Skip to main content
Global

24.5: حالات التمثيل الغذائي في الجسم

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    203113

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    أهداف التعلم

    • وصف ما يحدد كل حالة من حالات التمثيل الغذائي الثلاث
    • وصف العمليات التي تحدث أثناء الحالة الاستيعابية لعملية التمثيل الغذائي
    • وصف العمليات التي تحدث أثناء حالة الأيض بعد الامتصاص
    • اشرح كيف يعالج الجسم الجلوكوز عندما يكون الجسم محرومًا من الوقود
    الشكل\(\PageIndex{1}\): الحالة الاستيعابية. خلال حالة الامتصاص، يهضم الجسم الطعام ويمتص العناصر الغذائية.

    حالة ما بعد الاستيعاب

    تحدث حالة ما بعد الامتصاص، أو حالة الصيام، عندما يتم هضم الطعام وامتصاصه وتخزينه. عادة ما تصوم طوال الليل، لكن تخطي الوجبات خلال اليوم يضع جسمك في حالة ما بعد الامتصاص أيضًا. خلال هذه الحالة، يجب أن يعتمد الجسم مبدئيًا على الجليكوجين المخزن. تبدأ مستويات الجلوكوز في الدم في الانخفاض عندما تمتصه الخلايا وتستخدمه. استجابة لانخفاض الجلوكوز، تنخفض مستويات الأنسولين أيضًا. يتباطأ تخزين الجليكوجين والدهون الثلاثية. ومع ذلك، نظرًا لمتطلبات الأنسجة والأعضاء، يجب الحفاظ على مستويات الجلوكوز في الدم في المعدل الطبيعي من 80 إلى 120 مجم/ديسيلتر. استجابة لانخفاض تركيز الجلوكوز في الدم، يتم إطلاق هرمون الجلوكاجون من خلايا ألفا في البنكرياس. يعمل الجلوكاجون على خلايا الكبد، حيث يمنع تخليق الجليكوجين ويحفز تكسير الجليكوجين المخزن مرة أخرى إلى جلوكوز. يتم إطلاق هذا الجلوكوز من الكبد لاستخدامه من قبل الأنسجة الطرفية والدماغ. ونتيجة لذلك، تبدأ مستويات الجلوكوز في الدم في الارتفاع. سيبدأ تكوين الجلوكوز أيضًا في الكبد ليحل محل الجلوكوز الذي تستخدمه الأنسجة الطرفية.

    بعد تناول الطعام، تتم معالجة الدهون والبروتينات كما هو موضح سابقًا؛ ومع ذلك، تتغير معالجة الجلوكوز قليلاً. تمتص الأنسجة الطرفية الجلوكوز بشكل تفضيلي. الكبد، الذي عادة ما يمتص الجلوكوز ويعالجه، لن يفعل ذلك بعد صيام طويل. سيستمر تكوين الجلوكوز المستمر في الكبد بعد الصيام ليحل محل مخازن الجليكوجين التي تم استنفادها في الكبد. بعد تجديد هذه المخازن، سيتم تحويل الجلوكوز الزائد الذي يمتصه الكبد إلى الدهون الثلاثية والأحماض الدهنية للتخزين طويل الأجل. \(\PageIndex{2}\)يلخص الشكل عمليات التمثيل الغذائي التي تحدث في الجسم أثناء حالة ما بعد الامتصاص.

    الشكل\(\PageIndex{2}\): حالة ما بعد الاستيعاب. خلال حالة ما بعد الامتصاص، يجب أن يعتمد الجسم على الجليكوجين المخزن للحصول على الطاقة.

