﷽
مقدمة:
الدكتور حسين عبد الرازق الجزائري
المدير الإقليمي لمنظمة الصحة العالمية لشرق المتوسط
هذه خطوة أخرى على درب تعريب العلوم الطبية والصحية، غايتها الخلاص من واقع مؤلم في المؤسسات التعليمية في كثير من البلدان العربية، يتمثل في اتخاذها من اللغات الأجنبية وسيلة للتدريس والتدريب، في الوقت الذي تمسي فيه الحاجة إلى التزام اللغة الوطنية في نقل المعلومات ضمانًا لحسن الاستيعاب لدى المتلقي، وتوفيرًا لوقت المعلم والمتعلم، وتيسيرًا لمشاركة المجتمع الذي لا بد من مشاركته إذا أريد تحقيق الصحة للجميع.
ولقد اضطلع المكتب الإقليمي لمنظمة الصحة العالمية -إيمانًا منه بضرورة وحتمية التدريس باللغة الوطنية- ببعض الواجب في هذا الشأن، فأصدر الطبعة الثالثة للمعجم الطبي الموحد، بالتعاون مع مجلس وزراء الصحة العرب واتحاد الأطباء العرب والمنظمة العربية للتربية والثقافة والعلوم، وهو يبذل جهودًا مضنية في العمل على إصدار الطبعة الرابعة الموسعة من هذا المعجم في موعد قريب إن شاء الله. وفي غمار هذا العمل الضخم بادر المكتب الإقليمي لمنظمة الصحة العالمية إلى إصدار عدد من المعجمات التي تشتمل على شرح واف ومختصر في الوقت نفسه لكل مصطلح، بحيث لا تقتصر مهمة هذه المعجمات على مجرد تسجيل التعبير المستعمل، وإنما تتعدى ذلك إلى التعريف به في إيجاز غير مخل، تعريفًا يسهل على القارئ تكوين فكرة واضحة عن المعنى المراد، ولو أنه لا يغني المختص عن الرجوع إلى أمهات كتب الاختصاص للتعمق في الموضوع العلمي المقصود.
وبعد الخطوة الرائدة التي تمثلت بإصدار كتاب "الطب الشرعي والسموميات"، يمثل صدور هذا الكتاب في "الغذاء والتغذية" خطوة جريئة ثانية على طريق استكمال سلسلة الكتب الطبية الجامعية التي يعمل المكتب الإقليمي على إصدارها


تباعاً لسد الثغرة الكبيرة التي تقف حائلاً دون التعليم بالعربية في نظر الكثيرين. وقد رأي المكتب الإقليمي أن يواصل سعيه الحثيث إلى تلبية احتياجات الطلبة والمدرسين من الكتب الجامعية على المسارين اللذين اختارهما لتحقيق هذه الرسالة النبيلة، أولاهما: رعاية تأليف سلسلة كاملة من الكتب الجامعية يشارك في تصنيف كل منها نخبة من أساتذة كل علم ينتمون إلى أكبر عدد ممكن من كليات ومدارس الطب العربية؛ وترجمة سلسلة كاملة من الكتب الجامعية يشارك في تصنيف كل منها نخبة من أساتذة كل علم ينتمون إلى أكبر عدد ممكن من كليات ومدارس الطب العربية؛ وسبيلاً لاستزادة الدارسين مما يستجد في مختلف مجالات العلوم الطبية والصحية.
ثم إن هذا العمل الجليل إنما يأتي تلبية لتوصية محددة من اتحاد الأطباء العرب، وأخرى من عمداء كليات الطب في الجامعات العربية، تأمل كلتاهما من المكتب الإقليمي أن يقدم على هذا العمل المهم، الذي يمثل -بالإضافة إلى كتابة العلم بالعربية- وسيلة لصهر الأفكار الطبية العربية في بوتقة واحدة، بحيث ينطبق مصطلح "تعريب الطب" على ذلك أفضل انطباق.
فهذا الكتاب الذي بين يديك إذن، ما هو إلا حلقة جديدة من حلقات التحدي الحضاري الذي اضطلع باعبائه نفر من المخلصين من أبناء هذه الأمة، المعتزين بأصالتها، المؤمنين بأنه لا يخرجها من التخلف إلى التقدم إلا التحول من موقف الناقل إلى موقف المبدع، ولن يحولها إلى موقف المبدع إلا أن تزج في حلبة التحدي بقدراتها التي تتراءى متواضعة بادي الرأي، ولكنها لا تلبث أن تستوي شجرة طيبة تضرب بجذورها في أعماق الأرض، وترسل فروعها شامخة في السماء.
وقد قام السيد الدكتور عبد الرحمن مصيقر بالتنسيق والتحرير العلمي لجميع فصول الكتاب، وقام السيد الدكتور محمد الدبس بالتحرير العلمي واللغوي والطباعي وترتيب الفصول والجداول، ثم قام الأخ الدكتور محمد هيثم الخياط بمراجعة الكتاب مراجعة شاملة من الوجهتين العلمية واللغوية.
والمكتب الإقليمي إذ يسعده أن يتقدم بهذا الكتاب الثاني في هذه السلسلة إلى الناطقين بالضاد من العالمين في حقل العلوم الطبية والصحية، ليتقدم بالشكر الخالص للأستاذة الأعلام الذين شاركوا في كتابة هذا السفر المهم، آملا أن يتقبل الجميع هذا الكتاب بقبول حسن، وأن يروا فيه معلماً هادياً ونبراساً مضيئاً لمسيرة لن تتوقف بعون الله. ﴿وَلِكُلٍّ دَرَجَاتٌ مِمَّا عَمِلُوا وَلِيُوَفِّيَهُمْ أَعْمَالَهُمْ وَهُمْ لا يُظْلَمُونَ﴾


أسماء المؤلفين:
الدكتور حامد تكروري
أستاذ مشارك بقسم التغذية والتصنيع الغذائي، كلية الزراعة، الجامعة الأردنية، عمان، الأردن.
الدكتورة سلمى طوقان
أستاذة مشاركة بقسم التغذية والتصنيع الغذائي، كلية الزراعة، الجامعة الأردنية، عمان، الأردن.
الدكتورة رفيدة حسين خاشقجي
أستاذة مساعدة بقسم الاقتصاد المنزلي، جامعة الملك عبد العزيز، جدة، المملكة العربية السعودية.
الدكتورة وفاء أنطونيوس موسى
أستاذة ورئيسة قسم البحوث والدراسات الميدانية معهد التغذية، وزارة الصحة، القاهرة، جمهورية مصر العربية.
الدكتور محمد حسيب حافظ رجب
أستاذ بقسم الصناعات الغذائية والألبان، كلية الزراعة، جامعة الإسكندرية جمهورية مصر العربية.
الدكتور عزت خميس أمين
أستاذ بالمعهد العالي للصحة العامة، جامعة الإسكندرية، جمهورية مصر العربية.
الدكتورة ألفت عبد الحميد درويش
أستاذة بالمعهد العالي للصحة العامة، جامعة الإسكندرية، جمهورية مصر العربية.
الدكتورة نوال عبد الرحيم السيد
أستاذة بالمعهد العالي للصحة العامة، جامعة الإسكندرية، جمهورية مصر العربية.


الدكتور خالد علي المدني
استشاري بالتغذية، وزارة الصحة، جدة، المملكة العربية السعودية.
الدكتور عبد الرحمن عبيد مصيقر
رئيس قسم علوم الغذاء والتغذية، كلية العلوم الزراعية، جامعة الإمارات العربية المتحدة، العين، دولة الإمارات العربية المتحدة.
الدكتور سمير سالم ميلادي
المستشار الإقليمي للتغذية بمنظمة الأغذية والزراعة التابعة للأمم المتحدة، المكتب الإقليمي، القاهرة، جمهورية مصر العربية.
الدكتورة فايزة يوسف الزمراوي
أستاذة بكلية التربية، جامعة الخرطوم، السودان.
الدكتور عبد المنعم صادق حسن
أستاذ بقسم التغذية العلاجية، مؤسسة حمد الطبية، الدوحة، قطر.


محتويات الكتاب:
مقدمة عامة في التغذية ١٧
علم التغذية وعلاقته بالعلوم الأخرى ١٧
علم تغذية الإنسان ١٩
لمحة تاريخية ٢١
أهمية التغذية للصحة والتنمية ٢٥
الاحتياجات الغذائية والعوامل المؤثرة فيها ٢٨
الفصل ١- العناصر الغذائية والطاقة ٣١
جسم الإنسان وتركيبه ٣٢
تركيب الجسم من العناصر الكيميائية ٣٢
تركيب الجسم من العناصر الغذائية ٣٥
أنسجة الجسم وأجهزته ٣٧
الجهاز الهضمي ٤٤
المكونات الغذائية "المغذيات" والطاقة ٥٧
- الكربوهيدرات ٥٧
- الشحوم ٦٠
- البروتينات ٦٥
- الماء ٦٧
- الفيتامينات ٦٨
- العناصر المعدنية ٧٣
المكونات الغذائية وإنتاج الطاقة ٧٩
الفصل ٢- التغذية المتوازنة وتخطيط الوجبات ٨٥
الوجبات الغذائية اليومية ٨٥


إرشادات غذائية للتقليل والسيطرة على الأمراض المزمنة المرتبطة بالتغذية ٨٩
تخطيط الوجبات الغذائية ٩١
- نظام المجموعات الغذائية ٩١
- نظام مجموعات الطعام الأربع ٩٢
- هرم الدليل الغذائي ٩٤
- نظام قوائم بدائل الأطعمة ٩٧
كيفية استخدام نظام البدائل في تخطيط الوجبات ١٠٤
الفصل ٣- الأغذية التقليدية في الوطن العربي ١٠٩
أولًا- الأغذية التقليدية المحضرة من الحبوب والبقول ١١٠
ثانيا- الألبان ومنتجاتها ١٢١
ثالثًا-اللحوم والأسماك ومنتجاتها ١٢٦
رابعًا-الفواكه والخضراوات ١٣١
خامسًا-المشروبات والحلوى والسكريات ١٣٨
الفصل٤- ملامح إنتاج واستهلاك الغذاء في الوطن العربى ١٤٥
أولًا- الملامح الأساسية لنظم إنتاج الأغذية في الوطن العربي ١٤٥
- معوقات إنتاج المحاصيل الزراعية ١٤٦
- معوقات الإنتاج الحيواني ١٤٨
- الإنتاج السمكي ١٤٨
- خسائر الأغذية ١٤٩
- التنمية البشرية ١٤٩
- السكان والغذاء في الوطن العربي ١٥٠
- الاستثمار في الزراعة ١٥١
- أسعار الأغذية وسياسات الدعم ١٥١
- الفجوة الغذائية ١٥٣
- الأمن الغذائي ١٥٨
ثانيا- خصائص الاستهلاك الغذائي في البلدان العربية ١٥٩
- الاستهلاك الغذائي في البلدان ذات الدخل المرتفع ١٦٠
- الاستهلاك الغذائي في البلدان ذات الدخل المتوسط ١٦٠
- الاستهلاك الغذائي في البلدان ذات الدخل المنخفض ١٦١
ثالثا- الأهداف التغذوية لنظام غذائي متوازن في البلدان العربية ١٦٢
- بلدان الدخل المرتفع ١٦٢
- بلدان الدخل المتوسط ١٦٤
- بلدان الدخل المنخفض ١٦٥


الفصل ٥- العوامل الاقتصادية والاجتماعية المؤثرة في استهلاك الغذاء ١٧١
مستوى الدخل ١٧١
سعر الغذاء ١٧٤
نقص الإنتاج المحلي ١٧٦
استيراد المواد ١٧٨
سياسة دعم الغذاء ١٨٠
مستوى التعليم ١٨٤
الصفات الجغرافية ١٨٦
العوامل الاجتماعية ١٨٧
الاعتبارات السكانية ١٨٨
الدين ١٨٩
المناسبات الدينية ١٩١
المناسبات الاجتماعية ١٩٣
توزيع الطعام بين أفراد الأسرة ١٩٤
تأثير وسائل الإعلام والإعلانات التجارية ١٩٦
الهجرة العمالية في الوطن العربي ٢٠٠
السفر والسياحة ٢٠٢
الصفات الخاصة بالطعام ٢٠٣
توافر الرعاية الاجتماعية والخدمات الصحية ٢٠٥
الفصل ٦- سلامة الغذاء وجودته ٢١١
مفهوم سلامة الغذاء وجودته ٢١١
الرقابة على سلامة الأغذية وجودتها ٢١٣
- أهداف الرقابة وأهميتها ٢١٣
- نشأة وتطور سلامة الغذاء ٢١٤
- تصنيع الأغذية ٢١٥
- نشأة فكرة المواصفات القياسية للأغذية وتطورها ٢١٨
- هيئة مدونة الأغذية ٢١٩
البنية الأساسية للرقابة الكافية والفعالة على سلامة الأغذية وجودتها ٢٢٠
الاضطرابات الغذائية الناجمة عن تلوث الغذاء وفساده ٢٢٤
أولا- التلوث بالجراثيم "البكتيريا" ٢٢٤
ثانيا- التلوث بالفطريات: خطورته وكيفية الوقاية منه ٢٦٠
ثالثا- التلوث البيئي ٢٦٧
- التلوث بالمعادن الثقيلة ٢٦٧


- التلوث بالمضادات الحيوية والهرمونات ٢٧٢
- التلوث الإشعاعي ٢٧٥
- التلوث ببقايا مبيدات الهوام ٢٩٠
- مضافات الأغذية: فوائدها ومضارها ٢٩٣
- تلوث البحار ٣٠٠
الفصل ٧- اضطرابات التغذية الناجمة عن نقص الغذاء ٣١٣
نظرة عامة على اضطرابات التغذية ٣١٣
الأسباب والمظاهر العامة لسوء التغذية ٣١٤
الأسباب الغذائية الفيزيولوجية لسوء التغذية ٣١٦
مراحل سوء التغذية الناجم عن نقص الغذاء ٣١٧
الفترة الزمنية التي يستغرقها ظهور أعراض عَوَز الغذاء ٣٢٤
بعض اضطرابات التغذية الأكثر انتشارًا ٣٢٥
سوء التغذية الناجم عن نقص البروتين والطاقة ٣٢٥
فقر الدم التغذوي المنشأ ٣٣٨
الفصل ٨- تغذية الحامل والمرضع ٣٦٧
أهمية تغذية وصحة الحامل والمرضع وعلاقتها بصحة الطفل ٣٦٧
بعض العوامل الاجتماعية والصحية المؤثرة في تغذية الحامل والمرضع ٣٧٣
التغيرات الفيزيولوجية أثناء الحمل وعلاقتها بالاحتياجات الغذائية ٣٨٠
المتطلبات الغذائية للحامل والمرضع ٣٨٤
فزيولوجية الإرضاع وعلاقته بالتغذية ٣٨٨
المصاعب المصاحبة لعملية الإرضاع وكيفية التغلب عليها ٣٩٢
الفصل ٩- تغذية الرضع وصغار الأطفال ٣٩٩
نمو وتطور الطفل منذ الولادة وحتى السنة الخامسة ٣٩٩
المهارات الغذائية "مهارات الإطعام" ٤٠١
الرضاعة الطبيعية "الإرضاع من الثدي" ٤٠٤
بعض الصعوبات التي قد تتعرض لها الأم أثناء عملية الإرضاع ٤٠٧
تغذية الرضيع ٤٠٨
تغذية الأطفال في سن ما قبل المدرسة "١-٥ سنوات" ٤١٨
الفصل ١٠- تغذية أطفال المدارس والمراهقين ٤٢٩
أولا: أطفال المدارس ٤٢٩
الاحتياجات الغذائية لأطفال المدارس ٤٣٠
المخصصات الغذائية لأطفال المدارس ٤٣١
بعض الجوانب الصحية والغذائية المرتبطة بطلاب المدارس ٤٣٤


القيمة الغذائية ٤٣٨
نصائح وإرشادات لتحسين تغذية أطفال المدارس ٤٤٠
ثانيا - المراهقون ٤٤٢
مراحل المراهقة ٤٤٤
الاحتياجات الغذائية للمراهقين ٤٤٥
الأطعمة المقدمة في المطاعم السريعة ٤٥١
الاضطرابات الغذائية والصحية في مرحلة المراهقة ٤٥٢
الفصل ١١ - تغذية المسنين ٤٦٣
تعريفات ٤٦٤
النظريات العلمية لظاهرة الكبر والشيخوخة ٤٦٤
الجهاز الهضمي وتقدم السن ٤٦٦
تغيرات تكوين الجسم الملازمة للكبر ٤٦٧
المشكلات الصحية المرتبطة بتغذية المسنين ٤٦٨
الاحتياجات الغذائية للمسنين ٤٧٥
التقييم التغذوي للمسنين ٤٨٢
الدعم التغذوي للمسنين ٤٨٤
أثر العوامل النفسية والفيزيولوجية والاجتماعية على تغذية المسنين ٤٨٧
الإرشاد التغذوي للمسنين ٤٩١
الفصل١٢ - تغذية الرياضيين ٤٩٣
أولا - تغذية الفئات الخاصة ٤٩٣
عوامل اللياقة البدنية ٤٩٤
أنظمة صرف الطاقة ٤٩٤
الاحتياجات الغذائية ٤٩٧
وجبة ما قبل التمرين ٥٠٢
وجبة ما بعد التمرين ٥٢٠
الإصابات ٥٢١
الرياضيون من الأطفال والمراهقين ٥٢١
الوجبات النباتية ٥٢١
ثانيا - تغذية المعوقين والمتأخرين في النمو ٥٢٥
أسباب التعوق ٥٢٥
العوامل التي تؤثر في الاحتياجات الغذائية للمعوقين والمتأخرين في النمو ٥٢٦
بعض المشكلات المرتبطة بتغذية وإطعام المعوقين والمتأخرين في النمو ٥٣٠
احتياجات المعوقين من الطاقة ٥٣٠


