيتم تحويل جميع السعرات الحرارية الزائدة عن القاعدة تلقائيًا إلى دهون ثلاثية الجليسريدات.

جدول تقريبي للحمل الجلايسيمي مع إجمالي السعرات الحرارية:

استجابة الأنسولين والجلوكاجون

في عملية استهلاك أي كربوهيدرات ، سواء أكانت سكرًا أم نشا معقدًا ، يُطلق الجسم تفاعلين في وقت واحد ، وستعتمد شدتهما على العوامل المذكورة سابقًا ، وقبل كل شيء ، على إطلاق الأنسولين.

من المهم أن نفهم أن الأنسولين يتم إطلاقه دائمًا في الدم على شكل نبضات. هذا يعني أن فطيرة حلوة واحدة خطيرة على الجسم مثل 5 فطائر حلوة. الأنسولين ينظم كثافة الدم. يعد ذلك ضروريًا حتى تتلقى جميع الخلايا طاقة كافية دون العمل في الوضع المفرط أو المنخفض. لكن الأهم من ذلك أن سرعة حركته والحمل على عضلة القلب والقدرة على نقل الأكسجين تعتمد على كثافة الدم.

زيادة الأنسولين هو رد فعل طبيعي. يصنع الأنسولين ثقوبًا في جميع خلايا الجسم القادرة على تلقي طاقة إضافية ، ويحبسها فيها. إذا تأقلم الكبد مع الحمل ، يتم وضع الجليكوجين في الخلايا ، وإذا فشل الكبد ، تدخل الأحماض الدهنية نفس الخلايا.

وبالتالي ، فإن تنظيم التمثيل الغذائي للكربوهيدرات يحدث حصريًا من خلال إفراز الأنسولين. إذا لم يكن ذلك كافيًا (ليس بشكل مزمن ، ولكن لمرة واحدة) ، فقد يعاني الشخص من مخلفات السكر - وهي حالة يحتاج فيها الجسم إلى سائل إضافي لزيادة حجم الدم وتخفيفه بكل الوسائل المتاحة.

العامل الثاني المهم في هذه المرحلة من استقلاب الكربوهيدرات هو الجلوكاجون. يحدد هذا الهرمون ما إذا كان الكبد بحاجة للعمل من مصادر داخلية أو من مصادر خارجية.

تحت تأثير الجلوكاجون ، يطلق الكبد الجليكوجين الجاهز (غير المتحلل) ، والذي يتم الحصول عليه من الخلايا الداخلية ، ويبدأ في جمع الجليكوجين الجديد من الجلوكوز.

إن الجليكوجين الداخلي هو الذي يوزع الأنسولين عبر الخلايا في البداية (المصدر - كتاب "الكيمياء الحيوية الرياضية" ، ميخائيلوف).

توزيع الطاقة اللاحق

يحدث التوزيع اللاحق لطاقة الكربوهيدرات اعتمادًا على نوع البنية ، ولياقة الجسم:

1. في شخص غير مدرب بطيء التمثيل الغذائي. عندما تنخفض مستويات الجلوكاجون ، تعود خلايا الجليكوجين إلى الكبد ، حيث تتم معالجتها في الدهون الثلاثية.
2. الرياضي. يتم حبس خلايا الجليكوجين تحت تأثير الأنسولين بشكل كبير في العضلات ، مما يوفر الطاقة للتمرين التالي.
3. غير رياضي مع التمثيل الغذائي السريع. يعود الجليكوجين إلى الكبد ، ويتم نقله مرة أخرى إلى مستويات الجلوكوز ، وبعد ذلك يشبع الدم إلى مستوى حدودي. من خلال هذا ، فإنه يثير حالة من النضوب ، لأنه على الرغم من الإمداد الكافي لموارد الطاقة ، فإن الخلايا لا تحتوي على كمية مناسبة من الأكسجين.

النتيجة

استقلاب الطاقة هو عملية تشارك فيها الكربوهيدرات. من المهم أن نفهم أنه حتى في حالة عدم وجود السكريات المباشرة ، سيظل الجسم يقسم الأنسجة إلى جلوكوز بسيط ، مما يؤدي إلى انخفاض في الأنسجة العضلية أو دهون الجسم (اعتمادًا على نوع الحالة المجهدة).

شاهد الفيديو: الكربوهيدارت: اهمية مصادر الهضم والامتصاص التمثيل الغذائي رفقة ذ محمد عيسى (يونيو 2025).