رحلة البروتينات داخل جسم الإنسان
يبدأ هضم البروتينات التى يتناولها الشخص فى غذائه فى المعدة حيث يعمل حامض الهيدروكلوريك الموجود فى المعدة بعملية دفترة Denaturation لهذه البروتينات ، بمعنى تهيئة هذه البروتينات لكى تستطيع الأنزيمات الموجودة فى مهاجمة هذه البروتينات وتحليلها . كما يعمل حمض الهيدروكلوريك أيضاً علي تنشيط الأنزيم الذي يقوم بتكسير هذه البروتينات وهو أنزيم البيبسين Pepsin والذي يعمل على تكسير الروابط الببتيدية فى سلاسل البروتين ويحولها إلى ببتيدات عديدة Polypeptides ثم إلى أحماض أمينية فى آخر الآمر.
تحذير : نظراً لما يتعرض له الموقع من سرقة يومية للمقالات ، نقوم بالبحث الدائم عن أى محتوى منقول أو منسوخ للإبلاغ عن تلك المواقع لفرض العقوبات اللازمة حسب سياسات جوجل لحقوق الطبع والنشر ، لذا وجب التنويه.
عندما تدخل الببتيدات العديدة Polypeptides الأمعاد الدقيقة يتم تكسير الروابط الببتيدية بها عن طريق أنزيم يسمى تريبسين Trypsin و أنزيم الكيموتربسين Chymotrypsin اللذان يفرزان من البنكرياس حيث تتكن ببتيدات صغيرة ثم تتحلل إلى أحماض أمينية حرة عن طريق الأنزيمات المختلفة فى الأمعاء الدقيقة ، الأحماض الأمينية الحرة المنفردة و الببتيدات الثنائية و الثلاثية ، يمكن لها أن تمتص من خلال جدر الأمعاء الدقيقة.
كما ذكرت لك أن الأنزيمات التى تفرز من البنكرياس لهضم الببتيدات العديدة هى أنزيم تريبسين و أنزيم الكيموتربسين ، وبمجرد إمتصاص الأحماض الأمينية تدخل إلى الوريد الكبدي البابى ثم إلى الكبد ، وهنا يلعب الكبد دوراً هاماً للغاية فى تجديد كيفية إستخدام هذه الأحماض الأمينية بواسطة أجزاء الجسم المختلفة ، فيمكن للكبد أن يستخدم الأحماض الأمينية لبناء الدم أو بروتينات الكبد ثم يمررها إلى الدورة الدموية لكي تستخدمها باقى الأنسجة فى الجسم أو يحللها لكى تستخدم فى إنتاج الطاقة اللازمة للجسم ، كذلك يستخدم الكبد بعض الأحماض الأمينية لتكوين بعض المركبات الغير بروتينية ، ولها أهمية حيوية كبيرة للجسم.
كمية البروتين اللازمة للجسم ( الميزان النيتروجيني )
كمية البروتين اللازمة للجسم تقدر على أساس دراسة الميزان النيتروجيني حيث أن البروتين هو العنصر الغذائي الوحيد الذي يحتوي على نيتروجين ، لذلك فأن كمية البروتين المستخدمة بواسطة الجسم يمكن حسابها بمقارنة كمية النيتروجين التى يتناولها الفرد فى غذائه مع كمية النيتروجين التى تفقد أو يتخلص منها الجسم ، فكمية النيتروجين المتناوله تحسب بقياس كمية البروتين فى الغذاء المتناول ، بينما كمية النيتروجين المفقودة أو الخارج من الجسم تقاس يكمية النيتروجين المفرزة فى البول و البراز و المفقودة من العرق و الجلد و الشعر و الأظافر ، و أكبر كمية من النيتروجين تفقد فى عملية الإخراج هى المفرزة فى البول كيوريا ، فمقارنة كمية النيتروجين المستهلكة فى الغذاء مع كمية النيتروجين المفقودة من الجسم تمدنا بمعلومات هامة عن كمية البروتين التى تم بنائها فى الجسم و كمية البروتين الذي تم هدمها خلال الجسم.
فالشخص الذي يتناول كمية كافية من البروتينات تكفى إحتياجات جسمه يقال عن هذا الشخص أنه فى إتزان نيتروجيني Nitrogen Balance ، ويمكن تعريف ذلك على أنه كمية النيتروجين أو البروتين التى يستهلكها الفرد فى غذائه وتكفى لتحل محل كمية النيتروجين التى فقدت من الجسم ، فإذا حدث و أن زادت كمية النيتروجين المفقودة من الجسم عن المتناول يقال فى هذه الحالة أن هذا الشخص فى ميزان نيتروجيني سالب Negative Nitrogen Balance ، وهذه الحالة توضح أن الجسم يهدم كمية كبيرة من البروتين عن الكمية التى يستهلكها ، طبعاً يمكن أن يحدث ذلك فى بعض الحالات ( زيادة هدم البروتين فى جسم الإنسان ) مثل إجراء عمليات جراحية ، المرض ، عندما يكون المتناول من البروتين منخفض جداً ، أما ميزان النيتروجين الموجب Positive Nitrogen Balance يحدث عندما يكون فقد النيتروجين من الجسم أقل من الكمية المتناوله ، وهذه الحالة توضح أن الجسم يستخدم البروتينات الموجودة فى الغذاء لبناء بروتينات جديدة فى الجسم وبناء أنسجة جديدة فى الجسم مثل ما يحدث أثناء النمو و الحمل و إلتئام الجروح أو بناء العضلات.