    الجوع

    عندما يُحرم الجسم من التغذية لفترة طويلة من الزمن، فإنه ينتقل إلى «وضع البقاء على قيد الحياة». الأولوية الأولى للبقاء على قيد الحياة هي توفير ما يكفي من الجلوكوز أو الوقود للدماغ. الأولوية الثانية هي الحفاظ على الأحماض الأمينية للبروتينات. لذلك، يستخدم الجسم الكيتونات لتلبية احتياجات الطاقة للدماغ والأعضاء الأخرى التي تعتمد على الجلوكوز، والحفاظ على البروتينات في الخلايا (انظر [الرابط]). نظرًا لأن مستويات الجلوكوز منخفضة جدًا أثناء الجوع، فإن تحلل السكر سيتوقف في الخلايا التي يمكنها استخدام الوقود البديل. على سبيل المثال، ستتحول العضلات من استخدام الجلوكوز إلى الأحماض الدهنية كوقود. كما أوضحنا سابقًا، يمكن تحويل الأحماض الدهنية إلى أسيتيل CoA ومعالجتها من خلال دورة Krebs لصنع ATP. لا يتم تحويل البيروفات واللاكتات والألانين من خلايا العضلات إلى أسيتيل CoA واستخدامها في دورة كريبس، ولكن يتم تصديرها إلى الكبد لاستخدامها في تخليق الجلوكوز. مع استمرار الجوع والحاجة إلى المزيد من الجلوكوز، يمكن تحرير الجلسرين من الأحماض الدهنية واستخدامه كمصدر لتكوين الجلوكوز.

    بعد عدة أيام من الجوع، تصبح أجسام الكيتون المصدر الرئيسي للوقود للقلب والأعضاء الأخرى. مع استمرار الجوع، تُستخدم الأحماض الدهنية ومخازن الدهون الثلاثية لإنشاء الكيتونات للجسم. هذا يمنع الانهيار المستمر للبروتينات التي تعمل كمصادر للكربون لتكوين السكر. بمجرد استنفاد هذه المخازن بالكامل، يتم إطلاق البروتينات من العضلات وتكسيرها لتكوين الجلوكوز. يعتمد البقاء بشكل عام على كمية الدهون والبروتين المخزنة في الجسم.

    مراجعة الفصل

    هناك ثلاث حالات أيضية رئيسية في الجسم: الامتصاص (التغذية)، ومرحلة ما بعد الامتصاص (الصيام)، والجوع. خلال أي يوم، ينتقل التمثيل الغذائي الخاص بك بين حالات الامتصاص وما بعد الامتصاص. نادرًا ما تحدث حالات الجوع في الأفراد الذين يتمتعون بتغذية جيدة بشكل عام. عندما يتم تغذية الجسم، يتم امتصاص الجلوكوز والدهون والبروتينات عبر الغشاء المعوي وتدخل مجرى الدم والجهاز اللمفاوي لاستخدامها على الفور للحصول على الوقود. يتم تخزين أي فائض لمراحل الصيام اللاحقة. مع ارتفاع مستويات الجلوكوز في الدم، يطلق البنكرياس الأنسولين لتحفيز امتصاص الجلوكوز من قبل خلايا الكبد في الكبد وخلايا/الألياف العضلية والخلايا الشحمية (الخلايا الدهنية)، ولتعزيز تحوله إلى الجليكوجين. مع بدء حالة ما بعد الامتصاص، تنخفض مستويات الجلوكوز، وهناك انخفاض مماثل في مستويات الأنسولين. يؤدي انخفاض مستويات الجلوكوز إلى تحفيز البنكرياس على إطلاق الجلوكاجون لإيقاف تخليق الجليكوجين في الكبد وتحفيز تحلله إلى جلوكوز. يتم إطلاق الجلوكوز في مجرى الدم ليكون بمثابة مصدر وقود للخلايا في جميع أنحاء الجسم. في حالة استنفاد مخازن الجليكوجين أثناء الصيام، يمكن استقلاب المصادر البديلة، بما في ذلك الأحماض الدهنية والبروتينات، واستخدامها كوقود. عندما يدخل الجسم مرة أخرى حالة الامتصاص بعد الصيام، يتم هضم الدهون والبروتينات واستخدامها لتجديد مخازن الدهون والبروتين، في حين تتم معالجة الجلوكوز واستخدامه أولاً لتجديد مخازن الجليكوجين في الأنسجة الطرفية، ثم في الكبد. إذا لم ينكسر الصيام وبدأ الجوع في الظهور، خلال الأيام الأولى، لا يزال الجلوكوز الناتج عن تكوين الجلوكوز يستخدم من قبل الدماغ والأعضاء. ولكن بعد بضعة أيام، يتم إنشاء أجسام الكيتون من الدهون وتعمل كمصدر وقود تفضيلي للقلب والأعضاء الأخرى، بحيث لا يزال بإمكان الدماغ استخدام الجلوكوز. بمجرد استنفاد هذه المخازن، سيتم تقويض البروتينات أولاً من الأعضاء ذات الدوران السريع، مثل بطانة الأمعاء. سيتم الحفاظ على العضلات لمنع إهدار الأنسجة العضلية؛ ومع ذلك، سيتم استخدام هذه البروتينات في حالة عدم توفر متاجر بديلة.