تغذية المعوقين ٥٣١
الفصل ١٣- الأمراض المزمنة المرتبطة بالتغذية ٥٤٣
الأمراض القلبية الوعائية ٥٤٤
فرط ضغط الدم ٥٥٣
السكري ٥٥٧
السرطان ٥٦٤
السمنة ٥٧٠
النقرس ٥٧٩
تشمع الكبد ٥٨١
تخلخل العظام ٥٨٣
تسوس الأسنان ٥٨٥
الفصل ١٤- قياس الحالة التغذوية في المجتمع ٥٩٣
التقصيات "المسوحات" التغذية والترصد الغذائي والتغذوي ٥٩٦
أولا - التقصيات التغذوية في المجتمع ٥٩٦
- التخطيط للتقصيات (المسوحات) التغذوية ٥٩٧
- التدابير السابقة لإجراء التقصي التغذوي ٥٩٧
ثانيا - الترصد الغذائي والتغذوي ٦٠١
- المبادئ الأساسية لنظام الترصد الغذائي والتغذوي ٦٠١
- الهيكل التنظيمي ٦٠٢
- الخطوات الأساسية لتصميم نظام الترصد ٦٠٢
طرق قياس الحالة التغذوية للفرد والمجتمع ٦٠٥
أولا - القياسات الجسمية ٦٠٥
ثانيا - التقييم السريري ٦١٧
ثالثا - الفحوص المخبرية ٦٢١
رابعا - الفحوص بالطرق البيوفيزيائية ٦٢٧
طرق قياس العوامل المؤثرة والمحددة للحالة التغذوية للفرد والمجتمع ٦٢٩
أولا - الميزان الغذائي للدولة ٦٣٢
ثانيا - قياس الاستهلاك الغذائي للأسرة والفرد ٦٣٣
- طرق قياس الاستهلاك الغذائي للأسرة ٦٣٧
- طرق قياس الاستهلاك الغذائي للفرد ٦٣٩
حجم العينة ومدة الدراسة وتوقيت جمع المعلومات ٦٤٣
طرق التحكم في دقة وجودة قياسات الاستهلاك الغذائي ٦٤٤
تحليل قياسات الاستهلاك الغذائي ٦٤٥


الفصل ١٥- التغذية العلاجية ٦٥١
أسس التغذية العلاجية ٦٥٢
النظم الغذائية ٦٥٢
تقدير الاحتياجات الغذائية للمرضى والعوامل المؤثرة عليها ٦٥٦
طرق إطعام المرضى ٦٥٨
قرحة المعدة والإثنا عشري ٦٦٣
أمراض الكبد ٦٧٠
أمراض المرارة ٦٧٩
التصلب العصيدي ومرض القلب التاجي ٦٨٠
فرط ضغط الدم ٦٨٥
أمراض الكلى ٦٨٩
الداء السكري ٦٩٩
السمنة ٧١٥
الهزال ٧٢٢
النقرس ٧٢٥
فقر الدم ٧٢٨
الملاحق ٧٣٧


مقدمة عامة في التغذية
علم التغذية وعلاقته بالعلوم الأخرى
...
مقدمة عامة في التغذية:
الدكتور حامد تكروري:
علم التغذية وعلاقته بالعلوم الأخرى:
علم التغذية nutrition هو العلم الذي يبحث في العلاقة ما بين الغذاء food والجسم الحي، ويشمل ذلك تناول الطعام وهضمه digestion وامتصاصه absorption واستقلابه metabolism في الجسم، وما ينتج عن ذلك من تحرير الطاقة اللازمة للحياة والتكاثر وصيانة الأنسجة والإنتاج "كإنتاج البيض والحليب"، وكذلك التخلص من الفضلات. أي أن علم التغذية يُعنى بجميع عمليات التقويض catabolism والابتناء anabolism التي تجري في الجسم مع ربطها بالغذاء المتناول وما يحتويه من العناصر الغذائية.
وعلم التغذية بشكله الحالي علم حديث نسبيًّا، تطور في القرن التاسع عشر من علم الكيمياء chemistry والفيزيولوجيا "علم وظائف الأعضاء" physiology ليصبح علمًا مستقلًا في هذا العصر، مع أنه يرتكز على مجموعة من العلوم. ولعلم التغذية الحديثة علاقة وثيقة بالعلوم الأخرى الأساسية والطبية والإنسانية والزراعية والاقتصادية والإدارية "١".
١- الكيمياء chemistry. هذا العلم ضروري لمعرفة تركيب الأطعمة وطرق تحليلها ومعرفة محتواها من العناصر الغذائية، وطرق التحضير الصناعي لهذه العناصر وما يجري لها من تغيرات تمثيلية داخل الجسم الحي. لذا كان لا بد لأخصائيي النظم الغذائية والتغذية والعاملين في مجالاتهما من الإحاطة بالفروع المختلفة للكيمياء، من فيزيائية وتحليلية وعضوية وحيوية، لفهم هذا العلم.


٢- الفيزيولوجيا "علم وظائف الأعضاء" physiology. لا بد لباحث التغذية من معرفة وظائف وتركيب أجهزة الجسم المختلفة، وخاصة الجهاز الهضمي digestive والعضلي muscular والتكاثري genital، وعلاقة هذه الوظائف بالاستفادة من العناصر الغذائية.
٣- المكروبيولوجيا "علم الأحياء الدقيقة" microbiology. إن دراسة أساسيات علم الأحياء الدقيقة أمر أساسي لأخصائي التغذية، ليتمكن من معرفة الجراثيم وسائر المكروبات، وما تحدثه من تغيرات في العناصر الغذائية وفي درجة الاستفادة منها، وكذلك لمعرفة دور الكائنات الدقيقة في تصنيع كثير من العناصر الغذائية داخل الأمعاء والجهاز الهضمي، واستخدامها في عمليات التحضير الصناعي في مصانع الأغذية، ومعرفة دورها في تلوث وفساد الأطعمة والتسمم الغذائي.
٤- علم الأغذية food science. يمكن القول إن علمَي الأغذية والتغذية يكملان بعضهما البعض. فعلم الأغذية هو العلم الذي يعنى بدراسة الأغذية "وهي مصادر العناصر الغذائية والطاقة للجسم" من حيث تركيبها ومكوناتها وطبيعتها ومصادرها وكيميائها واقتصاديات إنتاجها وتصنيعها وخزنها. وواضح هنا أن علم الأغذية وتصنيعها يعنى بالغذاء وعناصره خارج الجسم، بينما يهتم علم التغذية بما يطرأ على الغذاء داخل الجسم وبما يتعلق بتناوله من ظروف.
٥- علم الغدد الصم وعلم الإنزيمات endocrinology & enzymology إن هضم العناصر الغذائية واستقلابها والاستفادة منها والحصول على الطاقة منها أمور لا تتم إلا بفعل الخمائر الهاضمة أو الإنزيمات ensymes وإفرازات الغدد الصم أو الهرمونات hormones التي تتحكم بالإفرازات الإنزيمية وتنظيم العمليات الاستقلابية "الأيضية".
٦- الوراثيات "علم الوراثة" genetics. ثمة تباين في الاستفادة من الغذاء وفي الاحتياجات الغذائية nutritional needs ناتج عن عوامل وراثية، ومتعلق باختلاف السلالات والأصناف المختلفة من الحيوانات. لذا فالإلمام بعلم الوراثة ضروري لمعرفة هذه الأمور، ولفهم الأخطاء الاستقلابية الخلقية inborn errors of metabolism المتعلقة باستقلاب العناصر الغذائية وما يلزم ذلك من تعديل في الغذاء المتناول.


٧- الإحصاء statistics. إن هذا العلم ضروري لتصميم التجارب وأخذ العينات samples، ولتحليل النتائج والمشاهدات التجريبية في علم التغذية وسواه من العلوم التطبيقية.
٨- الفيزياء physics. تستخدم الفيزياء الحيوية biophsyics لدراسة الجوانب الفيزيائية لعمليات الاستقلاب داخل الجسم الحي في حالات الصحة والمرض.
٩- العلوم الاقتصادية والاجتماعية socio -economic sciences. إن للظروف والعوامل الاجتماعية والاقتصادية والنفسية تأثيرًا كبيرًا على ما يختاره الفرد من الأطعمة - كمًّا ونوعًا- وعلى أسلوب تغيير العادات الغذائية نحو الأفضل.
١٠- العلوم الزراعية agricultural sciences. للزراعة علاقة بتحسين القيمة الغذائية للمحاصيل والمنتجات الزراعية. فالممارسات الزراعية تؤثر على صحة وسلامة الأغذية.
١١- العلوم الطبية medical sciences. تحتاج بعض الحالات المرضية إلى نظام غذائي diet معين، كما أن التغذية غير السليمة تؤدي إلى مشاكل صحية مختلفة. ولبعض الأغذية أهمية خاصة من النواحي الصحية، ويشجع استعمالها في حالات مرضية معينة.


علم تغذية الإنسان:
يهتم علم تغذية الإنسان human nutrition بتطبيق أسس علم التغذية على الإنسان، وما يلزم ذلك من دراية بالمعارف والعلوم والأساليب التي تجعل الخبير أو أخصائي التغذية قادرًا على غرس المفاهيم التغذوية الصحيحة، وتغيير العادات الغذائية للفرد والمجتمع نحو الأفضل، ونبذ العادات والممارسات الغذائية الخاطئة.
وهذا يحتاج إلى الإلمام بـ "أ" علم التغذية العام وما يرتكز عليه من العلوم التي سبق ذكرها - الكيمياء والفيزيولوجيا وعلم الأغذية.. إلخ، "ب" العادات الغذائية وعلوم الإنسان وسلوكه وعلاقة ذلك بالمعتقدات الخاصة بالغذاء في كل مجتمع والتأثيرات الجغرافية والعرقية والدينية، "ج" علم الأغذية وتصنيعها واقتصاديات إنتاجها، "د" وسائل التواصل، بما في ذلك اللغة ووسائل التثقيف واستعمال الوكالات المحلية والدولية للاتصالات ووسائل الإعلام المختلفة "٢" - انظر الشكل١.


الشكل١- التآثرات بين علم تغذية الإنسان والعلوم الأخرى
(مأحوذ بتصرف عن KRAUSE & MAHAN, ١٩٨٤)
فعلم تغذية الإنسان إذن يهتم بتغذية الفرد والمجتمع بكافة فئاته ومجموعاته, ولذا كان هناك تخصصات فرعية متعددة في هذا الجانب من علم التغذية أهمها:
أ-تغذية المجتمع COMMUNITY NUTRITION, ويهتم بدراسة الوضع التغذوى للمجتمع وما يلزم لذلك من مسموحات غذائية NUTRITION SURVEYS,كما يشمل دراسة المؤشرات الغذائية التى يتم من خلالها تقييم الوضع التغذوي, وما يؤثر عليه من ظروف, وما يلزم من برامج تثقيفية وأساليب لتحسين الوضع الغذائي.
ب-التغذية في المؤسسات INSTITUTIONAL FEEDING, وما يلزم لذلك من تخطيط


تغذوي سليم ومعلومات اقتصادية وعلمية تؤدي إلى تحقيق تغذية متوازنة ضمن الإمكانيات المتاحة.
ج-تغذية الفئات الخاصة GROUP FEEDING, بما في ذلك الحوامل والمرضعات والمسنين والرياضيين والمعاقين, وما يلزم لذلك من تعديل في وجبات الطعام العادي ليناسب احتياجات هذه الفئات.
د- تغذية الطفل infant feeding، وفئات الأعمار المختلفة، وهذا المجال يغطي تغذية الطفل وتطوره واحتياجاته الغذائية وعلاقة الغذاء المناسب بالنمو والتطور الصحيحين، مع التركيز على ترسيخ عادات غذائية جيدة.
هـ - التثقيف التغذوي nutrition education، ويشمل هذا التخصص من علم التغذية تعليم الناس وتثقيفهم وإرشادهم فيما يتعلق بالتغذية الصحيحة وأسسها العلمية ووضع البرامج الفعالة لذلك، وتطبيق ذلك في المدارس وعلى مستوى المجتمع بفئاته المختلفة بهدف تعديل سلوك الفرد وتحسين عاداته الغذائية وتوعية الأفراد توعية تغذوية تقود إلى الحفاظ على الصحة والوقاية من المرض.
و التغذية السريرية بالأغذية والمعالجة clinical nutrition، وتعنى بالتغذية في حالات المرض داخل المستشفى وخارجه وبالنظم الغذائية وصياغتها عن طريق تحوير الغذاء كمًّا ونوعًا، وكذلك تغيير محتوى الطاقة ليناسب ذلك حالة المريض ويؤمن الرفاه له، ويساعده على الشفاء ويحول دون تردي وضعه التغذوي وحدوث نواقص غذائية نتيجة للمرض.


لمحة تاريخية:
سبقت الإشارة إلى أن علم التغذية، كعلم مستقل، علم جديد نسبيًّا ظهر في القرن العشرين. وقد تطور من علمي الكيمياء والفيزيولوجيا بعد التجارب التي قام بها لافوازييه Lavoisier ١٧٤٣-١٧٩٤ في فرنسا قبل قرنين من الزمن.
إلا أن معرفة الإنسان للغذاء والتغذية واهتمامه بهما بدأ منذ القدم. فقد كان الغذاء محور اهتمام الإنسان على مر العصور، يبذل جهده في سبيل الحصول عليه. وقد تنبه قدماء المصريين إلى أهمية الغذاء، وبينوا أن الإكثار منه يسبب كثيرًا من الأمراض، وكانوا يصفون بعض الأطعمة لعلاج بعض الأمراض. فمثلا ورد


استعمالهم لكبد الثيران كعلاج لمرض العشى الليل. وكذلك بين أبوقراط اليوناني "٤٦٠- ٣٦٤ ق. م" حاجة الجسم إلى الغذاء.
وإذا استعرضنا ما جاء عن الغذاء في العصر العربي الإسلامي نجد الكثير عن الأطعمة وضرر الإفراط بها والاهتمام بأنواع مخصصة منها. فقد ورد النهي عن التخمة والإكثار المفرط من الطعام على لسان الرسول ﷺ حيث يقول: "ما ملأ ابن آدم وعاء شرًّا من بطنه، بحسب ابن آدم لقيمات يقمن صلبه". وجاء في الأحاديث الشريفة تخصيص ذكر بعض الأطعمة كاللحوم والتمر والعسل واللبن. وشاع في العصر الإسلامي الاهتمام بالنظم الغذائية للحالات المرضية المختلفة، ووصف أطعمة محددة لحالات مرضية معينة استنادًا إلى القول المأثور "المعدة بيت الداء، والحِمية رأس كل دواء" [٣] .
وكانت معالجة الأمراض بالنظم الغذائية من أهم أسس العلاج الطبي لكثير من الأمراض في المستشفيات في الحواضر الإسلامية في العصرين الأموي والعباسي. وجاء تخصيص الأغذية في كتب الأطباء المسلمين كالرازي "٨٥٠- ٩٣٢" وابن سينا "٩٨٠-١٠٣٧". فلو استعرضنا كتاب "القانون في الطب" لابن سينا لوجدنا فيه ذكر الكثير من الأغذية وخصائصها ومنافعها واستعمالاتها المختلفة لعلاج الأمراض. وقد لخص ابن سينا كتاب القانون في منظومته المشهورة "الأرجوزة في الطب". وبنظرة سريعة إلى هذه المنظومة يتضح الاهتمام الكبير بالأغذية والتداوي بها. ومن الأمثلة الأخرى على الكتب التي ألفها العلماء العرب المسلمون في التغذية كتاب "منافع الأغذية ودفع مضارها" للرازي، وكتب: "الأغذية"، و "دفع مضار الأغذية"، و "الحِمْيَات"، و "الأشربة" لابن ماسويه "٧٧٧-٨٥٧"، وكتاب "تدبير الأصحاء بالمطعم والشراب" لحنين بن إسحق "٨٠٨-٨٧٣"، و "الأرجوزة في الحميات" لابن عزروت، و "الأرجوزة في الأغذية والترياق" للسان الدين بن الخطيب "١٣١٣-١٣٧٥" [٤] .
ولم يقتصر اهتمام العلماء المسلمين بالأغذية واستعمالها في المعالجة، بل امتد ليشمل تدبير الأطعمة وعاداتها وآدابها. ومن أمثلة ذلك كتاب "الولائم" لشمس الدين محمد بن علي بن طولون الدمشقي "١٤٧٥-١٥٤٦"، وكتاب "آداب الأكل" لابن عماد الأفقهسي "١٣٤٩-١٤٠٥"، وكتاب تدبير الأطعمة للكندي "٨٠١-٨٥٦" "٣، ٤".


وبعد تقدم البحث العلمي الذي نشط في أوروبا -في العصور الوسطى- بدأ البيولوجيون والكيميائيون وعلماء التشريح يدركون أهمية الغذاء، وأن نقصه عن حاجة الجسم يؤدي إلى الضعف، وأن انعدامه يؤدي إلى زوال الحياة. وفيما يلي سرد مختصر لنشوء علم التغذية بصورته الحديثة، وجهود أشهر العلماء الذين أسهموا في تكوينه وتقدمه وازدهاره.
القرن السادس عشر. بين سنكتوريوس sanctorius ١٥٦١-١٦٣٦ في إيطاليا بأن الجسم ينقص وزنه إذا لم يحصل على غذاء كاف، واستنتج ذلك بوزن جسمه طوال فترة حياته. كما تمكن فان هلمونت Van Helmont ١٥٧٧-١٦٤٤ من معرفة صفات ثاني أكسيد الكربون "هواء الزفير".
القرن السابع عشر. لاحظ جون مايو John Mayo ١٦٤٣-١٦٩٧ بأنه إذا وضع شمعة تحت ناقوس، فإنها تشتعل مدة أطول من المدة التي تشتعل فيها لو وضع حيوانًا معها، ووجد أن الحيوان يعيش مدة أطول لو وضع تحت الناقوس بدون وجود شمعة فيه. وقد انتهى إلى الاستنتاج بأن تنفس الهواء يؤدي إلى تحول الدم الوريدي إلى دم شرياني. وفي هذه الحقبة بدأ اهتمام العلماء بحل لغز الهواء.
القرن الثامن عشر. اكتشف جوزيف بلاك J. Black ١٧٢٨- ١٧٩٩ غاز ثاني أكسيد الكربون وأسماه "الهواء الثابت" fixed air، إذ لاحظ تعكر ماء الكلس عند التنفس فيه، وتعكره كذلك عند سكبه في ناقوس تحته شمعة تحترق. وانتهى إلى الاستنتاج بأن جميع الحيوانات تطرد "الهواء الثابت". كما أطلق كافندش ١٧٣١-١٨١٠ Cavendish اسم "الهواء المحترق" على الهيدروجين، وسمى رذرفورد Rutherford النيتروجين "الهواء المتبقي".
واكتشف بريستلي priestly ١٧٣٣-١٨٠٤ من إنجلترا، وشيل Sheele ١٧٤٢-١٧٨٦ من السويد كل منهما على حدة، الأكسجين، وأطلقا عليه اسم "هواء النار"، وأظهر بريستلي أن الحيوانات تستنفد أكسجين الهواء، الذي يمكن استرداده عند إدخال نبات إلى هواء الناقوس الذي نفد أكسجينه.
وقد استعان لافوازييه Lavoisier ١٧٤٣-١٧٩٤ من فرنسا بأعمال من سبقوه لتفسير ظاهرة التنفس، وتوصل إلى معرفة تركيب الهواء من غازات الأزوت والأكسجين، وأن الأكسجين يفقد بالتنفس. وأوضح أن استهلاك الأكسجين في جسم الحيوان يؤدي إلى حرق وأكسدة الأطعمة؛ مما ينتج عنه الحرارة وثاني أكسيد


