24: الأيض والتغذية
- Page ID
- 203076
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
سيطلعك هذا الفصل على بعض التفاعلات الكيميائية الأساسية للحياة، والتي يشار إلى مجموعها باسم الأيض. سيكون محور هذه المناقشات هو ردود الفعل الابتنائية وردود الفعل التقويضية. سوف تدرس التفاعلات الكيميائية المختلفة المهمة للحفاظ على الحياة، بما في ذلك سبب وجوب الحصول على الأكسجين، وكيفية نقل الميتوكوندريا للطاقة، وأهمية بعض الهرمونات «الأيضية» والفيتامينات.
- 24.0: مقدمة لعملية التمثيل الغذائي والتغذية
- الأكل ضروري للحياة. ينظر الكثير منا إلى تناول الطعام ليس فقط على أنه ضرورة، ولكن أيضًا متعة. ربما طُلب منك منذ الطفولة أن تبدأ اليوم بإفطار جيد لإعطائك الطاقة اللازمة لقضاء معظم اليوم. من المرجح أنك سمعت عن أهمية اتباع نظام غذائي متوازن، مع الكثير من الفواكه والخضروات. ولكن ماذا يعني كل هذا لجسمك والعمليات الفسيولوجية التي يقوم بها كل يوم؟
- 24.1: نظرة عامة على التفاعلات الأيضية
- تتم عمليات التمثيل الغذائي باستمرار في الجسم. الأيض هو مجموع جميع التفاعلات الكيميائية التي تشارك في الهدم والتمثيل الغذائي. تسمى التفاعلات التي تحكم تكسير الطعام للحصول على الطاقة التفاعلات التقويضية. على العكس من ذلك، تستخدم التفاعلات الابتنائية الطاقة الناتجة عن التفاعلات التقويضية لتجميع جزيئات أكبر من جزيئات أصغر، مثل عندما يشكل الجسم البروتينات عن طريق ربط الأحماض الأمينية معًا. كلا المجموعتين من ردود الفعل حاسمة.
- 24.2: استقلاب الكربوهيدرات
- الكربوهيدرات هي جزيئات عضوية تتكون من ذرات الكربون والهيدروجين والأكسجين. تشمل عائلة الكربوهيدرات السكريات البسيطة والمعقدة. يعد الجلوكوز والفركتوز أمثلة على السكريات البسيطة، والنشا والجليكوجين والسليلوز كلها أمثلة على السكريات المعقدة. تسمى السكريات المعقدة أيضًا السكريات المتعددة وهي مصنوعة من جزيئات أحادية السكاريد المتعددة. تعمل السكريات كمخزن للطاقة وكمكونات هيكلية.
- 24.3: استقلاب الدهون
- يتم تناول الدهون (أو الدهون الثلاثية) داخل الجسم كغذاء أو تصنيعها بواسطة الخلايا الشحمية أو خلايا الكبد من سلائف الكربوهيدرات (الشكل 24.3.1). يستلزم استقلاب الدهون أكسدة الأحماض الدهنية إما لتوليد الطاقة أو تخليق دهون جديدة من جزيئات مكونة أصغر. يرتبط استقلاب الدهون بعملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات، حيث يمكن تحويل منتجات الجلوكوز (مثل الأسيتيل CoA) إلى دهون.
- 24.4: استقلاب البروتين
- يتكون جزء كبير من الجسم من البروتين، وتتخذ هذه البروتينات عددًا لا يحصى من الأشكال. وهي تمثل مستقبلات إشارات الخلايا، وجزيئات الإشارة، والأعضاء الهيكلية، والإنزيمات، ومكونات الاتجار داخل الخلايا، وسقالات المصفوفة خارج الخلية، والمضخات الأيونية، والقنوات الأيونية، وناقلات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون (الهيموجلوبين). هذه ليست حتى القائمة الكاملة!
- 24.5: حالات التمثيل الغذائي في الجسم
- تأكل بشكل دوري طوال اليوم؛ ومع ذلك، تحتاج أعضائك، وخاصة الدماغ، إلى إمدادات مستمرة من الجلوكوز. كيف يلبي الجسم هذا الطلب المستمر على الطاقة؟ يقوم جسمك بمعالجة الطعام الذي تتناوله لاستخدامه على الفور، والأهم من ذلك، لتخزينه كطاقة للطلبات اللاحقة. إذا لم تكن هناك طريقة لتخزين الطاقة الزائدة، فستحتاج إلى تناول الطعام باستمرار من أجل تلبية متطلبات الطاقة.
- 24.6: توازن الطاقة والحرارة
- ينظم الجسم درجة حرارة الجسم بإحكام من خلال عملية تسمى التنظيم الحراري، حيث يمكن للجسم الحفاظ على درجة حرارته ضمن حدود معينة، حتى عندما تكون درجة الحرارة المحيطة مختلفة جدًا. تظل درجة الحرارة الأساسية للجسم ثابتة عند حوالي 36.5-37.5 درجة مئوية، وفي عملية إنتاج ATP بواسطة الخلايا في جميع أنحاء الجسم، تكون حوالي 60٪ من الطاقة المنتجة في شكل حرارة تستخدم للحفاظ على درجة حرارة الجسم.
- 24.7: التغذية والحمية
- تُستخدم الكربوهيدرات والدهون والبروتينات الموجودة في الأطعمة التي تتناولها للحصول على الطاقة لدعم الأنشطة الجزيئية والخلوية وأنشطة الجهاز العضوي. الأهم من ذلك، يتم تخزين الطاقة بشكل أساسي على شكل دهون. تؤثر كمية ونوعية الطعام الذي يتم تناوله وهضمه وامتصاصه على كمية الدهون المخزنة كسعرات حرارية زائدة. النظام الغذائي - سواء ما تأكله أو مقدار ما تأكله - له تأثير كبير على صحتك.