    مراجعة الأسئلة

    س: أثناء حالة الامتصاص، تكون مستويات الجلوكوز ________، ومستويات الأنسولين ________، ومستويات الجلوكاجون ________.

    أ. مرتفع؛ منخفض؛ ابق على حاله

    B. منخفض؛ منخفض؛ ابق على حاله

    C. مرتفع؛ مرتفع؛ مرتفع

    د. مرتفع؛ مرتفع؛ منخفض

    الإجابة: د

    س: يبدأ الجوع بعد 3 إلى 4 أيام بدون طعام. ما الهرمونات التي تتغير استجابة لمستويات الجلوكوز المنخفضة؟

    أ. الجلوكاجون والأنسولين

    ب. الكيتونات والجلوكاجون

    C. الأنسولين والجلوكوز والجلوكاجون

    د. الأنسولين والكيتونات

    الإجابة: أ

    س: تعتمد حالة ما بعد الامتصاص على مخازن ________ في ________.

    أ. الأنسولين؛ البنكرياس

    B. الجلوكاجون؛ البنكرياس

    C. الجليكوجين؛ الكبد

    د. جلوكوز؛ الكبد

    الإجابة: ج

    أسئلة التفكير النقدي

    س: في مرض السكري من النوع الثاني، يتم إنتاج الأنسولين ولكنه لا يعمل. يوصف هؤلاء المرضى بأنهم «يتضورون جوعًا في بحر من الوفرة»، لأن مستويات الجلوكوز في الدم لديهم مرتفعة، ولكن لا يتم نقل أي من الجلوكوز إلى الخلايا. وصف كيف يؤدي ذلك إلى سوء التغذية.

    A. يحفز الأنسولين امتصاص الجلوكوز في الخلايا. في مرض السكري، لا يعمل الأنسولين بشكل صحيح؛ لذلك، لا يمكن نقل جلوكوز الدم عبر غشاء الخلية للمعالجة. هؤلاء المرضى غير قادرين على معالجة الجلوكوز في دمائهم وبالتالي يجب أن يعتمدوا على مصادر أخرى للوقود. إذا لم يتم التحكم في المرض بشكل صحيح، فإن عدم القدرة على معالجة الجلوكوز يمكن أن يؤدي إلى حالات الجوع على الرغم من أن المريض يأكل.

    س: تستخدم أجسام الكيتون كمصدر بديل للوقود أثناء الجوع. وصف كيفية تصنيع الكيتونات.

    ج: عندما يتم تكسير الدهون الثلاثية والأحماض الدهنية، يتم إنشاء الأسيتيل CoA. في حالة توليد الأسيتيل CoA الزائد في هذه العملية، يتم استخدام الفائض في تكوين الكيتونات أو إنشاء الكيتونات. ينتج هذا الإبداع عن تحويل الأسيتيل CoA بواسطة الثيولاز إلى أسيتوأسيتيل CoA. يتم تحويل أسيتوأسيتيل CoA لاحقًا إلى بيتا هيدروكسي بوتيرات، وهو الكيتون الأكثر شيوعًا في الجسم.

    مسرد المصطلحات

    حالة استيعابية
    تسمى أيضًا حالة التغذية؛ حالة التمثيل الغذائي التي تحدث خلال الساعات القليلة الأولى بعد تناول الطعام حيث يقوم الجسم بهضم الطعام وامتصاص العناصر الغذائية
    الجليكوجين
    الشكل الذي يفترضه الجلوكوز عند تخزينه
    إنسولين
    هرمون يفرزه البنكرياس الذي يحفز امتصاص الجلوكوز في الخلايا
    حالة ما بعد الامتصاص
    تسمى أيضًا حالة الصيام؛ حالة التمثيل الغذائي التي تحدث بعد الهضم عندما لم يعد الطعام مصدرًا للطاقة في الجسم ويجب أن يعتمد على الجليكوجين المخزن