الكربون، كما أوضح أن عملية التنفس واستهلاك الأكسجين هذه شبيهة بعملية حرق المواد خارج الجسم.
القرن التاسع عشر. في هذا القرن أخذ علم التغذية يتطور بخطى كبيرة على أيدي كثير من الباحثين.
فقد لاحظ ماجندي Magendie ١٧٨٣- ١٨٥٥ في فرنسا، أن الاقتصار على تغذية الكلاب بالسكر، أو بالزبدة، أو بزيت الزيتون، أو بالصمغ العربي، يؤدي إلى موتها، فاستنتج بأن البروتين أساسي في التغذية، وتوصل بذلك إلى أن عناصر الغذاء تتألف من الكربوهيدرات والدهون والبروتينات.
وبرهن رينولت Renault ١٨١٠-١٨٧٨ أن نسبة ثاني أكسيد الكربون الناتج في عملية التنفس إلى الأكسجين المستهلك تعتمد على نوع الغذاء المتناول. وهذا ما يعرف اليوم بالحاصل التنفسي respiratory quotient. ثم اكتشف كلود برنارد claud Bernard ١٨١٧-١٨٧٨ من فرنسا الغليكوجين glycogen وبين أهمية عصارة البنكرياس في امتصاص الدهون.
وبين ليبيغ Leibig ١٨٠٣-١٨٧٣ من ألمانيا أهمية الكربوهيدرات والدهون في توليد الطاقة من خلال تأكسدها في الجسم. كما افترض أن مصدر النيتروجين في البول هو البروتين.
وكذلك بين فويت Voit الألماني ١٨٣١-١٩٠٨ أن بناء وتكوين أنسجة الجسم يفرضان الحاجة إلى البروتين، أما الحاجة إلى الكربوهيدرات والدهون فتفرضها كمية العمل الميكانيكي الذي يقوم به الجسم.
ويعتبر فويت من رواد علم التغذية الحديث. وقد أكمل طلابه الجهود التي بدأ بها. وكان من أشهرهم روبنر Rubner ١٨٥٤-١٩٣٥ الذي استطاع قياس مقدار الكالوري للبول والبراز تحت ظروف تناول الطعام المختلفة. ومنهم أيضًا أتواتر Atwater ١٨٤٢-١٩٠٧ الذي يعتبر أبا التغذية في أميركا، وقد اشتغل بقياس وتحولات الطاقة في الإنسان وأسهم في وضع ونشر أول جدول لقيم محتوى الطاقة في الأطعمة.
وفي سنة ١٨٦٥ توصل هنبرغ وشتومان Henneberg & Stohman اللذان يعملان في محطة ويندي للأبحاث Weende Experiment Station في ألمانيا، إلى طريقة التحليل التقريبي Proximate analysis، والتي ما تزال مستعملة حتى يومنا


هذا، وتعرف بطريقة ويندي Weende method.
وقد كان بوسينيو Boussingault ١٨٠٢-١٨٧٨ أول من أدخل تجارب التوازن الغذائي بحساب الفرق بين مكونات الغذاء والفضلات من العناصر الغذائية العضوية والأملاح. وأكمل كل من بيدر Bidder "١٨١٠-١٨٩٤" وشميدت Schmidt "١٨٢٢-١٨٩٤" هذه التجارب، وبينا أن هناك حدًّا أدنى من التمثيل الغذائي حتى لو لم يتناول الحيوان الطعام، أو لم يقم بأي نشاط جسماني، وهذا ما يعرف اليوم باستقلاب "أيضًا" الراحة resting metabolism.
القرن العشرون. شهد هذا القرن اكتشافات علمية هائلة دفعت بعلم التغذية إلى الأمام بحيث أصبح علمًا مستقلا قائمًا بذاته. فقد اكتملت معرفة الإنسان بالحموض الأمينية amino acids واكتشفت الفيتامينات vitamines، وعرفت وظائفها، وطرق تصنيعها، وأعراض نقصها. كما عرفت المعادن minerals وأهميتها في بناء الجسم، وفهمت أعراض نقصها، وكيفية علاجها. كما تم اكتشاف الكثير من العناصر المعدنية الزهيدة trace elements بعد منتصف هذا القرن، واستكشفت التآثرات الاستقلابية فيما بينها وبين العناصر الغذائية الأخرى. وقد تطورت طرق تقدير العناصر الغذائية في الأطعمة والأنسجة الحية، وتطور البحث في مجال تقدير الاحتياجات requirement من العناصر الغذائية المختلفة. وبرزت موضوعات ومسائل جديدة في التغذية مثل: مشاكل توفير الغذاء، وقضايا الأمن الغذائي، والتخطيط الغذائي، واستعمال التغذية كجانب هام في معالجة الأمراض وحفظ الصحة.


أهمية التغذية للصحة والتنمية:
لقد عرفت منظمة الصحة العالمية الصحة بأنها "حالة المعافاة الكاملة بدنيًّا ونفسيًّا واجتماعيًّا لا مجرد انتفاء المرض أو العجز"٥.
ويرى السير هارولد هيمزورث sir Harold Himsworth ٦، بأن التغذية هي دراسة تأثير الغذاء "الطعام" ومكوناته على الكائن الحي. ومن هنا فإن التغذية الجيدة ضرورية للصحة وللمحافظة على الأنسجة سليمة. فالطعام يزودنا بالعناصر الغذائية، وإذا لم نأخذ من هذه العناصر الاحتياجات اليومية التي تحقق "التوازن" balance، فإن كثيرًا من الأمراض والأعراض المرضية تحدث. ذلك أن لكل عنصرمن العناصر الغذائية وظيفة أو أكثر داخل الجسم، وأن نقص أي منها يؤدي إلى الأعراض المرضية، كما أن الإفراط في بعضها يؤدي أيضًا إلى حالات مرضية.
فالتغذية الجيدة للفرد ضرورية للنمو والتطور السليمين، وهي ضرورية لصيانة ما يتلف من أنسجته وخلاياه ولقيامه بوظائفه ونشاطاته الحيوية بكفاءة ولمقاومة المرض والعدوى. والتغذية ضرورية لسلامة الجسم والعقل، وقديمًا قيل العقل السليم في الجسم السليم.
كما أن الوضع التغذوي الجيد للأفراد ينعكس على المجتمع بكامله. فمما لا شك فيه أن مجتمعًا يعاني أفراده من سوء التغذية لا يكون عطاؤه عطاء جيدا، بل على العكس تكون الإنتاجية فيه متدنية ولا يمكنه أن يحقق التنمية المنشودة لا في الحقل الاقتصادي ولا الاجتماعي ولا التصنيعي أو التربوي والتعليمي. فالبرامج التنموية والإنتاجية في العمل تحتاج إلى مستوى صحي جيد. ولذا كان من واجب الدولة أن تسعى إلى تقييم الوضع التغذوي بين مواطنيها وتحسينه كوسيلة للنهوض بالصحة العامة والوقاية من الأمراض. ولا بد من معرفة الوسائل وإجراء البحوث المستمرة لتحقيق ما يلي: ١- تحسين الوضع التغذوي للفئات المعرضة لنقص العناصر الغذائية، مثل الحوامل والمرضعات والأطفال والمسنين، ٢- وضع برامج تنموية تسعى إلى المزيد من إنتاج الغذاء وتصنيعه وخزنه، ٣- وضع برامج في التربية التغذوية في المدارس والمعاهد المتوسطة وفي الجامعات، ٤- توزيع الطعام على الفئات الفقيرة والمريضة، وذلك عن طريق إنشاء برامج التغذية المدرسية، لا سيما في الأرياف والبوادي، ودعم السلع الغذائية الأساسية بحيث ينعكس ذلك على الفقراء وذوي الدخل المحدود، ٥- إجراء دراسات مسح غذائي هدفها اكتشاف حجم المشكلة الغذائية في البلاد.
وتساهم الهيئات الدولية، ومن أهمها منظمة الصحة العالمية، في نشر الوعي الغذائي وتعزيز الوضع التغذوي بشتى الطرق. ولا بد هنا من القول أن عصبة الأمم كانت أول من أرسى أسس التعاون في مجال التغذية على المستوى العالمي، وأول من لفت الانتباه إلى العلاقة المتينة بين الصحة والتغذية والتنمية الزراعية والاقتصادية من خلال الوثيقة التي وضعتها منذ نشأتها باسم "علاقة التغذية بالصحة والزراعة والسياسة الاقتصادية" The Relation of Nutrition to Health, Agriclture and Economic Policy.


وعلى الرغم من عدم تطبيق ما ورد في هذه الوثيقة بسبب الظروف التي خلفتها الحرب العالمية الثانية، إلا أنها لفتت الانتباه إلى العلاقة الوثيقة ما بين التغذية والصحة. وفي سنة ١٩٤٠ أنشئت في أميركا هيئة الغذاء والتغذية التابعة لمجلس البحث القومي في الولايات المتحدة، وكان من أهم المسؤوليات التي اضطلعت بها الاهتمام بالتغذية على المستوى الدولي. وكان من أهم جهودها نشرها سنة ١٩٤١ جدول المخصصات الغذائية اليومية daily dietary Allowances.
وبعد الحرب العالمية الثانية، تم إنشاء منظمة الأغذية والزراعة FAO ومنظمة الصحة العالمية WHO، كوكالتين هامتين من وكالات منظمة الأمم المتحدة. وقد كرست منظمة الأغذية والزراعة جهودها لمساعدة الشعوب في رفع المستوى التغذوي والمعيشي من خلال تحسين إنتاج الغذاء وتوزيعه عالميا. ولتحقيق ذلك أنشئت أقسام ودوائر مختلفة في هذه المنظمة، شملت التغذية والاقتصاد الزراعي والغابات والأسماك والإنتاج الزراعي. وبالمقابل فإن منظمة الصحة العالمية قد وجهت العناية بالجانب الصحي في منظمة الأمم المتحدة، وأخذت على عاتقها العناية بالجوانب الطبية والصحية المتعلقة بسوء التغذية على المستوى العالمي. ومن الطبيعي أن تتداخل مهام هاتين المنظمتين الدوليتين، وأن يكون ثمة تعاون وتنسيق فيما بينهما. ولعل أوضح مثال على هذا التعاون تشكيل لجان مشتركة بينهما في الأمور التغذوية والصحية كإصدار قوائم الاحتياجات الغذائية Nutritional Requirements.
ومن الهيئات الدولية ذات العلاقة بالتغذية والتنمية في الحقل الصحي منظمة اليونيسف United Nations International Children's Emergency Fund UNICEF، والتي دعيت فيما بعد "منظمة الأمم المتحدة للأطفال" United Nations Children's Fund" وتعنى هذه المنظمة برفاه الأطفال من خلال البرامج التي تقلل من الوفيات، وذلك بتقديم المعونات الغذائية، وتشجيع الرضاعة الطبيعية، ورصد النمو، وتوفير محاليل مقاومة للتجفاف عند الطفل. وقد أعطيت اليونيسف جائزة نوبل بسبب جهودها هذه في سنة ١٩٦٥.
والذي يجب قوله في هذا المقام أنه لا بد من التعاون بين برامج التنمية المحلية في كل بلد مع الهيئات الدولية التي تعنى بالتغذية والصحة والتنمية، والاستفادة من برامج هذه الهيئات ومن خبراتها، كحملات محاربة الجوع مثلا التي


أنشأتها ونفذتها منظمة الأغذية والزراعة. فقد جاء في مقررات مؤتمر منظمة الأمم المتحدة للغذاء العالمي، الذي عقد سنة ١٩٧٤ والذي تلته اجتماعات سنوية للمتابعة ما يلي:
١- تبني استصدار سلسلة من القرارات حول زيادة إنتاج الغذاء في الدول النامية.
٢- تبني عدة وسائل وطرق لتخصيص الدعم المالي اللازم لزيادة الإنتاج.
٣- إنشاء نظام دولي تعاوني يؤمن احتياطيًّا من الحبوب يشمل جميع الدول الراغبة في التعاون.
٥- التوصية بتقديم معونات غذائية لا تقل عن ١٠ ملايين طن من الحبوب سنويا للدول المحتاجة.
٦- التوصية بإنشاء برنامج الغذاء العالمي World Food Program يكون عضوا في الجمعية العامة للأمم المتحدة تحت مظلة منظمة الأغذية والزراعة. وفعلا أسس هذا المجلس وبدأ يعقد اجتماعات سنوية للمتابعة.


الاحتياجات الغذائية والعوامل المؤثرة فيها:
يزودنا الغذاء بالعناصر الغذائية التي لابد من تناول حد أدنى من كل منها لتحقيق التغذية الصحية المتوازنة. وهذا الحد هو ما اصطلح عليه اسم الاحتياجات الغذائية التي يرجع لها عند تخطيط الوجبات الغذائية وعند تقييم المتناول الغذائي ومدى كفايته، وكذلك عند وضع الخطط الغذائية للمجتمع ورسم السياسات الغذائية في كل بلد أو إقليم.
وعلى الرغم من اختلاف الناس في عاداتهم الغذائية وطرق معيشتهم وتأثير ذلك على ما يتناولونه من العناصر الغذائية، إلا أن التغذية الصحية تقتضي حصول كل فرد على هذه الاحتياجات بصورة يومية. ولذلك يجب عند التخطيط الغذائي للأفراد والجماعات مراعاة تأثير العوامل الفردية والتراثية والاجتماعية والاقتصادية والنفسية التي تؤثر على ما يتناوله الإنسان من غذاء وبالتالي من عناصر غذائية.
وهذه الاحتياجات، التي تعتبر مرجعًا للتقويم والتخطيط التغذويين، تعتمد في تقديرها على طرق وأساليب مختلفة، أهمها طرق الموازنة الغذائية، وطرق التقييم


الحيوي للعناصر الغذائية ونواتج استقلابها أو للمركبات التي تعتمد على استقلاب العناصر الغذائية، وكذلك طرق التقييم السريري [٣، ٨] .
ولعل من المفيد أن نذكر هنا أن تقدير المقادير والاحتياجات الغذائية للإنسان من المهمات الصعبة، ذلك أن النظام البيولوجي للجسم معقد، وأن تقديرها في البدء في الحيوانات ثم إجراء قياسات على الإنسان ليس أمرًا دقيقًا تمامًا. فالاحتياجات المحددة من العناصر الغذائية لكل فرد من الناس تعتمد على عوامل مختلفة مما يجعل أرقام قوائم الاحتياجات أرقامًا تقريبية لغرض الاسترشاد. أضف إلى ذلك أن هناك تباينًا في قيم هذه المقررات والاحتياجات بين جهة وأخرى.
ومن الأمور التي تحدد الاحتياجات الدقيقة للعناصر الغذائية في الإنسان:
١- النشاط الجسماني الذي يقوم به الفرد. ولذلك علاقة بحجم الجسم ودرجة النشاط. فبازدياد النشاط تزداد الاحتياجات إلى الطاقة، كما تزداد احتياجات الجسم من فيتامين B١ و B٢ والنياسين وحمض الاسكوربيك [٩] .
٢- حجم الجسم والجنس والعمر. فهذه كلها تؤثر على معدل الاستقلاب الأساسي basal metabolism rate وعلى ما يتطلبه الجسم من العناصر الغذائية. فمثلا هناك تناسب ما بين حجم الجسم "ووزنه" وبين احتياجات الطاقة حسب القانون التالي:
معدل الاستقلاب الأساسي = ٧٥ × ٠.٧٥ الكتلة
ومن هنا فإن جداول احتياجات الطاقة قد أخذت هذه العوامل بعين الاعتبار، وخاصة فئة العمر والوزن.
٣- مرحلة النمو. فالنمو السريع كما يحدث في مرحلة المراهقة وبعد البلوغ يزيد من الاحتياجات الغذائية نظرًا لزيادة النشاطات الاستقلابية في هذه المرحلة.
٤- الأمراض والعدوى infections. يزداد الطلب على بعض العناصر الغذائية كفيتامين A أو فيتامين C مع الحميات والأمراض، وكذلك يزداد صرف الطاقة في حالة الحمى وارتفاع درجة حرارة الجسم. وتقدر نسبة الزيادة في الاستقلاب الأساسي بمقدار ١٣% لكل ارتفاع في درجة حرارة الجسم مقداره درجة مئوية واحدة. وقد أدى الإسهال الذي يرافق بعض الأمراض إلى عوز في فيتامين B١ وحدوث مرض البري بري [٩، ٨] .
٥- الحمل والإرضاع. يزداد الطلب على العناصر الغذائية والطاقة نتيجة للحمل والإرضاع، فقد وجد أن مستوى كل من فيتامينات A و B٦ و B١٢ والنياسين وفيتامين


C وبروتينات الدم يقل في النساء الحوامل [٩] . ومن هنا ينصح بزيادة احتياجات هذه العناصر الغذائية أثناء مرحلتي الحمل والإرضاع.
٦- الأدوية. إن التآثر interaction بين العناصر الغذائية والأدوية أمر معروف، ومن أوضح الأمثلة على هذا التآثر، عوز فيتامينات B المركب والحاجة إلى المزيد منها عند تعاطي أدوية المضادات الحيوية. ومن الأمثلة الأخرى تأثر فيتامين B٦ بأدوية الإيزونيازيد والبنسلامين، وتأثر حمض الفوليك بالأمينوبترين والأدوية الأخرى المضادة له، وتأثر فيتامين K بثنائي الكومارول.
٧- التأثيرات المتبادلة "التآثر" بين العناصر الغذائية، وبينها وبين مكونات الغذاء الأخرى الأمر الذي يتطلب تعويض ما يحتاجه الجسم منها، ومن أمثلة ذلك [٩] :
- زيادة احتياجات الفيتامين B١ بزيادة الكربوهيدرات في الغذاء.
- زيادة احتياجات فيتاميني B٢ و B٦ بزيادة البروتينات في الغذاء.
- زيادة الحاجة لفيتامين E بزيادة الحموض الدهنية عديدة اللاتشبع.
- زيادة احتياجات البيوتين بسبب وجود مركب الأفيدين في بياض البيض النيئ.
- زيادة احتياجات فيتامين B١ بسبب وجود إنزيم الثياميناز في السمك النيئ.
٨- زيادة إطراح العنصر الغذائي في البول أو العرق أو البراز، كما يحدث نتيجة المرض أو الطقس الحار أو نتيجة استعمال الأدوية المدرة للبول أو المسهلة.


المراجع:
١- lioyd, E.L.,McDonald, E.B.& Crampton, W.E. Foundamentals of Nutrition, ٢nd edn. W.H. Freeman& Co. ,San Francisco. "١٩٧٨" pp. ١-١٠.
٢- Robinson, C.H., Lawler, M.R., Chenoweth, W.L& Farwick, A.E Normal and Therapeutic Nutrition, ١٧ thedn.MacMillanPubl.Co., New York "١٩٨٦", pp. ٣-١٤.
٣- حامد التكروري وخضر المصري. علم التغذية العامة: أساسيات في التغذية المقارنة، الدار العربية للنشر والتوزيع، القاهرة (١٩٨٩) .
٤- أمين خير الله. الطب عند العرب، المطبعة الأميركانية، بيروت "١٩٤٦".
٥- WHo "World Health Organizantion".What it is, What is Does, How it Works? Leaflet, Feneva, Switzerland, "١٩٥٦".
٦- Himsworth, H. What Nutrition really means. Nutrition Today ٣ "٣", ١٨, ١٩٦٨.
٧- krause, M,V. & Mahan, L.K. Food, Nutrition and Kiet Therapy, ٧th edn. W.B.Saunders Co., Philladelphia "١٩٨٤". pp ١-٨.
٨- Pike, R.L. and Brown, M.L. Nutriton: An Integrated Approach ٣ rd end. John Wiley and Sons, New York, ١٩٨٤, p. ٧٥٠.
٩- Marks, J.: The Vitamins: Their Role in Medical Practice. Mtp Press Ltd., Lancaster "١٩٨٥".


العناصر الغذائية والطاقة
مقدمة الباب
...
العناصر الغذائية والطاقة:
الدكتور حامد تكروري:
مقدمة الباب:
قلنا إن الغذاء يزودنا بالطاقة energy والعناصر الغذائية "المغذيات" nutrients الضرورية لاستمرار الحياة وقيام الجسم بوظائفه الحيوية، وإنه توجد مقادير محددة "احتياجات" يجب تزويد الجسم بها من كل من هذه العناصر الغذائية والطاقة.
وتقدر هذه العناصر الغذائية بحوالي ٥٠ عنصرا اصطلح على تقسيمها إلى ٦ مجموعات هي: ١- الماء، ٢- الكربوهيدرات، ٣- الشحوم والمواد الدهنية، ٤- البروتينات، ٥- الفيتامينات، ٦ العناصر المعدنية. وسوف نتكلم عن هذه المجموعات وما تحتويه من العناصر الغذائية بإيجاز، متناولين مصادرها ووظائفها الفيزيولوجية وأعراض نقصها.
ويمكن تعريف العناصر الغذائية بأنها مجموعة من العناصر الكيميائية والمركبات العضوية، يزودنا الطعام بمقادير مناسبة وينتج عن استهلاكها تحرير الطاقة وتنظيم العمليات البيولوجية في الجسم وتحقيق النمو وصيانة الأنسجة والتكاثر، وأن أي نقص في أي من العناصر الغذائية عن احتياجات الجسم يؤدي إلى تغيرات مرضية في الجسم.
وتتم الاستفادة من العناصر الغذائية المختلفة في أنسجة الجسم وأجهزته المختلفة، ابتداء بالجهاز الهضمي الذي من خلاله يتم هضم الطعام وامتصاصه تمهيدا لنقل العناصر الغذائية الناتجة واستقلابها في خلايا الجسم. لذا كان من الضروري أن نبدأ هذا الفصل ببعض المعلومات الأساسية حول تركيب الجسم وأجهزته، خاصة الجهاز الهضمي.


جسم الإنسان وتركيبه:
يتكون جسم الإنسان الحي من الخلايا cells التي هي أصغر وحدات بنيوية ووظيفية في الجسم، وهذه الخلايا تتجمع مُشَكِّلة الأنسجة tissues والتي تؤلف بدورها الأجهزة systems. وتتكامل أجهزة الجسم المختلفة للقيام بالوظائف البيولوجية المختلفة. فعملية الاستفادة من الغذاء تتم في جميع أجهزة الجسم للقيام بالوظائف البيولوجية المختلفة في أحسن صورة من التنسيق المشترك. وتبدأ دورة الطعام في الجسم بتناوله عن طريق الفم حيث يمر بالجهاز الهضمي فيهضم ويتم امتصاصه ونقل عناصره المهضومة عبر الدورة الدموية إلى الكبد وأنسجة الجسم الأخرى، حيث تجري لها عمليات تقويض وابتناء مختلفة، فتتحرر من خلالها طاقة العناصر الغذائية وتتحول إلى أشكال متعددة يحتاجها الجسم، كما تطرح الفضلات الناتجة عن الاستقلاب، بينما تستخدم أجزاء أخرى من العناصر الغذائية في عمليات الابتناء وتكوين أجزاء تركيبية في الجسم تعوض ما يتلف من خلايا. كما تؤدي إلى انقسام الخلايا ونمو الجسم وتكوين أنسجته، أي أنها تحقق غرضين رئيسيين هما الصيانة maintenance والنمو growth. ويخزن الجزء الفائض من كثير من العناصر الغذائية المتناولة بأشكال مناسبة مثل الدهون fats أو الغليكوجين أو الفيتامينات الذوابة في الدهن fat-soluble vitamins أو العناصر المعدنية كالحديد والزنك.
واضح إذن أن أجسامنا تتكون في النهاية من العناصر الغذائية التي نأكلها أو تدخل الجسم بصورة رئيسية عن طريق الغذاء. فجسم الإنسان يتشكل مما يأكله من غذاء، وعناصر الغذاء الكيميائية هي التي تشكل بنية جسمه. وقد ذكر ذلك البيروني في كتابه "الأدوية" وأصبح من المعلومات العامة في عصرنا هذا [١] .
وهناك عدة أساليب لدراسة تركيب الجسم. فقد نتناوله من حيث "أ" العناصر الكيميائية الداخلة في تكوينه، أو "ب" من حيث العناصر الغذائية ومجموعاتها والتي جاءت في الأصل من الغذاء، والتي تشمل الماء والكربوهيدرات والدهون والبروتينات، أو "ج" نتناول دراسته من حيث أنسجته وأجهزته ووظائفها وتركيبها. وفيما يلي استعراض مختصر لكل من هذه الجوانب.


تركيب الجسم من العناصر الكيميائية:
يوجد في جسم الإنسان ما لا يقل عن ٤٢ عنصرًا كيميائيًّا من عناصر جدول الترتيب الدوري تشكل تركيب أنسجته المختلفة، وما فيها من العناصر الغذائية. ويبين الجدول ١ قائمة بهذه العناصر والكمية التقريبية لأهمها. وتشكل عناصر الكربون والأكسجين والهيدروجين والنيتروجين حوالي ٩٦% من وزن الجسم. وهذه العناصر الأربعة غير المعدنية تدخل في تركيب الماء والمركبات العضوية في الجسم. أما النسبة المتبقية "٤%" فهي مكونة من العناصر المعدنية [٢] .
وقد صنفت العناصر المعدنية، حسب كميتها في الجسم، إلى عناصر كبروية macroelements وعناصر مكروية microelements ويمكن تعريف العناصر الكبروية على أنها تلك العناصر التي تزيد كميتها عن ٠.٠٥% من وزن الجسم "انظر جدول١"، وهي تشمل سبعة عناصر هي الكالسيوم –وهو أكثرها كمية- والفوسفور والصوديوم والبوتاسيوم والكلور والمغنيزيوم والكبريت أما العناصر المكروية، والتي تسمى أيضا العناصر الزهيدة trace elements فهي ما تبقى من العناصر، وهي تتألف من ثلاث مجموعات حسب درجة ضرورتها للجسم [٣] كما يلي:
١- العناصر المكروية الأساسية essential microelements وهي عناصر الحديد والنحاس والزنك واليود والمنغنيز والكوبلت والموليبدينوم ويمكن أن نلحق بها عناصر السيلينيوم والكروم والفلور.
٢- العناصر المكروية شبه الأساسية semi- essential، وهي تلك العناصر التي تنطبق عليها بعض الشروط "الضرورية" أو الأساسية [٤] . وهذه العناصر هي القصدير والنيكل والفاناديوم والزرنيخ والسترونتيوم والسيلسيوم. وقد ألحق بها عنصر الرصاص سنة ١٩٧٦ والكادميوم سنة ١٩٧٨ [٥،٦] . كما ألحق بها بعض العلماء عناصر البروم والباريوم والبورون [٧، ٨] .
٣- العناصر المكروية غير الأساسية non essential trace elements، وهي عناصر الزئبق والبزموت والألمنيوم والأنتيمون والجرمانيوم والذهب والفضة والتيتانيوم والروبيديوم. وهذه المجموعة تشمل العناصر التي يمكن الكشف عنها في الجسم بوسائل التحليل المتاحة للإنسان في الوقت الحاضر، والتي تستطيع قياس التركيزات التي لا تقل في كميتها عن ١٠-١٢ غرام ومن المتوقع أن توجد جميع عناصر الترتيب الدوري في الجسم بكميات في منتهى الصغر، ذلك أن جسم الإنسان من تراب هذه الأرض وغذاءه نشأ في التراب.
وتجدر الإشارة هنا إلى الشروط التي وضعها العلماء للعناصر الأساسية أو


الضرورية في الحيوانات العليا من الثدييات والطيور، والتي يمكن تلخيصها في النقاط السبع التالية [٣، ٤] :
١- وجود العنصر المعدني في الجسم وأنسجته بكميات ثابتة نسبيا دون تفاوت كبير.
٢- نقص العنصر يؤدي إلى تغيرات بنيوية وفيزيولوجية وأعراض سريرية.
الجدول ١- التركيب الكيميائي العام للجسم من العناصر الكيميائية
٣- إضافة العنصر تزيل التغيرات المرضية والفيزيولوجية.


٤- تترافق الأعراض المرضية الفيزيولوجية أو البنيوية بتغيرات كيميائية بيولوجية محددة قابلة للتحسن والعودة إلى الحالة الطبيعية عند إضافة العنصر الناقص في الغذاء.
٥- يجب إثبات درجة ضرورة العنصر في أكثر من نوع حيواني.
٦- يجب إثبات درجة ضرورة العنصر من قبل أكثر من باحث وفي أكثر من مختبر.
٧- يجب معرفة الآلية الدقيقة لطراز تأثير mode of action العنصر المعدني.
تركيب الجسم من العناصر الغذائية:
يحتوي الجسم الحي على مجموعات العناصر الغذائية التي أشرنا إليها، وهي الماء والكربوهيدرات والدهون والبروتينات والعناصر المعدنية والفيتامينات، كما في الجدول رقم ٢. وتختلف نسبة هذه المكونات حسب السن والحالة الفيزيولوجية والمرضية ودرجة النشاط. وأكثر هذه النسب تباينًا واختلافًا هي نسبتا الماء والدهن، إذ تقل النسبة المئوية للماء في حالة السمنة بينما تزداد نسبة الدهون.
الجدول ٢- التركيب التقريبي للجسم من مجموعات العناصر الغذائية [٨]
"*" الفيتامينات توجد في الجسم ولكن لا تشكل نسبة مئوية نظرًا لصغر كميتها.
وتقل نسبة الماء مع تقدم العمر وتزداد نسبة الدهون تبعا لذلك. فبينما تشكل نسبة الماء في الجنين حوالي ٩٣%، تكون حوالي ٧٠ - ٧٥ % في الطفل حديث الولادة، وتتراوح من ٥٥ - ٦٥ % في الإنسان البالغ غير السمين [٨] . كما تتغير نسبة الماء والدهن تبعا للحالة الفيزيولوجية، مثل الحمل والإرضاع، وتبعا لحالتي الصحة


والمرض. ففي حالة السمنة المرضية قد ترتفع نسبة الدهن لتصل إلى %٧٠ من وزن الجسم. وأهم مكان لخزن الدهن في الجسم هو النسيج الدهني الذي يحتوي على الدهون في صورة ثلاثي الغليسيريد triglycerides.
ويعتبر الماء مكونًا هاما في جميع أنسجة وأجزاء الجسم، إلا أن نسبته تتباين من نسيج إلى آخر، فهي %٩٢-٩٠ في بلازما الدم، و %٧٨-٧٢ في العضلات و %٥٤ في العظام، و %٥ في مينا الأسنان [٩] .
أما البروتينات Proteins فهي موجودة في كل خلية من خلايا الجسم، وتأتي في نسبتها بعد الماء في الأقسام الطرية من الجسم كالعضلات والغدد والأنسجة الرابطة. كما توجد في الأنسجة البطانية المبطنة للجلد والقنوات الداخلية في الجسم وفي الشعر والأظفار، وكذلك توجد في الدم على شكل الهيموغلوبين أو خضاب الدم وبروتينات مصل الدم.
وبالنسبة للكربوهيدرات carbohydrates، فكميتها قليلة نسبيا، ولا يتجاوز معدلها ١ % من وزن الجسم، وتوجد على شكل النشا الحيواني أو الغليكوجين glycogen "حوالي ٣٥٠ غراما موزعة في الكبد والعضلات حيث تعادل في حالة الشبع ٥ % من وزن الكبد و ١ % من وزن العضلات". كما توجد على شكل سكر الدم أو الغلوكوز glucose، وبعض الكربوهيدرات المركبة مثل حمض الغلوكورونيك glucorunic acid وحمض الهيالورونيك hyaluronic acid وتدخل في تركيب الهيبارين heparin والحموض النووية nucleic acids.
أما الفتيامينات فتوجد في خلايا الجسم المختلفة، وأكثر الأعضاء احتواء عليها هو الكبد الذي يعتبر مكان الخزن الرئيسي للفيتامينات الذوابة في الدهن، وهي الفيتامينات التي يمكن أن تخزن بكميات كبيرة نسبيا بعكس الفتيامينات الذوابة في الماء والتي تستنزف من الجسم بسرعة نظرا لعدم اختزانها بكميات عالية. ومع هذا فلا يعبر عن الفيتامينات بنسبة مئوية في الجسم نظرا لصغر كميتها فيه.
وتتركز العناصر المعدنية في أجزاء محددة من الجسم، كالهيكل العظمي والأسنان اللذين يحتويان معظم ما في الجسم من الكالسيوم والفوسفور، كما تتوزع في الكبد حيث يخزن عدد كبير منها فيه، وكذلك في الطحال والعضلات وبقية أنسجة الجسم.


أنسجة الجسم وأجهزته:
يتكون الجسم من الناحية التشريحية والوظيفية من وحدات هي الخلايا التي تتجمع مع بعضها مشكلة الأنسجة والأجهزة. والخلية هي أصغر وحدة تشريحية ووظيفية مستقلة. فأبسط أنواع الأحياء كالبكتيريا "الجراثيم" bacteria والخمائر yeasts تتكون من وحدة واحدة تقوم بجميع الوظائف الحيوية من تنفس وغذاء وهضم وامتصاص واستقلاب وطرح للفضلات وتكاثر. أما في حالة الحيوانات المتطورة وفي الإنسان، فإن خلايا الجسم لا تقوم بهذه الوظائف منفردة بل ضمن تعاون وتنسيق وتكامل فيما بينها.
وقد ساعدنا التقدم العلمي على فهم تركيب الخلايا وأجزائها المختلفة، فالمجهر الإلكتروني يمكننا من دراسة الخلية مكبرة مئة ألف مرة، والتعرف على أجزائها الوظيفية المختلفة.
تركيب الخلية:
يبين الشكل١ صورة تقريبية لخلية نموذجية في الجسم، ويظهر فيها عدة أجزاء أهمها:
١- الغشاء الخلوي cell membrane الذي يحيط بالمادة الحية في الخلية ويحافظ على مكوناتها الداخلية ويحقق لها توازنا ديناميكيا مع المحيط.
٢- النواة nucleus وتحتوي على الحمض النووي منقوص الأكسجين "الدنا" DNA الذي يحمل بواسطته الصفات الوراثية في الخلية، والذي يتم توجيه تصنيع البروتين من خلاله.
٣- السيتوبلازم "الهيولي" cytoplasm. وفيه كثير من العضيات organelles الحية، ومواد غير حية يعبر عنها باسم المشتملات inclusions. وأهم العُضَيَّات الموجودة في السيتوبلازم المتقدرات mitochondria والجسيمات الحالة Iysosomes. والمتقدرات جسيمات عضوية أو كروية الشكل، متباينة في حجمها، تحتوي على مئات الإنزيمات المسؤولة عن تفاعلات إنتاج الطاقة. فالمتقدرة مكان إنتاج الطاقة في الخلية وتحويلها إلى مركبات الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ATP عالية الطاقة. أما الجسيمات الحالة فهي عبارة عن جسيمات صغيرة كروية أو بيضاوية الشكل ذات وظيفة هاضمة تحتوي على إنزيمات فعالة في هضم الأجزاء التالفة من الخلية التالفة والجراثيم.


١- التركيب العام للخلية:
٤- الشبكة الهيولية الباطنة endoplasmic reticulum.عبارة عن مجموعة من الأغشية الموزعة في السيتوبلازم، والتي تشكل صفحات منبسطة مرتبطة معًا تحتوي على الريباسات ribosomes التي يتم فيها تصنيع البروتينات.
٥- جهاز غولجي Golgi apparatus. ويحتوي على أغشية كيسية منبسطة لخزن وتركيز إفرازات الخلية وإطلاقها عند الحاجة [٩] .


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:
١- تناول الطعام عن طريق الفم.
٢- الهضم، ويتم فيه تفكيك الطعام إلى مكوناته من العناصر الغذائية تمهيدًا لامتصاصها.
٣- الامتصاص، وهو نقل العناصر الغذائية المهضومة من القناة الهضمية إلى الدورة الدموية.
٤- نقل العناصر الغذائية في الدورة الدموية إلى أماكن الاستفادة منها واستقلابها، ويتم ذلك بواسطة وريد الباب والأوعية اللمفية.
٥- تزويد الجسم بالأكسجين اللازم لأكسدة العناصر الغذائية المنتجة للطاقة، وطرد ثاني أكسيد الكربون من خلال نقل هذه الغازات في الدم من وإلى الرئتين.
٦- عمليات الاستقلاب "الأيض" وتشمل عمليات التقويض catabolism والابتناء anabolism لإنتاج الطاقة وتكوين مركبات ضرورية للخلايا والجسم.
٧- 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 ١.٠ للكربوهيدرات و ٠.٨ للبروتينات و ٠.٧ للدهون و ٠.٨٥ 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 ٣ قائمة بأهم الهرمونات التي لها علاقة بعمليات الاستفادة من الغذاء.
الجدول ٣- 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 [١] هي:
١- التأكسد والاختزال "الأكسيد وريدكتازات" oxidation and reduction.
٢- نقل المجموعات الوظيفية "الترانسفيرازات" group transfer.
٣- التحلل المائي أو الحلمهة "هيدرولازات" hydrolysis.
٤- التحلل والإضافة بدون الحاجة للماء "ليازات"lyasation.
٥- المزامرة "الإيزوميرازات" isomerization.
٦- 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.


الجهاز الهضمي
أقسام الجهاز الهضمي ووظائفها
...
الجهاز الهضمي:
يتكون الجهاز الهضمي digestive system من القناة الهضمية وملحقاتها "الشكل ٢"، ويبدأ بالفم والمريء esophagus والمعدة stomach والأمعاء الدقيقة small intestines والأمعاء الغليظة large intestines، ويلحق بالقناة الهضمية الكبد liver والبنكرياس pancreas لما لهما من دور في إفراز العصارات والإنزيمات الهاضمة.
تجري عملية هضم الطعام بتحويله إلى مركبات وجزيئات بسيطة قابلة
للامتصاص. ويستثنى من ذلك مواد محدودة وقليلة لا يجري عليها تغير، وهي الماء والسكريات البسيطة وبعض الأملاح المعدنية والفيتامينات. وتنتهي عملية الهضم بامتصاص المواد البسيطة الناتجة وإطراح الفضلات التي لم تهضم وتمتص.
أقسام الجهاز الهضمي ووظائفها:
يبدأ الجهاز الهضمي بالفم الذي يتم فيه تقطيع الطعام وترطيبه باللعاب الذي يحتوي على إنزيم الأميلاز اللعابي، ثم ابتلاعه ونقله إلى المعدة مرورًا بالمريء.
في المعدة يجري هضم جزئي للبروتينات عن طريق إنزيم الببسين، ويساعد على ذلك إفراز المعدة الحمضي على شكل حمض الهيدروكلوريك كما يتم هضم محدود جدًّا لبعض الدهون "انظر الفقرة القادمة" وتساعد تقلصات المعدة على عملية الهضم هذه "الهضم الميكانيكي". وتبدأ المعدة بالفتحة الفؤادية cardiac opening وتنتهي بالمصرة البوابية.
شكل ٢- القناة الهضمية وملحقاتها في الإنسان.


ويكون الهضم الرئيسي في الأمعاء الدقيقة التي تتكون من ثلاثة أجزاء هي الاثنا عشري duodenum والصائم jejunum واللفائفي ileum. وتتم في هذه الأجزاء عمليات الهضم الكيميائي والميكانيكي وامتصاص الجزيئات الناتجة عن ذلك.
ويساعد تركيب الأمعاء، والتي يتكون جدارها من ٤ طبقات، على الهضم الميكانيكي، كما تعمل العصارات الهاضمة وما تحتويه من إنزيمات على الهضم الكيميائي، ويتم معظم الامتصاص في الأمعاء الدقيقة التي زودت بسطح امتصاصي كبير من خلال احتواء هذا الجزء على زغابات villi وزغيبات microvilli. وأكثر أجزاء الأمعاء الدقيقة كفاءة في الامتصاص هو الإثنا عشري الذي تمتص فيه معظم العناصر الغذائية "انظر الشكل ٣". والطبقات الأربعة لجدار الأمعاء الدقيقة هي:
١- البطانة المخاطية mucosal lining. وهي عبارة عن طبقة مكونة من صف واحد من الخلايا البطانية فوق نسيج ضام مفكك يعرف بالصفيحة المخصوصة المخاطية lamina propria المزودة بالأوعية الدموية واللمفاوية الصغيرة والعديدة. وتمتد هذه الطبقة الخلوية لتبطن الزغابات التي تحور إليها هذا الجزء من جدار الأمعاء. وتقوم هذه الطبقة بإفراز الهرمونات وبامتصاص العناصر الجاهزة بعد الهضم، كما تشكل خط الدفاع الأول ضد العدوى الجرثومية.
٢- الطبقة تحت المخاطية submucosa. وهي طبقة كثيفة من النسيج الضام تحتوي على الأوعية الدموية واللمفية.
٣- الطبقة العضلية muscular layer. وتحتوي على حزم من الألياف العضلية الطولية والمستعرضة المزودة هي الأخرى بالأوعية الدموية واللمفية. وهذه الطبقة تنظم وتكيف حجم التجويف المعوي "اللمعة" وحركة الأمعاء الدودية "التمعج".
٤- الطبقة المصلية serosa. وهي الطبقة الخارجية للأمعاء، وقد زودت بالأوعية اللمفية والدموية وبتفرعات عصبية.
وطوليا تبدأ الأمعاء الدقيقة بالفتحة أو المصرة البوابية pyloric sphincter وتنتهي بالصمام اللفائفي الأعوري ileoceal valve الذي ينظم مرور الكتلة الغذائية من الأمعاء الدقيقة إلى الأمعاء الغليظة.
وبوصول الطعام إلى الأمعاء الغليظة يكون قد تم امتصاص المواد الغذائية المهضومة والجزء الأكبر من الماء، ولم يبق إلا حوالي ٥٠٠ مليلتر من الكتلة الغذائية، فتزداد كثافتها بامتصاص كمية كبيرة من الماء الذي فيها، وتفرز الأمعاء


الغليظة عصارات قلوية ومواد مخاطية دون إفراز إنزيمات هاضمة. غير أنه يوجد عملية تخمر جرثومية لجزء من الألياف الغذائية وكتلة الطعام المتبقية. وينتج عن ذلك:
١- غازات الميثان والأمونيا وثاني أكسيد الكربون والهيدروجين.
٢- حمض اللاكتيك وحمض الأسيتيك.
٣- مركبات فينولية وإندولية قد تكون ذات تأثيرات سامة.
كما تصنع البكتيريا "الجراثيم" فيتامينات أهمها فيتامين B١٢ وفيتامين K، والأخير يصنع بكميات جيدة تغطي جزءا لا بأس به من احتياجات الإنسان له. ويتم إخراج الفضلات بعد ذلك، وتكون كتلتها اليومية حوالي ١٠٠ إلى ٢٠٠ غرام. وتساعد الألياف الغذائية على عملية الإفراغ، كما أنها تقي من تكون الرتوج diverticula في القولونات.
وتبدأ الأمعاء الغليظة بالصمام اللفائفي الأعوري والزائدة الدودية، حيث تحول الأعور cecum في الإنسان إلى هذا الصمام. وأما الجزء الرئيسي للأمعاء الغليظة فهو القولون، وهو ثلاثة أجزاء هي القولون الصاعد ascending colon والقولون المستعرض transverse colon والقولون النازل descending colon ويشكل المستقيم rectum الجزء الرئيسي للأمعاء الغليظة، وينتهي بفتحة الشرج anal cavity.
ويلحق بالجهاز الهضمي، كما أشرنا أعلاه، كل من الكبد والبنكرياس. ومن الكبد تفرز العصارة الصفراوية التي تركز وتخزن في المرارة gall bladder لتفرز عند تناول الدهن ووصوله إلى الإثنا عشري. وهي تحتوي على صبغات وأملاح مرارية أهمها حمض الغليكوكوليك glycocholic وحمض التوروكوليك taurocholic acid وهذه تشكل مستحلبات مع الدهون من خلال تخفيض التوتر السطحي لجزيئات الدهون وزيادة سطحها المعرض لإنزيم الليباز وتنشيط حركة الأمعاء. وهي بذلك ذات دور في هضم وامتصاص الدهون والمواد المنحلة "الذائبة" فيها كالفيتامينات A و D و E و K.
أما البنكرياس فيفرز حوالي لتر ونصف من العصارة البنكرياسية المحتوية على إنزيمات هاضمة للدهون والبروتينات والكربوهيدرات "انظر الجدول ٥"، وهذه العصارة قلوية وتعدل من حموضة كتلة الطعام القادمة من المعدة ليبدأ الهضم الإنزيمي في هذا الوسط.
ويتم إفراز كمية من المفرزات الهاضمة تصل إلى ٨-٩ لترات من كل من


الغدد اللعابية والمعدة والأمعاء والصفراء والبنكرياس. ويبين الجدول ٤ كمية العصارة التي يتم إفرازها من هذه المصادر خلال ٢٤ ساعة [٩] .
الجدول ٤- كمية العصارة الهاضمة "بالمليلتر" التي تفرز في الجهاز الهضمي وملحقاته يوميا


أنماط الهضم:
تبين مما ذكرنا أن الهضم يتم في الفم والمعدة والأمعاء من خلال حركة هذه الأعضاء "الهضم الميكانيكي" ومن خلال العصارات الهاضمة "الهضم الكيميائي"، كما يحدث هضم مكروبي لبعض المكونات الغذائية التي أهمها الألياف، إلا أن ذلك ليس له شأن يذكر في الإنسان بعكس الحيوانات المجترة والتي تتغذى على الأعشاب الغنية بالألياف. وفيما يلي نبذة موجزة عن كل من هذه الأشكال من الهضم:
أ- الهضم الميكانيكي mechanical digestion. تؤدي الحركة العضلية المتناسقة على طول الجهاز الهضمي إلى تجزئة الطعام إلى جزيئات أصغر حجما تختلط بالعصارات الإفرازية، مما يسهل حركتها في الأمعاء وتعرضها إلى الإنزيمات الهاضمة وامتصاصها فيما بعد.
ففي الفم يتم تقطيع الطعام بالأسنان وترطيبه باللعاب وتحريكه باللسان وابتلاعه ليصل إلى المعدة بفعل الحركات الانقباضية والانبساطية للمريء. ويتحول الطعام في المعدة إلى كتلة سائلة هي الكيموس chime بفعل اختلاطه بالعصارة المعدية واللعابية ومن خلال انقباضات المعدة المستمرة.


الجدول ٥- إنزيمات الهضم والمواد الغذائية المنتجة لبعضها ومكان إفرازها والعوامل المحفزة لها ووظائفها، والمواد الأولية المنتجة لبعضها.


إلا أن الهضم الميكانيكي الرئيسي يتم في الأمعاء بواسطة الحركة التمعجية peristalsis، حيث تقوم الألياف العضلية المستعرضة في جدار الأمعاء بحركة عاصرة وضاغطة مما يخلط كتلة الكيموس بالعصارات البنكرياسية والمرارية والمعدية، بينما تؤدي حركة الألياف العضلية الطولانية إلى دفع الكتلة الغذائية إلى الأمام، كما أن حركة الأمعاء تشكل منبهًا أو محفزًا للإفرازات الهاضمة وتزيد من إمداد الدم للأعضاء الهاضمة [٩] .
وتختلف السرعة التي يتم بها تحريك الطعام وفقا لتركيبه وقوامه. فبينما تبدأ الأطعمة السائلة بمغادرة المعدة بعد ١٥-٣٠ دقيقة من تناولها، تمكث الأطعمة الصلبة والدهنية مدة قد تصل إلى ٦ ساعات. وتتراوح المدة اللازمة لوصول كتلة الطعام إلى الأمعاء الغليظة من ٢.٥ إلى ٥.٥ ساعات. أما المدة التي تستغرقها كتلة الفضلات لتطرح على شكل براز فهي من ٢٠ إلى ٣٦ ساعة بعد تناولها [٩] .
ب- الهضم الكيميائي chemical digestion. يتم إفراز ٨-٩ لترات من العصارات.


الهاضمة –كما ذكرنا- في الجهاز الهضمي وملحقاته. وتحتوي الإفرازات على مادة المخاطين mucin التي تساعد على انزلاق وسهولة حركة الغذاء. كما يشكل المخاط وقاية لخلايا المعدة والإثنا عشري من التلف نتيجة للتعرض إلى حمض الهيدروكلوريك. وفي الجدول ٥ ملخص للإنزيمات الهاضمة والعوامل المنشطة أو المحفزة لها وما تؤديه من وظائف.
وواضح أن معظم عمليات الهضم تتم في تجويف الأمعاء الدقيقة، وأن النسبة الكبرى من الإنزيمات تفرز من البنكرياس وجدران الأمعاء الدقيقة. ويقتصر الإفراز في الفم على اللعاب وإنزيم التيالين ptyalin أو الأميلاز amylase والغدد اللعابية الثلاث هي الغدة تحت الفكية sudmaxillary والغدة تحت اللسانية sublingual والغدة النكفية Parotid.
أما المعدة فتفرز حمض الهيدروكلوريك من الخلايا الجدارية sublingual cells، ومولد الببسين الذي يتحول إلى الببسين الهاضم للبروتينات، وقليل من الليباز lipase الذي يهضم الدهون السهلة الهضم، ومثاله tributyrinase الذي يهضم دهن الزبدة، وكذلك العامل الداخلي intrinsic factor الضروري لامتصاص فيتامين B١٢.
كما أن المعدة تفرز إنزيم الإنفجة rennin الذي يحول الكازين إلى باراكازينات الكالسيوم غير الذؤوبة، أي أنه يخثر الحليب بهذه الطريقة ويسهل تأثير الببسين عليه [١٠،٧] .
وقد سبقت الإشارة إلى أن الحوصلة الصفراوية "المرارة" تقذف بمحتواها من العصارة الصفراء وما فيها من أملاح فتساعد على استحلاب الدهون وهضمها بفعل الأميلاز البنكرياسية.
أما إنزيمات البنكرياس وخلايا جدران الأمعاء ونواتج هضمها فهي موضحة في الجدول ٥. ويمكن تلخيص نواتج الهضم الكيميائي للطعام كما يلي:
١- تتحول الكربوهيدرات إلى سكريات أحادية السكريد monosaccharides أهمها الغلوكوز والفركتوز والغالاكتوز.
٢- تتحول البروتينات إلى حموض أمينية.
٣- تتحول الدهون إلى حموض دهنية وأحاديات الغليسريد monoglycerides وغليسرول.
٤- يتحول اللسيتين إلى ليبولسيتين.


٥- تتحلل أسترات الكوليسترول إلى كوليسترول حر وتعاد أسترته بعد امتصاصه إلى أسترات من جديد.
٦- تتحلل أسترات الرتينول retinyl esters إلى رتينول retinol.
الامتصاص:
وهو عبارة عن العملية التي يتم فيها تحريك العناصر الغذائية من تجويف الأمعاء عبر جدار الأمعاء إلى الشعيرات الدموية والأوعية اللمفية تمهيدا لنقله إلى أنسجة الجسم.
ويحدث الامتصاص بصورة رئيسية في الأمعاء الدقيقة وخاصة في الجزء الأول منه وهو الإثنا عشري duodenum والجزء الثاني وهو الصائم jejunum. ويشذ عن هذه القاعدة فيتامين B١٢ الذي يمتص في أسفل اللفائفي ileum وهو الجزء الثالث في الأمعاء الدقيقة "انظر الشكل ٣". على أنه يمكن للفائفي أن يمتص شيئًا من العناصر الغذائية التي تمتص في الإثنا عشري والصائم. كما تجدر الإشارة هنا إلى أن المكان الطبيعي لامتصاص الأملاح الصفراوية بعد أدائها دورها في هضم الدهون هو اللفائفي أيضًا [٨] .
وفي الظروف العادية للإنسان السليم تكون نسب الامتصاص لكل من الكربوهيدرات والدهون والبروتينات ٩٧ % و ٩٥ % و٩٢ % على التوالي [٧] .
وتختلف هذه النسب حسب الحالة المرضية، مثل وجود أمراض خلقية تحول دون توفر بعض الإنزيمات كما يحدث في حالة عوز اللاكتاز، أو حسب مصدر الغذاء أو بسبب الجراحة.
والسطح الامتصاصي للأمعاء كبير جدا، إذ يبلغ حوالي ٦٠٠ ضعف السطح الخارجي "الطبقة المصلية للأمعاء" نظرا لوجود عدد هائل من الزغابات villi يصل إلى ٤-٥ مليون زغابة، يحوي كل منها تفرعات أصغر حجما هي الزغيبات microvilli. والزغابات عبارة عن بروزات تتكون كل منها من طبقة من الخلايا البطانية المرتكزة على طبقة من النسيج الضام هي الصفيحة المخصوصة lamina propria مزودة بأوعية دم شريانية ووريدية ولمفية. وتحت كل زغابة توجد خبايا ليبركون crypts of Lieberkuhn حيث تتكون الخلايا البطانية التي تتحرك إلى أعلى وتقوم بوظيفتها ثم تموت وتتجدد خلايا بديلة لها في مدة لا تزيد عن ٣ أيام. ويفرز في الزغيبات إنزيمات هاضمة، مثلا إنزيمات هضم السكريات الثنائية، وتكمل هذه


يوجد شكل رقم ٣ الأماكن التقريبية لامتصاص العناصر الغذائية بعد الهضم


الإنزيمات هضم المواد الغذائية الذي بدأت الإنزيمات التي تم إفرازها من أماكن أخرى بهضمها.
الآليات المختلفة للامتصاص:
توجد عدة آليات وطرق لنقل العناصر الغذائية من تجويف الأمعاء عبر خلايا جدار الأمعاء. وهذه الآليات هي:
١- الانتشار البسيط simple diffusion. وهذا يتم بحركة الجزيئات من منطقة التركيز العالي إلى منطقة التركيز المنخفض، وتتميز الجزيئات التي يتم امتصاصها بهذه الطريقة بأنها قابلة للذوبان في الطبقات الدهنية لأغشية خلايا الأمعاء، كما يمتص بهذه الطريقة الماء والكهارل electrolytes.
٢- الانتشار الميسر بناقل carrier-facilitated diffusion. وهذا النوع من الامتصاص يشمل العناصر الذائبة في الماء والتي لا تستطيع أن تخترق الأغشية الخلوية الغنية بالدهن، فترتبط بنواقل تسهل عبورها. ولا تلزم الطاقة لهذا النوع من الامتصاص، إذ تنتقل الجزيئات من تجويف الأمعاء إلى شعيرات الدم الموجودة في الخلايا المعوية ما دام تركيزها أعلى. وعندما يتعادل التركيز يتوقف امتصاصها ويطرح الباقي منها في الفضلات البرازية. ومثال هذا النوع من الامتصاص امتصاص فيتامين B الذي يرتبط بالعامل الداخلي intrinsic facter فيسهل امتصاصه.
٣- الانتقال النشط active transport. يتم بهذه الطريقة امتصاص معظم العناصر الغذائية كالغلوكوز والسكريات البسيطة الأخرى والحموض الأمينية. وهذا يتم بوجود مصدر للطاقة يتمثل بجزيئات الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ATP عندما تتفكك بوجود إنزيمات منشطة وعوامل مساعدة أهمها أيونات الكالسيوم. ومن أمثلة هذه الطريقة مضخة الصوديوم sodium pump، ويكون نقل الجزيئات فيها باتجاه خلايا الأمعاء بغض النظر عن انخفاض كمية هذه الجزيئات في تجويف الأمعاء. ويلعب الصوديوم والبوتاسيوم دورا هاما في هذه العملية.
٤- الاحتساء pinocytosis. وهنا تحيط الخلية بالجزيئات الممتصة لتدخلها ضمن السيتوبلازم تماما كما تفعل الأميبة، وتمتص بهذه جزيئات البروتين غير المهضومة مما قد يسبب الحساسية "الأرجية" allergy. وعلى أي حال لا تعد هذه الطريقة ذات أهمية لامتصاص العناصر الغذائية.


المكونات الغذائية "المغذيات" والطاقة
الكربوهيدرات carbohydrates
...
المكونات الغذائية "المغذيات" والطاقة:
ذكرنا في المقدمة أعلاه أن طعامنا يزودنا بالمكونات الغذائية "المغذيات" nutrients، وأنه اصطلح على تقسيمها إلى ست مجموعات بينها الجدول ٦. وفيما يلي نبذة مختصرة عن كل من هذه المجموعات من حيث تركيبها الكيميائي، وهضمها، وامتصاصها، واستقلابها، ووظائفها، وأهميتها للجسم، وأهم الأعراض المرضية الناتجة عن نقصها، كما سنشير إلى الطاقة ومجموعات المكونات الغذائية المنتجة لها.
أ- الكربوهيدرات carbohydraydes:
وهي مركبات عضوية مكونة كيميائيا من الكربون والهيدروجين والأكسجين وتكون النسبة بين العنصرين الأخرين كنسبتهما في الماء "أي ٢ إلى ١". وهي تشمل مركبات عديدة تتشابه كلها في هذه الصفة، وفي أنها قابلة للاستقلاب "للأيض" في الجسم إلى سكر العنب "الغلوكوز" glucose.
وتختلف الكربوهيدرات في درجة تعقيدها فمنها "١" أحاديات السكريد كالغلوكوز والغالاكتوز وتحتوي على ٣-٧ ذرات كربون، "٢" الكربوهيدرات قليلات السكريد oligosaccharides وهي مكونة من ٢-١٠ جزيئات من أحاديات السكريد وأهمها ثنائيات السكريد المكونة من جزيئين من أحاديات السكريد، وأشهرها سكر القصب أو السكروز، وسكر الشعير أو المالتوز، وسكر اللبن أو اللاكتوز، "٣" عديدات السكريد وهي مكونة من أكثر من ١٠ جزيئات من أحاديات السكريد وتشمل الأخيرة النشويات، كتلك الموجودة في الحبوب والبقوليات والبطاطس، والتي أهمها الأميلوز والأميلوبكتين والغليكوجين وهو النشاء الحيواني الذى يوجد منه في جسم الإنسان البالغ حوالي ٣٥٠ غراما، كما تشمل الألياف النباتية التي أهمها السليلوز والهميسليلوز والبكتين والصموغ.
وجميع السكريات والنشويات قابلة للتحول في الجسم إلى السكر الأحادي، الغلوكوز، الذي يدخل في مسارات استقلابية "أيضية" مختلفة أهمها مسار التحلل السكري glycolysis ودورة كربس Kreb's cysle لإنتاج الطاقة، ولهذا السبب تعامل الكربوهيدرات جميعها كعنصر غذائي واحد، وحتى أحاديات السكريد الأخرى كالفركتوز والغالاكتوز قابلة للتحول إلى سكر الغلوكوز.


الجدول ٦- المكونات الغذائية الضرورية للإنسان في الغذاء مع تقسيمها إلى ست مجموعات [٣]
العناصر الغذائية
العناصر المعدنية


والدور الأساسي للكربوهيدرات الذوابة soluble، وهي السكريات والنشويات، يتلخص في أنها المركبات ذات الأولوية في إنتاج الطاقة، وهي بذلك توفر البروتين لأغراض البناء، وتمنع تفكك الدهون إلى أجسام كيتونية تضر الجسم، كما أنها تدخل في مركبات عديدة هامة للجسم مثل حمض الغلوكورونيك وحمض الهيالورونيك والهبارين والحموض النووية. أما الألياف الغذائية فلها فوائد صحية وفيزيولوجية متعددة على الرغم من أنها لا تشكل مصدرا للطاقة الغذائية في تغذية الإنسان، إلا أنها تنشط تمعجات peristalsis الأمعاء وتقلل من مدة مكوث الكتلة الغذائية في الأمعاء مما يقي من الإمساك ويقلل من امتصاص الكوليسترول وأملاح الصفراء، وقد اقترن استهلاكيا بانخفاض ضغط الدم ونقص معدل حدوث التهاب الرتوج diverticulitis في الأمعاء. وقد يكون لها دور في الوقاية من السرطان وخاصة سرطان القولون [٧، ٩] .
يبدأ هضم الكربوهيدرات الذوابة في الفم، حيث تفرز الغدد اللعابية إنزيم التيالين "أميلاز" "amylase" ptyalin، ويكمل في الأمعاء الدقيقة عن طريق الأميلاز البنكرياسي وإنزيمات السكراز sucrase والمالتاز maltase واللاكتاز lactase "راجع الجدول ٥". ويمتص الغلوكوز وأحاديات السكر الأخرى عن طريق الانتقال النشط كما مر، وتنقل بواسطة وريد الدم البابي portal blood vein الذي ينتهي بالكبد، حيث يأخذ الكبد منها نسبة غير قليلة للاستقلاب لاستعمالها في عمليات التقويض والابتناء المناسبة. والمسار الاستقلابي الرئيسي للغلوكوز هو مسار التحلل السكري glycolysis الذي ينتهي بتكوين جزيئين من حمض "البيروفات" pyruvate والذي بدوره يتحول إلى حمض الأستيك النشط "أستيل تميم الإنزيم A" acetyi" "coenzyme A الذي يدخل دورة كربس "في متقدرات الخلية" للتأكسد التام إلى ثاني أكسيد الكربون وماء. وينتج عن التأكسد التام للغلوكوز من خلال مسار التحلل السكري ودورة كربس ٣٦-٣٨ جزيئا من الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ATP الغنية بالطاقة.
وفي حالة الحاجة السريعة للطاقة، كما هو الحال عند الرياضيين أو عند القيام بنشاط أو عمل شاق، تتحول جزيئات البيروفات إلى حمض اللاكتيك lactic acid، وهذا تأكسد لا هوائي anaerobic بعكس التأكسد الهوائي من خلال دورة كربس في المتقدرات الذي ينتج عنه الاستفادة من ٦ جزيئات من ATP تكونت بالتفكك السكري.


وهناك مسار جانبي بديل للتفكك السكري، هو مسار تحويلة البنتوز pentose shunt، ويدعى أيضا مسار تحويلة الهسكوز وحيد الفوسفات hexose "HMS" monophosphate shunt ينتج عنه تكوين جزيئات السكر الخماسي ريبوز ribose الضروري لبناء الحموض النووية، كما ينتج عنه جزيئات تميم الإنزيم المختزل أو فوسفات النيكوتين أميد أدنين ثنائي النوويد NADP nicotinamide adenine dinucleotid phosphate الضروري لعملية تكون الشحم lipogenesis.
وعند وجود طاقة كافية في الخلية يوجه الغلوكوز إلى عمليات استقلاب بنائية كتكوين الغلوكوجين وتكوين الشحوم التي تخزن على شكل النسيج الشحمي adipose tissue. ويزودنا الغرام الواحد من الكربوهيدرات بحوالي ٤ كيلو كالوري من الطاقة الاستقلابية. وجدير بالذكر أن الخلايا والأنسجة في الجسم كالدماغ وكريات الدم الحمراء تعتمد في الظروف العادية على الغلوكوز لتأمين احتياجاتها من الطاقة.


ب- الشحوم lipids:
الشحوم عبارة عن مركبات عضوية كثيرة تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والأكسجين، كما في الكربوهيدرات، إلا أن نسبة الهيدروجين إلى الأكسجين فيها تختلف عن نسبتهما في الكربوهيدرات "أي لا تكون النسبة ٢ إلى ١". وكما يشير الجدول ٧ تصنف الشحوم إلى بسيطة ومركبة ومشتقة.
فالشحوم البسيطة simple lipids عبارة عن إسترات الحموض الدهنية مع الكحولات، وأهمها الدهون والزيوت fats and oils التي هي إسترات ناتجة عن تفاعل الغليسرول مع الحموض الدهنية، وتدعى الغليسريدات، وقد تكون أحادية monoglycerides أو ثنائية diglycerides أو ثلاثية triglycerides وذلك حسب عدد الحموض الدهنية المرتبطة بالغليسرول الذي يحتوي على ثلاث مجموعات هيدروكسيل، وبالتالي يمكن أن يستوعب ثلاثة حموض دهنية كحد أعلى. وتشمل الشحوم البسيطة أيضا الشموع waxes، وهي عبارة عن إسترات الحموض دهنية ذات أوزان جزيئية عالية وكحولات غير الغليسرول، ومن أمثلة الشموع دهن الصوف لانولين lanolin وشمع النحل bee wax.
وأما الشحوم المركبة compound lipids فهي عبارة عن شحوم بسيطة مرتبطة مع جزء غير دهني مثل مجموعة فوسفات أو كولين أو كربوهيدرات ... الخ. ومن


أهم الشحوم المركبة الفوسفوليبيدات phospholipids التي تحتوي على جزيء من حمض الفوسفوريك، ومن أمثلة ذلك حمض الفوسفاتيديك phosphatidic acid والليسثين lecithin أو السيفالينات cephatins. ومن الشحوم المركبة أيضا الشحوم السكرية glycolipids التي تحتوي على جزء كربوهيدراتي، والبروتينات الشحمية lipoproteins التي تحتوي على بروتين.
والشحوم المشتقة derived lipids عبارة عن نواتج تفكك الشحوم ومركبات ملحقة بها، تشمل الحموض الدهنية الحرة والكحولات طويلة السلسلة الكربونية أو الحلقية. ومن أهم أمثلتها الستيرولات sterols، التي تشمل الكوليسترول، كما تلحق بها الفيتامينات الذوابة في الدهن وهي فيتامينات k و E و D و A.
إن الدهون مصادر مركزة للطاقة، إذ يعطي الغرام الواحد منها ٩ كيلو كالوري من الطاقة. وعمليا تشكل الغليسريدات، وخاصة الغليسريدات الثلاثية، المصدر الرئيسي للدهون في غذاء الإنسان، وهي عبارة عن الزيوت والدهون التي نحصل عليها من المصادر النباتية والحيوانية المختلفة. ولا تختلف الزيوت عن الدهون إلا في درجة الصلابة، إذ تكون الزيوت سائلة في درجة حرارة الغرفة ويكون مصدرها عادة نباتيا، أما الدهون فتكون صلبة في درجة حرارة الغرفة وتكون مصادرها عادة حيوانية.
الجدول ٧- تصنيف الشحوم


ويبدأ هضم الدهون السهلة الهضم الموجودة على شكل مستحلبات في المعدة، إلا أن كمية الدهون المهضومة فيها قليلة، ونشاط الليباز المعدي محدود، لذا يحدث الهضم الرئيسي في الأمعاء. فبمجرد دخول دهون الطعام إلى الإثنا عشري، تفرز هرمونات محفزة لإفراز العصارة الصفراوية، أهمها هرمون الكوليسيستوكينين cholecystokinin فتنقبض المرارة وتفرز العصارة الصفراوية bile juice المحتوية على مواد مستحلبة للدهون، مما يزيد من مساحة سطح الدهون وينشط عمل إنزيم الليباز البنكرياسي الذي يعمل على هضم الدهون المتعادلة، وينتج عن عملية الهضم هذه حموض دهنية حرة وجزيء -٢ أحادي غليسريد.


وتمتص الحموض الدهنية الناتجة وأحادي الغليسريد من خلايا جدران الاثنا عشري والصائم، أما أملاح الصفراء فيتم امتصاصها بعد قيامها بدورها في اللفائفي. ومن الجدير بالذكر أن هناك إنزيمات محللة لجزيئات الدهون التي امتصت من الأمعاء دون هضم تفرز من خلايا جدر الأمعاء نفسها. وتتم أسترة الحموض الدهنية مع أحادي الغليسريد من جديد، لتنتج ثلاثي غليسريد جديد، ينقل بالأوعية اللمفية التي تلتقي في الوريد الأجوف العلوي superior vena cava مع الوريد الوداجي الأيسر. وتنتقل الدهون الناتجة عن الأسترة في الأوعية اللمفية على شكل مستحلب دهني، هو الدقائق الكيلوسية التي تحتوي على %٨٧ -٨١ من وزنها ثلاثي غليسريد و ٢ % كوليسترول وحوالي ١ % حموض دهنية حرة و ٢ % بروتينات شحمية lipoproteins، كما تحتوي على فيتامينات ذوابة في الدهن.
تجدر الإشارة هنا إلى أن الحموض الدهنية قصيرة السلسلة الكربونية "أقل من ١٠ ذرات كربون" تنقل في وريد الدم البابي، وليس في الجهاز اللمفي، دون أن تتأستر. ويبدو أن الحموض الدهنية الطويلة السلسلة الكربونية long-chain fatty acids ترتبط مع الكالسيوم قبل امتصاصها مكونة صابونا كلسيا غير ذائب، مما يقلل من الامتصاص والتوافر البيولوجي bioavailability لكل منهما، ويبدو أن هذا لا يحدث للحموض الدهنية قصيرة السلسلة الكربونية لأنها تكون مع أيونات الكالسيوم مركبات ذائبة وقابلة للامتصاص "٢، ١١". ويتم استقلاب الشحميات بصورة رئيسية في كل من الكبد والنسيج الدهني، وتشتمل عمليات الاستقلاب عمليات تقويض catabolism من أهمها عملية الحلمهة hydrolysis لإسترات ثلاثي الغليسريد في كل من النسيج الدهني والكبد، وعملية أكسدة الحموض الدهنية لانتاج الطاقة من خلال التأكسد البيتائي B-oxidation وغيره من الطرق. أما عمليات الابتناء anabolism الرئيسية فتشمل تكون الحموض الدهنية lipogenesis وعمليات أسترة الحموض الدهنية مع الغليسرول لتكوين الغليسريدات في كل من الكبد والنسيج الدهني.
وهناك توازن ما بين عمليات التقويض والابتناء "الحلمهة والأسترة" التي تجري على الدهون في النسيج الدهني. وفي حالة نقص الطاقة وعدم توفر الغلوكوز، فإن عمليات تقويض الدهون تزداد لتشكل مصدرا بديلا للطاقة، مع أن هذا ليس الوضع المثالي والاقتصادي للجسم لإنتاج الطاقة.


ج- البروتينات proteins:
وهذه مجموعة كبيرة من المركبات التي تتباين في درجة التعقيد وفي الصفات الكيميائية والفيزيائية، ولكنها تشترك جميعا باحتوائها على وحدات بناء تعرف باسم الحموض الأمينية amino acids. وهي تتميز عن الكربوهيدرات والدهون في أنها تحتوي على النيتروجين بالإضافة إلى عناصر الكربون والهيدروجين والأكسجين، ويكون معدل نسبة النيتروجين في البروتينات حوالي ١٦ %. ويبلغ عدد الحموض الأمينية، والتي تشكل وحدات البناء في البروتينات، عشرين حمضا، منها ٨ حموض لا يستطيع جسم الإنسان البالغ تصنيعها داخله أو يصنعها بكميات غير كافية لسد حاجة الجسم الاستقلابية لها. وتدعى هذه الحموض الحموض الأمينية الأساسية essential amino acids وهي: الليزين والثريونين واللوسين والإيزولوسين والفالين والمثيونين والتربتوفان والفينل ألانين، ويضاف إليها في الأطفال حمضان آخران هما الهستدين والأرجنين. وقد ثبت مؤخرًا أن الهستدين ضروري أيضا لصيانة الأنسجة عند البالغين نظرًا لعدم كفاية تصنيعه في الجسم. ولذا فنحن نعتبر أنه ضمن مجموعة البروتينات يوجد ٨ أو ٩ عناصر غذائية "١٠ في حالة الأطفال" لا بد من التزود بها في الغذاء. أما بقية الحموض الأمينية فتدعى حموضا أمينية غير أساسية non-essential amino acids "انظر الجدول ٨"
الجدول ٨- تصنيف الحموض حسب أساسيتها "ضروريتها" للإنسان البالغ

"*" الأرجنين والهستدين ضروريان لنمو الأطفال، والهستدين ضروري لصيانة الأنسجة في الكبار "٩، ١١".


والدور الأساسي الذي تقوم به البروتينات والحموض الأمينية في الجسم هو بناء وصيانة الأنسجة، أي أنها تدخل في تصنيع بروتينات تناسب حاجة الجسم. إلا أن البروتينات يمكن أن تستخدم لإنتاج الطاقة، وذلك في حالة نقص الكربوهيدرات في الغذاء أو عند وجود فائض من البروتينات الغذائية يزيد عن احتياجات الجسم منها لأغراض البناء وصيانة الأنسجة. وفي هذه الحالة لا يكون تأكسد البروتينات منها لأغراض البناء وصيانة الأنسجة. وفي هذه الحالة لا يكون تأكسد البروتينات والحموض الأمينية كاملا، بل يتحول الجزء النيتروجيني منها إلى يوريا urea تطرح خارج الجسم مع البول، مما يجعل كفاءة الاستفادة من البروتين لأغراض الطاقة قليلة بالمقارنة مع كفاءة العناصر الغذائية الأخرى المنتجة للطاقة.
فالطاقة الكلية الموجودة في غرام البروتين تعادل حوالي ٥.٥ كيلو كالوري، بينما تكون الطاقة الاستقلالية لغرام البروتين حوالي ٤ كيلو كالوري فقط. أي أن هناك هدر في الطاقة يخرج على شكل يوريا، كما أشرنا أعلاه، يبلغ حوالي ٢٥ % "انظر الجدول ٩ لمقارنة قيمة الطاقة في مجموعات العناصر الغذائية المنتجة لها وهي الكربوهيدرات والدهون والبروتينات".
الجدول ٩- قيمة الطاقة الكلية والطاقة الفيزيولوجية بالكيلو كالوري والكيلو جول لكل غرام من الكربوهيدرات والدهون والبروتينات
يبدأ هضم البروتينات في المعدة بفعل إنزيم الببسين، ويكمل في الأمعاء بفعل إفرازات البنكرياس التي تحتوي على إنزيمات التربسين والكيموتربسين والكاربوكسي ببتيداز وإفرازات خلايا الأمعاء التي تحتوي على الأمينو ببتيداز وثنائي الببتيداز "انظر الجدول ٥". وتمتص الحموض الأمينية الناتجة بواسطة طريقة الامتصاص النشط وتنقل في وريد الدم البابي portal blood إلى الكبد فيأخذ منها الكبد جزءا كبيرا لتجرى عليها عمليات التقويض والابتناء المختلفة.
وبشكل عام يمكن أن تستعمل الحموض الأمينية في الجسم في واحد أو أكثر


من الأغراض الرئيسية التالية: "١" إما أن تستعمل لتصنيع بروتينات جديدة-حسب حاجة الجسم، أو "٢" لبناء مركبات نيتروجينية غير بروتينية وحموض أمينية غير أساسية، أو "٣" تتأكسد لإنتاج الطاقة ويخرج الجزء النيتروجيني منها على شكل يوريا. وهناك حالة من التوازن بين هذه الأغراض الاستقلابية الثلاثة حسب حاجة الجسم ومدى توفر الطاقة من مصادر أخرى وحسب نوعية البروتين المتناول.
وفي حالة نقص البروتين أو نقص الطاقة، بحيث يستعمل جزء من البروتين كمصدر للطاقة بدلا من استعماله لأغراض البناء، فإن الجسم يصاب بالسغل marasmus أو الكواشركور kwashiorkor. وهذان المرضان واسعا الانتشار في المجتمعات الفقيرة وخاصة في الأطفال. ويتميز المرض الثاني بنقص بروتينات البلازما واحتباس السوائل فيما يعرف بالوذمة edema. ويحدث عادة في الأطفال ما بين السنة الأولى والرابعة بعد أن يفطم الطفل ويبدأ بتناول أطعمة الأسرة التي لا يراعى فيها نوعية البروتين المناسبة للطفل الصغير "١٢، ١٣". ولعل من أهم وسائل تفادي نقص البروتين والطاقة إرضاع الطفل من الثدي، فبروتين لبن الأم ذو نوعية وكمية مناسبة لاحتياجاته، ويشكل غذاء كافيا في فترة الشهور الأولى من عمر الطفل مع إعطاء الأطعمة الإضافية بعد ذلك.


د- الماء water:
الماء عنصر غذائي يتكون من الهيدروجين والأكسجين بنسبة ٢ إلى ١. وهو ضروري للجسم وله وظائف حيوية متعددة، فالماء مكون أساسي في تركيب الجسم، إذ يعادل من %٦٥-٥٥ من وزن جسم الإنسان البالغ في الوضع الصحي كما بينا من هذا الفصل، وهو ضروري لعمليات الهضم والامتصاص والاستقلاب ونقل العناصر الغذائية ونواتجها الاستقلابية ومخلفاتها السامة لإطراحها خارج الجسم على شكل بول وكذلك يلزم لنقل الحرارة وتسريبها من مكان إنتاجها.
ويحصل الجسم على الماء إما على شكل سوائل ومشروبات أو على شكل ماء الأطعمة أو ماء الاستقلاب metabolic water الناتج عن تأكسد العناصر الغذائية المنتجة للطاقة، وهي الكربوهيدرات والبروتين والدهون. وجميع مصادر الماء هذه تحقق الوظائف المذكورة أعلاه للماء وتدخل في استعمالاته المختلفة في الجسم.
وبديهي أن كمية الماء في الأطعمة تختلف حسب مصدر الغذاء. فالخبز يحتوي على حوالي ٣٥ % من وزنه ماء، بينما يحتوي البيض على ٧٥ %، والحليب حوالي


٨٧ %، والفواكه والخضراوات ما بين ٨٥ , ٩٥ % أما ماء الاستقلاب فهو حوالي ٦٠ غراما لكل ١٠٠ غرام من الكربوهيدرات و ١٠٦ غرامات لكل ١٠٠ غرام دهون و ٤١ غراما لكل ١٠٠ غرام بروتين [٩] .
ويتناول الإنسان يوميا من جميع هذه المصادر حوالي ١.٥ - ٢.٥ لتر "١-٢ لتر من المشروبات وحوالي نصف لتر ماء الأطعمة وحوالي ١/٤ لتر ماء الاستقلاب الحيوي".
يفقد الجسم الماء عن طريق الكليتين "على شكل بول" وبالتبخر الجلدي والعرق وهواء الزفير والبراز. ولكي يبقى ماء الجسم في حالة توازن تكون كمية الماء المفقودة بهذه الطرق مساوية لكمية الماء التي حصل عليها الجسم من المصادر المختلفة. غير أنه لا بد من القول بأن ما يستعمله الجسم من الماء في اليوم أكثر بكثير مما يتناوله، وذلك راجع إلى دوران الماء واستعماله المتكرر، إذ يفرز في العصارات الهاضمة ويعاد امتصاصه. فالماء يفرز في العصارات المعدية والمعوية واللمفية والبنكرياسية والصفراوية بكميات تصل إلى ٩-٨ لترات يوميا "٩".
بشكل عام يمكن القول أن احتياجات الماء اليومية تتناسب مع كمية الطعام والطاقة المتناولة، وتقدر بحوالي ١ غرام ماء لكل كيلو كالوري في حالة الكبار، و ١.٥ غرام لكل كيلو كالوري في حالة الأطفال الذين تكون احتياجاتهم النسبية للماء أكثر من الكبار. إلا أن الاحتياجات الدقيقة لكل شخص تعتمد على درجة الحرارة في المحيط ومساحة سطح الجسم وطبيعة الغذاء "الأطعمة المحتوية على أملاح عالية أو بروتينات عالية تتطلب كمية أخر من الماء ليساعد على تصريفها وإطراحها عن طريق البول" كما تعتمد على الحالة الصحية ودرجة النشاط الجسماني "٩.٨".


هـ- الفيتامينات vitamins:
الفيتامينات عبارة عن مجموعة من المركبات العضوية المعقدة في تركيبها والتي يتطلبها الجسم بكميات قليلة نسبيا، وهي ضرورية لصيانة الجسم ونموه ووقايته من الأمراض من خلال وظائفها الحيوية والهامة والتي من أبرزها تنشيط التفاعلات الاستقلابية المختلفة. وبعض الفيتامينات لا تصنع داخل الجسم مطلقا بينما يصنع بعضها "غالبا من قبل جراثيم الجهاز الهضمي" بكميات غير كافية، ولا تفي باحتياجات الجسم وما يتطلبه منها مما يحتم ضرورة الحصول عليها في الغذاء. وعدد الفيتامينات الضرورية للإنسان هو ١٣ فيتامينا تصنف في مجموعتين هما:


-الفيتامينات الذوابة في الدهن fat soluble vitamins وتشمل فيتامين A "الرتينول ومركباته" وفيتامين D "الكالسيفرول" وفيتامين E "التوكوفيرولات" وفيتامين K "الكوينانات".
-الفيتامينات الذوابة في الماء water-soluble vitamins: وتشمل فيتامين C "حمض الأسكوربيك" ومجموعة مركبات أخرى تتشابه في بعض الصفات الوظيفية أطلق عليها فيتامينات B المركب B-complex vitamins وهي مركبات الثيامين "فيتامين B١" والريبوفلافين "B٢" والنياسين وحمض البانتوثينيك والبيريدوكسين "B٦" والبيوتين وحمض الفوليك والكوبالامين "B١٢".
وفيما يلي نبذة عن أهم المصادر الغذائية للفيتامينات، ووظائفها الفيزيولوجية.
ولن نتعرض هنا لأغراض وأمراض عوزها لأن ذلك موضوع الفصل السابع كما لن نتعرض للاحتياجات الغذائية التي وردت في المقدمة.
١- فيتامين A: يوجد إما بصورة شكله الجاهز الرتينول retinol ومركباته، أو على شكل طليعة الفيتامين provitamins وهو الكاروتينات carotenoids. يوجد الرتينول ومركباته في الكبد والكلى والسمن والزبدة والمرغرين وصفار البيض. أما الكاروتينات فتوجد في الأوراق الخضراء كالسبانخ والخس والملوخية والنعناع والبقدونس وفي الجزر والفواكه الملونة، خاصة الصفراء، كالمشمش والبابايا والدراق.
وأهم وظائف الفيتامين A: "١" ضروري للإبصار وخاصة الإبصار في الظلام والتأقلم عليه، "٢" ضروري لبناء الخلايا البطانية والظهارية للجلد والعين والقنوات المختلفة في الجسم كالقناة الهضمية والبولية التناسلية والتنفسية، وله دور في تمايز الخلايا cell differentiation، وبذلك يعمل على الوقاية من الأمراض، "٣" ضروري للتكاثر وتكوين الخلايا المنوية وصحة الجنين، "٤" ضروري للنمو، ونقصه يؤدي إلى تخلف النمو، "٥" له أهمية في تكوين وإطلاق الإنزيمات الهاضمة في الجسيمات الحالة، "٦" قد يكون له دور في الوقاية من السرطان، ومنع تفاعلات الأكسدة الفائقة.
٢- فيتامين D "calciferols": أهم مصادره الأطعمة الحيوانية كالكبد والزبدة والمرغوين والكلى وصفار البيض، كما يصنع تحت الجلد من طليعة الفيتامين -٧ ثنائي هيدروالكوليسترول بواسطة الإشعاع فوق البنفسجي أو من مادة الأرغوستيرول


الموجودة في بعض النباتات البحرية التي تعمل بالإشعاع فوق البنفسجي أيضا. وفي الحالة الأولى نحصل على فيتامين D٣ "الكوليكالسيفرول cholecalciferol"، وفي الحالة الثانية نحصل على فيتامين D٢ "الأرغوكالسيفرول ergocalciferol"
أهم وظائف فيتامين D: "١" تكلس العظام والأسنان من خلال تحوله في الكلى إلى شكل هرموني هو الكالسيتريول calcitriol، "٢" تنظيم إطراح الفوسفات من الكلى وتنظيم مستوى الأسترات في أنسجة الجسم.
٣- فيتامين E "tocopherols": أهم مصادره الغذائية أجنة الحبوب والبذور الزيتية والزيوت النباتية كزيت الذرة وزيت الزيتون وزيت الصويا، كما يوجد في المنتجات الحيوانية التي أهمها الكبد والزبدة والبيض والأسماك.
أهم وظائفه: هذا الفيتامين مانع للأكسدة، فهو يقلل من أكسدة الحموض الدهنية غير المشبعة ويحفظ بذلك الخلايا التي تدخل هذه الحموض في أغشية خلاياها. كما يعتقد أن للتوكوفرولات دورا في عمليات التنفس الخلوي وتصنيع بعض المركبات الهامة في الجسم مثل الحموض النووية.
٤- فيتامين K "quinines": من أهم مصادره الخضراوات الورقية مثل الخس والملفوف والسبانخ والدرنات والبندورة وحبوب الغلال. ومن مصادره الحيوانية الهامة الكبد واللحوم الحمراء، ويوجد بكميات أقل في البيض والحليب. وتصنعه بكتيريا الأمعاء مما يغطي نسبة من احتياجات الإنسان له.
ووظيفة فيتامين K الرئيسية هي أنه ضروري لتكوين عوامل تخثير الدم التي تصنع في الكبد، وأهمها البروثرومبين prothrombin. كما توجد أدلة على دوره في نقل الإلكترونات في الفسفرة التأكسدية وإنتاج الطاقة.
٥- الثيامين "thiamin" B١: أهم مصادره الغذائية أجنة الحبوب ونخالة الحبوب والحبوب والبقوليات الكاملة واللحوم والكبد والبيض. ونظرا لإزالته من النخالة، أثناء عملية الطحن والاستخلاص لتحضير الطحين الأبيض، يكون الطحين الأبيض مصدرا فقيرا به ولا بد من إغنائه بهذا الفيتامين وبغيره من الفيتامينات والأملاح المعدنية التي تفقد هي الأخرى من جراء عملية الاستخلاص هذه "انظر الجدول ١٠" "١٤".
أهم وظائفه الفيزيولوجية أنه ضروري من خلال شكله النشط بيروفوسفات الثيامين thiamin pyrophosphate "tpp" لتنشيط إنزيمات الكاربوكسيلاز


Carboxylases والترانسكيتولازات transketolases الضرورية لاستقلاب الكربوهيدرات ودورة كربس.
٦- الريبوفلافين "riboflavin" B٢: أهم مصادره حبوب الغلال الكاملة والخميرة وأجنة الحبوب والحليب والبيض والكبد والكلى واللحوم والبروكولي broccoli والهليون asparagus.
أهم وظائفه: تنشيط الإنزيمات من خلال دخوله في تركيب تميم بعض الإنزيمات الهامة في عمليات الاستقلاب لكل من الكربوهيدرات والدهون والبروتينات، مثل التميم flavin mononucleotide "FMN"، والتميم flavin adenine dinucleotide "FAD".
الجدول -١٠ الإضافات الموصى بها لإغناء طحين القمح الناتج عن درجة الاستخلاص المنخفضة في عدة دول من العالم "الكميات بالمليغرام لكل كيلو غرام"*
"*" المرجع رقم "١٤" "١٩٧٩" Marks, j
٧- النياسين niacin: يوجد النياسين في أطعمة نباتية وحيوانية عديدة، أهمها اللحوم والسمك وحبوب الغلال الكاملة والجوزيات وخاصة الفول السوداني. ومع أن الذرة تحتوي على مقادير جيدة من النياسين، إلا أنه يكون مرتبطا ببروتين يحول دون امتصاصه ويقلل من وفرته الحيوية. كما يحصل الجسم على النياسين من تصنيعه من الحمض الأميني تربتوفان بكفاءة ١: ٦٠.


من الناحية الوظيفية، يدخل النياسين في تركيب تميمين إنزيميين هما النيكوتيناميد أدنين ثنائي النوويد "NAD" nicotinamide adenine dinucleotide وفوسفات النيكوتيناميد ثنائي النوويد "NADP", وهما ضروريان لتنشيط كثير من التفاعلات الكيميائية "ما لا يقل عن ٤٠ تفاعلا من تفاعلات نقل الإلكترونات".
٨- حمض البنتوثينيك pantothenic acid: هذا الفيتامين واسع الانتشار، والخميرة أغنى مصادره "٢٠ مليغرام/ ١٠٠ غرام"، كما يوجد في الكبد واللحوم والبيض والحليب والبقوليات والحبوب والعسل والخضراوات خاصة الجزر والبطاطس.
يدخل هذا الفيتامين في تركيب تميم الإنزيم A الضروري لتنشيط العديد من الإنزيمات الضرورية لاستقلاب الكربوهيدرات والدهون والبروتينات.
٩- فيتامين B٦ "pyridoxine": أهم مصادر فيتامين B٦ اللحوم والكبد والأسماك وأغلفة الحبوب الخارجية والأجبان والخضراوات كالسبانخ والجزر والبطاطا.
ينشط تميم الإنزيم المشتق من فيتامين B٦، وهو فوسفات البيرويدوكسين pyridoxine phosphate، عددا كبيرا من الإنزيمات وخاصة تلك المتعلقة باستقلاب البروتين والحموض الأمينية.
١٠- البيوتين biotion: ليس ثمة خشية من نقص هذا الفيتامين في الإنسان لكثرة مصادره التي أهمها الكبد والخميرة والكلى، كما يوجد بكميات أقل في اللحوم وصفار البيض والجبن وحبوب الغلال الكاملة.
أهم وظائفه الفيزيولوجية: يدخل كتميم إنزيم في التفاعلات الإنزيمية التي تتم فيها إضافة ثاني أكسيد الكربون، مثلا إنزيمات ترانس كربوكسيلاز carboxylases trans-، وتصنيع الحموض ثنائية الكربوكسيل والحموض الدهنية، واستقلاب التربتوفان وتحوله إلى نياسين، وتفاعلات نزع المجموعة الأمينية لكل من حمض الأسبارتيك والسيرين والمثيونين.
١١- حمض الفوليك folic acid: مصادره كثيرة وأهمها الخميرة والكبد والكلى وأجنة الحبوب والفطر والليمون والفراولة والموز والخضراوات، وأهمها السبانخ والهليون والبروكولي والفاصولياء، ويحتوي الحليب على كمية قليلة منه.
أهم وظائفه تتعلق بنقل المجموعات المحتوية على ذرة كربون واحدة "الوحدات أحادية الكربون ١- carbon units الضرورية لتصنيع الكثير من المركبات الهامة كالبيريميدينات والبورينات، وتصنيع المثيونين والكولين وغيرها من المركبات


الهامة، أي أن هذا الفيتامين ضروري لتكوين الحموض النووية وكريات الدم، ويؤدي نقصه إلى فقر الدم ذي الأرومات الضخمة megaloblastic anemia.
١٢- فيتامين B١٢ "cobalamins": مصادر هذا الفيتامين كلها حيوانية "ولا يوجد في الأطعمة النباتية" وأهمها الكبد والكلى والأسماك "خاصة الرنكة herring والأسقمري mackerel" والجبنة والبيض والحليب واللحوم الحمراء.
أهم وظائفه: يتداخل وظيفيا مع حمض الفوليك، ويبدو أنه يعمل على تصنيع المجموعات أحادية الكربون فيما يقوم حمض الفوليك بنقلها إلى أماكن الاستفادة منها. وأهم هذه المجموعات الميثيل methyl groups الضرورية لتكوين البورينات purines والبيريميدينات pyrimidines وكريات الدم الحمراء. ويؤدي نقصه إلى فقر الدم الوبيل pernicious anemia.
١٣- فيتامين c "ascorbic acid": مع أن المشهور عند الناس أن هذا الفيتامين يوجد في الحمضيات "الليمون والبرتقال.."، إلا أنه يوجد أيضا بتركيز عال نسبيا في كثير من الأطعمة، كالورق الملفوف والفلفل الأخضر "الفليفلة" والجوافة والفراولة والسبانخ والبروكولي.
وظائف هذا الفيتامين:
١- استقلاب الحموض الأمينية خاصة التربتوفان والتيروزين والبرولين.
فهو ضروري لتصنيع الهيدروكسي برولين من البرولين وبالتالي تصنيع الكولاجين اللازم لربط الخلايا التي تنتج بالانقسام كعملية شفاء الجروح. كما أنه ضروري لتكوين النياسين من التربتوفان.
٢- ضروري لامتصاص الحديد وذلك باختزال الحديديك إلى حديدوز، مما ينعكس على بناء الهيموغلوبين ويقي من فقر الدم.
٣- ضروري لعملية شفاء الجروح.
٤- يقي بعض الفيتامينات الأخرى من التأكسد والتلف خاصة فيتامين A وفيتامين E وفيتامينات B. ويعتقد أيضا أن فيتامين C ضروري لتكوين هرمونات الغدة الكظرية والوقاية من خطر الأوزون الجوي وخطر الألدهيدات الناتجة عن التدخين ومنع تكوين النيتريت من النيترات وإبطال المفعول السمي للهستامين، وبالتالي فقد يكون له دور وقائي من مرض السرطان [١٥،١٦] .


و العناصر المعدنية mineral elements:
لقد مر معنا في هذا الفصل أن العناصر المعدنية تشكل حوالي ٤ % من وزن الجسم، وأنه يوجد ما لا يقل عن ٣٨ عنصرا منها يمكن كشفه داخل الجسم. ومر معنا أيضا أن ١٧ منها ضرورية للجسم، أي يجب أن تتوفر في الغذاء، و ٦ شبه ضرورية أي يتوفر فيها بعض الشروط لتعتبر ضرورية. بينما يوجد مجموعة أخرى في الجسم غير ضرورية "ملوثات contaminants".
والعناصر المعدنية، كالفيتامينات والماء، لا تتأكسد لإنتاج الطاقة، لكنها تلعب دورا هاما في تحفيز التفاعلات الكيميائية الحيوية enzyme catalysts من خلال عملها كعوامل متممة cofactors. كما أن لها وظائف تركيبية وبنائية "مثلا الكالسيوم والفوسفات في العظام والحديد في كريات الدم الحمراء"، ووظائف تنظيمية كالمحافظة على الضغط التناضحى وحركة السوائل بين جوبات الجسم "مثال ذلك أيونات الصوديوم والبوتاسيوم"، والمحافظة على التوازن الحمضي القاعدي "مثال ذلك الكهارل الموجبة والسالبة: الصوديوم والبوتاسيوم والكلور والفوسفات والكبريتات"، ونقل التدفعات العصبية nerve impulses "البوتاسيوم والكالسيوم"، وسوف نستعرض فيما يلي أهم وظائف العناصر المعدنية الأساسية، ويبين الجدول ١١ أهم المصادر الغذائية للعناصر المعدنية الأساسية.
أما أعراض نقص المعادن فهو مشروح بالتفصيل في فصل تال من هذا الكتاب.
١- الكالسيوم والفوسفور calcium and phosphorus. أهم وظائف هذين العنصرين تكلس وبناء العظام والأسنان. كما أن للكالسيوم أهمية في تخثر الدم من خلال تصنيع الثرومبين، وفي تقلص العضلات، ونفوذية الأغشية للسوائل وتنشيط الإنزيمات"خاصة الإنزيمات المنشطة لتحلل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ATPase". وللفوسفور عدة وظائف أخرى أهمها المساعدة في امتصاص الغلوكوز والغليسرول من الأمعاء، واستقلاب الكربوهيدرات والدهون والبروتينات خاصة البروتينات النووية، وهو يدخل في تركيب جزيئات الأدينوزين ثلاثي الفوسفات. ATP، كما يحافظ على التوازن الحمضي-القاعدي.
٢- المغنيزيوم magnesium. هذا العنصر من أهم العناصر المعدنية في تنشيط الإنزيمات، مثلا إنزيم الفوسفاتاز القلوي والأنولاز والأرجناز والأتباز ATPase، وهو بذلك يتكامل مع عمل الكالسيوم في منع التكزز tetany الناتج عن عدم وفرة الطاقة في العضلات.
٣- الصوديوم والبوتاسيوم والكلور sodium, potassium and chlorine وهذه هي


العناصر المتأينة "الكهارل electrolytes" وتشترك جميعها في أنها تدخل في تنظيم العلاقات التناضحية وحركة السوائل، كما أن لها دورا في تنظيم التوازن الحمضي القاعدي acid-base balance. وللصوديوم وظائف أخرى أهمها نفاذية الخلية وسرعة إثارة "هيوجية" العضلات ونقل التدفعات الكهربائية-الكيمائية في الأعصاب.
والوظيفة الأخيرة يشاركه فيها البوتاسيوم الذي ينظم حركة العضلات وارتخاءها بعد التقلص كما أن له دورا في عمليات استقلاب وابتناء البروتين والكربوهيدرات، إذ يدخل داخل الخلايا المتكونة، كما يحتوي غرام من الغليكوجين على ٠.٣٦ ملي مكافئ من البوتاسيوم. أما الكلور فهو بالإضافة إلى ما ذكر يدخل في تركيب حمض الهيدروكلوريك الذي تفرزه المعدة، وبذا يكون له دور في عملية هضم البروتين في المعدة.
الجدول ١١- أهم المصادر الغذائية للعناصر الضرورية للجسم


٤- الكبريت sulfur. يدخل الكبريت في تركيب البروتينات، إذ تحتوي ثلاثة حموض أمينية على هذا العنصر، كما يدخل في تركيب بعض الفيتامينات "الثيامين والبيوتين وحمض الليبويك". وينشط الإنزيمات من خلال مجموعات السلفهيدريل sulfhydryl groups، بالإضافة إلى أن بعض مركباته لها أهمية في إبطال مفعول المواد السامة في الجسم "detoxification".
٥- الحديد iron. يدخل الحديد في تركيب الهيموغلوبين hemoglobin والميوغلوبين myoglobin الموجود في العضلات. والهيموغلوبين ضروري لنقل الأكسجين من الرئتين إلى الخلايا للأكسدة وإنتاج الطاقة، كما أن ضروري لنقل ثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين للتخلص منه. والحديد ضروري لعملية التأكسد الخلوي من خلال تنشيط الإنزيمات اللازمة لذلك وخاصة إنزيمات السيتوكرومات والكاتلاز والبيروكسيداز واكسيداز الزانثين، وتنشيط تفاعلات إنزيمية كثيرة أخرى.
كما يعتقد أن للحديد أهمية في تصنيع الكولاجين، وإنتاج الأجسام المضادة، وإبطال مفعول الأدوية ذات التأثيرات السامة، وإزالة الدهون الزائدة من الدم [١١] .
٦- النحاس copper. النحاس ضروري لتنشيط الكثير من الإنزيمات، من أهمها إنزيمات أكسيداز السيتوكروم cytochrome oxidases وأكسيداز حمض الأسكوربيك ascorbic acid oxidase والتيروسيناز tyrosinase واليوريكاز uricase. لذا نجد أن الوظائف التي يقوم بها النحاس كثيرة جدا. فهو ضروري في عمليات استقلاب الطاقة وتكوين الهيموغلوبين. ويبدو أن له دورا في تحسيت امتصاص الحديد من خلايا جدر الأمعاء، وتحريكه من الكبد إلى البلازما، واستعماله في بناء الهيموغلوبين، والوقاية من فقر الدم، كما أن له أهمية في تكوين العظام وصحة وسلامة النخاعين myelin المغلف للعصبونات.
٧- الزنك "الخارصين" zinc. اكتشفت أهمية الزنك في تغذية الإنسان في مطلع الستينات. وأثبتت الأبحاث التي تبعت ذلك أهميته لجميع أنسجة الجسم. فهو مكون للإنزيمات، وضروري لتنشيط ما لا يقل عن ١٠٥ إنزيمات منها كاربونيك انهيدراز carbonic anhydrase ودي هيدروجيناز الكحول وبوليميراز الدنا DNA polymerase والكاربوكسي ببتيداز، وهو ضروري للنمو وانقسام الخلايا وشفاء الجروح وتكوين المناعة الخلوية cellular immunity، ولحاستي الذوق والشم، ولنقل فيتامين A من مخزونه الكبدي وتحولاته الاستقلابية الأخرى، وللنضج


الجنسي إذ اقترن عوزه مع تأخر البلوغ الجنسي وضعف تكوين الحيوانات المنوية في الذكور وقلة إفرازها.
٨- اليود iodine. اليود منظم لنمو وتطور الجسم ولمعدل الاستقلاب الأساسي فيه "BMR" basal metabolic rate من خلال دخوله في هرموني الغدة الدرقية، وهما الثيروكسين thyroxine وثلاثي يود الثيرونين tri- iodothyronine وقد يكون له أهمية أيضا في امتصاص الكربوهيدرات وتصنيع البروتين وتنظيم تصنيع الكوليسترول.
٩- المنغنيز manganese. للمنغنيز أهمية في استقلاب الكربوهيدرات من خلال تنشيط كثير من التفاعلات الإنزيمية، مثلا إنزيم الترانسكيتولاز، وتكوين الكربوهيدرات المخاطية mucopolysaccharides الضرورية لتكون الغضاريف. وهو ضروري لتكوين اليوريا من خلال تنشيطه للإنزيمات وبعض جوانب استقلاب البروتينات كالتحولات المتبادلة بين الحموض الأمينية، ونقل الدهون من الكبد وتنشيط الليباز، وتصنيع الحموض الدهنية طويلة السلسلة الكربونية.
١٠- الكوبلت cobalt. هذا العنصر ضروري لتصنيع فيتامين B١٢ من قبل جراثيم الأمعاء الغليظة. غير أن ذلك ليس ذا أهمية كبيرة في الإنسان لقلة امتصاص الفيتامين المصنع. كما أنه ضروري لتكوين حمض البروبيونيك، وربما يكون له دور في تنشيط بعض الإنزيمات الأخرى في الجسم.
١١- الموليبدينوم molybdenum. الموليبدينوم ضروري لتنشيط إنزيم أكسيداز الزنثين xanthine oxidase الضروري لتكوين حمض اليوريك uric acid من البورينات وأكسيداز الألدهيد الذي يؤكسد الألدهيدات إلى حموض عضوية، كما أنه يحرك الحديد من مخزونه الكبدي. ويبدو أن لهذا العنصر أهمية في الوقاية من نخر الأسنان بزيادة احتفاظ الأسنان بالفلور [١١] .
١٢- السلينيوم selenium. يدخل السلينيوم في تركيب إنزيم بيروكسيداز الغلوتاثيون glutathione peroxidase الذي يعمل على إزالة فوق أكسيد الهيدروجين والوقاية من تزنخ الدهون ومن تحلل كريات الدم [١٦، ١٧] . وقد عولج به نخر الكبد liver necrosis في الجرذان، وعولجت به الحملان والعجول من حثل العضلات muscular dystrophy، وفراخ الدواجن من مرض الأهبة النضحية exudative "١٦" diathesis. لذا يوجد تداخل وظيفي بينه وبين فيتامين E [١٧] .


١٣- الكروم chromium. له أهمية في استقلاب "أيض" الكربوهيدارت من خلال عمله كجزء من عامل تحمل الغلوكوز glucose tolerance "١٨" الذي يساعد على ربط الأنسولين بغشاء الخلية فيقلل بذلك مستوى السكر في الدم. وقد يكون له دور أيضا في تنظيم الكوليسترول في الدم "١٩، ٢٠".
١٤- الفلور fluorine للفلور دور في الوقاية من نخر "تسوس" الأسنان، غير أن الآلية الدقيقة لذلك غير معروفة، والنظرية الأكثر قبولا لدور الفلور في منع التسوس هي أن الفلور يحل محل مجموعة الهيدروكسيل مكونا بلورات فلورو الأباتيت fluoroapatite الصلبة والتي تقاوم التحلل بالجراثيم أكثر من بلورات الأباتيت الهيدروكسيلية الموجودة في الأسنان. وقد وجد أن إضافة جزء واحد في المليون "ppm" من الفلور إلى المياه التي محتوى الفلور فيها ٠.٥ جزء بالمليون يقلل من تسوس الأسنان [٧] . كما تبين أن له وظائف أخرى في الحيوانات، فنقصه أدى إلى تخلف النمو وتأخر النضج الجنسي وتخلف نمو الهيكل العظمي في الجرذان [٢١] .


المكونات الغذائية وإنتاج الطاقة:
رأينا مما تقدم أن العناصر الغذائية المنتجة للطاقة هي الواقعة ضمن مجموعات الكربوهيدرات والشحوم والبروتينات، وإن أكثرها تركيزا بالطاقة هي الشحوم "٩ كيلو كالوري لكل غرام مقابل ٤ كيلو كالوري لكل غرام لكل من الكربوهيدرات والبروتينات". كما ذكرنا أن الجسم يحصل في الظروف المثلى على طاقته بصورة رئيسية من الكربوهيدرات، فهي المركبات ذات الأولوية لإنتاج الطاقة.
بينما لا تتأكسد الفيتامينات والماء والعناصر المعدنية لإنتاج الطاقة، وإن كانت هامة في تفاعلات الأكسدة وإنتاج الطاقة "الماء ضروري لنقل حرارة التفاعل من مكان إنتاجها والتخلص منها، والفيتامينات تعمل تميمات للإنزيمات coenzymes، والعناصر المعدنية كعوامل مرافقة clfactors تنشط التفاعلات الإنزيمية". ولذا يمكن تقسيم مجموعات المكونات الغذائية من حيث انتاج الطاقة إلى ثلاثة أقسام هي:
١- المكونات الغذائية ذات الأولوية في إنتاج الطاقة. وهي الكربوهيدرات التي يتمثل دورها الأساسي بتزويد الجسم بالطاقة.
٢- المكونات الغذائية التي دورها الأساسي بنائي ولكن قد تستعمل لتزويد الجسم بالطاقة عند فائض منها أو عند عدم كفاية الكربوهيدرات. وهذه تشمل البروتينات والدهون والسكريات الخماسية مثل سكر الريبوز ribose الذي.


يدخل في تركيب الحموض النووية RNA، DNA، إذ أن ١٠ - ١٥ % من الوزن الجاف لنواة الخلية يتألف من الدنا DNA و ٢ - ٢٠ % من الوزن الجاف للنواة يتألف من الرنا RNA "٨".
٣- مكونات غذائية لا تنتج الطاقة، ولكنها ضرورية لتحرير الطاقة من العناصر المنتجة لها إما لدخولها في التفاعلات الإنزيمية كمادة متفاعلة أو ناتجة كما هو الحال في الماء، أو أنها تنشط الإنزيمات كما ذكرنا أعلاه، وهذه هي المعادن والفيتامينات.
والطاقة هي القوة التي يتمكن الجسم الحي من خلالها من القيام بالنشاطات الاستقلابية المختلفة التي تحافظ على استمرار الحياة. والحاجة إليها مستمرة ما استمرت الحياة. ومصدرها للجسم هو الغذاء، والمصدر الأصلي لجميع أنواع الطاقة هو الطاقة الشمسية. ولكن توجد الطاقة بأشكال مختلفة قابلة للتحول إلى بعضها البعض داخل الجسم. فبعملية التخليق الضوئي Photosynthesis تتكون الكربوهيدرات البسيطة التي منها تتكون مواد أخرى بروتينية ودهنية وكربوهيدراتية معقدة. وتكوُّن الكربوهيدرات البسيطة يتم حسب التفاعل التالي:
ويحتاج الإنسان والحيوان الطاقة لأغراض مختلفة، تشكل بمجموعها الاحتياجات الكلية للطاقة التي تتراوح بين ٢٠٠٠, ٣٠٠٠ كيلو كالوري في اليوم للبالغين "راجع مقدمة الكتاب". وتلزم الطاقة للجسم للأغراض التالية:
١- عمليات الاستقلاب الأساسي basal metabolism الضرورية لاستمرار الحياة وتشمل ضخ الدم من القلب والحركة اللاإرادية للعضلات والأنسجة المختلفة الأخرى كحركة الأمعاء وعمل الكليتين ومضخة الصوديوم الخ ... ويمكن قياس حاجة الجسم لطاقة الاستقلاب الأساسي باستعمال جهاز خاص يقيس استهلاك الأكسجين وثاني أكسيد الكربون المطروح في هواء الزفير respirometer وحساب مصروف الطاقة بظروف قياسية "معيارية" اصطلح عليها العلماء، مثل أن يكون الإنسان في حالة استرخاء كامل ومضطجعا، ومضى على آخر وجبة تناولها ١٢ - ١٦ ساعة، وفي درجة حرارة مريحة "٢١ - ٢٤ درجة مئوية". ويعتمد معدل الاستقلاب الأساسي basal metabolic rate على عدة عوامل منها الجنس


والحالة الفيزيولوجية ودرجة حرارة الجسم والمرض والإفرازات الهرمونية.
٢- النشاط الجسماني، فهناك حاجة للطاقة تستغل في الحركة والنشاط الجسماني. وكلما زادت درجة النشاط زاد مصروف الطاقة. فبينما هو ٨٠ - ١٠٠ كيلو كالوري في الساعة لدى الأشخاص الذين لا يقومون بنشاط، يصل إلى ٣٥٠ كيلو كالوري أو أكثر في الساعة في حالة العمل الشاق والرياضة العنيفة [٢٢] . ويمكن تحديد الطاقة الإضافية لطاقة الاستقلاب الأساسي حسب درجة النشاط كما يلي:
٣- التأثير الديناميكي النوعي للأطعمة specific dynamic effect، ويدعى أيضا التأثير المولد للحرارة calorigenic effect ويتمثل بالطاقة المستهلكة نتيجة لهضم وامتصاص واستقلاب الطعام بعد تناوله، أي أنها الضريبة التي يدفعها الجسم للاستفادة من الطعام، وتعادل حوالي ٥ % من طاقة الكربوهيدرات والدهون المتناولة، بينما تصل إلى ٣٠ % من طاقة البروتينات، ومتوسط قيمتها للوجبة المختلطة يقدر بـ ١٠ % من الطاقة الغذائية المتناولة [٢٣] .
٤- المحافظة على درجة حرارة الجسم. ففي الطقس البارد تفقد كمية أكبر من الحرارة للمحافظة على درجة حرارة الجسم ثابتة "تزيد الطاقة بمقدار ٥ لكل انخفاض مقداره ١٠ درجات" وتكون نسبة الفقد في الصغار أعلى من تلك التي للكبار نظرا لكون مساحة سطوح أجسامهم أكبر نسبيا من البالغين.
٥- النمو growth إن بناء أنسجة جديدة في الجسم أثناء مرحلة النمو يتطلب كمية من الطاقة، مما يؤثر على احتياجات الإنسان من الطاقة وخاصة خلال فترة النمو السريع.


وواضح أن لكل فرد احتياجات محدودة من الطاقة حسب هذه العوامل. وإذا لم تتم تلبية هذه الاحتياجات يلجأ الجسم إلى مخزونه من الدهون وبروتينات الأنسجة لتلبيتها، مما قد ينتج عنه السغل marasmus ونقص الوزن. وبالمقابل فإن الاستمرار بتناول كمية من الطاقة أعلى من الاحتياجات اليومية تنتج عنه السمنة obesity وزيادة الوزن. والسمنة مشكلة صحية تقترن بالكثير من الأمراض كالسكري وأمراض القلب والنقرس وسواها. وبشكل عام يمكن تخفيف الوزن بتقليل الطاقة الغذائية: فكل نقص في وزن الجسم مقداره ١ كيلو غرام يحتاج إلى تقليل الطاقة الغذائية بمقدار ٧٧٠٠ كيلو كالوري، ذلك لأن الغرام الواحد من النسيج الدهني يعادل ٧.٧ كيلو كالوري. أي لتخفيض الوزن بمقدار كيلو غرام في الأسبوع ينبغي تقليل الطاقة الغذائية في اليوم بمقدار ١١٠٠ كيلو كالوري عن الاحتياجات اليومية.
وأهم المصادر الغذائية الغنية بالطاقة الزيوت والدهون والحبوب والنشويات والبقوليات والحلويات العربية "مركزة بالسكر" والسكريات البسيطة "سكر المائدة" والفواكه المجففة. وتجدر الإشارة هنا إلى أن الكحول يعتبر مصدرا غنيا بالطاقة "٧ كيلو كالوري/ غرام"؛ غير أن المشروبات الكحولية، بالإضافة إلى أضرارها الصحية والاجتماعية وربما الاقتصادية، لها أضرار تغذوية، ويؤدي استهلاكها والإدمان عليها إلى سوء تغذية ونقص للكثير من العناصر الغذائية نظرا لأنها مصدر للكالوري الفارغة empty calories وليس لعناصر غذائية، كما هو الحال في الأطعمة الأخرى، فضلا عن أن استقلابها "وأكسدتها" يزيد من الطلب على بعض العناصر الغذائية مثل الثيامين والنياسين والزنك" ويؤدي لظهور أعراض عوزها.