تفرض التوصيات الدولية الغذائية ( RDA ) إن الوجبة الغذائية للفرد تحتوى على كميات متباينة من نوعيات مختلفة من البروتين ، ويقصد بنوعية البروتين هو قياس كفاءة البروتين الموجودة فى الغذاء فى بناء بروتينات الجسم ويعتمد ذلك على نسبة وجود الأحماض الأمينية الأساسية فى هذا البروتين ، فالبروتين الحيوانى عادمة ما يحتوى على معدل من الأحماض الأمينية أقرب إلى تلبية إحتياجات الجسم من هذه الأحماض عما تحتويه البروتينات النباتية من هذه الأحماض الأمينية وعلى ذلك يقال أن البروتين الحيواني أعلى فى الجودة Higher Quality عن البروتين النباتي ، فالبروتين النباتى عادة ما يكون منخفض فى نسبة بعض الأحماض الأمينية ( فى واحد أو أكثر من الأحماض الأمينية الأساسية ) ولذلك يقال أنه أقل جودة Lower Quality عن البروتين الحيوانى ، وحيث أن البروتين الحيوانى يحتوى على كمية من الأحماض الأمينية الأساسية عادة ما تكون اعلى من إحتياج الجسم عن البروتينات النباتية ، ولذلك ينصح أن تكون كميته فى الغذاء أقل من كميتة البروتين النباتى.
قياس جودة البروتين
تقاس جودة البروتين فى الغذاء بعدة طرق تجريبية وسوف ألقى الضوء على بعض هذه الطرق :-
الطريقة الأولى : الأهداف الكيميائية Chemical Score :-
وفيها يتم قارنة كمية ما يحتوية بروتين الغذاء المختبر من الأحماض الأمينية الأساسية Limiting Amino Acids مع كمية الأحماض الأمينية الأساسية الموجودة فى بروتين قياسي معروف أنه عالى القيمة النوعية Higher Quality مثل بروتين البيض ، فإذا كان البروتين المختبر يحتوى على كمية أحماض أمينية أساسية تعادل 75 % من الموجودة فى البروتين القياسي ( بروتين البيض ) يكون لهذا البروتين Chemical Score يساوي قيمته 75 ، وهذه الطريقة طريقة نظرية وبسيطة ولكن من عيوبها أنها لا توضح كيفية إستخدام الجسم لهذا البروتين المختبر.
الطريقة الثانية : نسبة كفاءة البروتين Protein Efficiency Ratio :-
وهى من أبسط الطرق لتقدير جودة البروتين ، وفى هذه الطريقة يتم مقارنة وزن حيوان التجارب الذي يتغذى على البروتين المراد إختباره مع زيادة الوزن لحيوان التجارب الذي يتغذى على البروتين القياسي.
الطريقة الثالثة : القيمة البيولوجية للبروتين Biological Value :-
وهى تعنى مقارنة كمية النيتروجين التى تحتجز فى الجسم لغرض النمو وبناء أنسجة الجسم مع كمية النيتروجين التى يمتصها الجسم من الغذاء ، فنجد أن البروتين عالى القيمة الحيوية مثل بروتين البيض يكون له قيمة تعادل 100 وهذا يعنى أن 100 % من بروتين البيض تمتص و تحتجز فى الجسم لعملية النمو وبناء الأنسجة ، أما بروتين الذرة يكون له قيمة حيوية تعادل 60 وهذا يعني أن 60 % من هذا البروتين التى تمتص فى الجسم تبقى وتحتجز فى الجسم لتستخدم فى عملية النمو و بناء الأنسجة.
كما أن هناك طريقة أنسب لتقدير جودة البروتين فى الغذاء وهي النظر إلى مصدر البروتين فى الغذاء ، فمثلاً نجد أن الغذاء من مصدر حيوانى يمد الجسم بكل الأحماض الأمينية الأساسية بنسب تفى بإحتياج جسم الإنسان وهو يعتبر بذلك بروتين كامل Complete Dietary Protein ، ومن ناحية آخرى كما سبق فأن البروتين النباتى يحتوى على كمية أقل من هذه الأحماض الأمينية الأساسية بمعنى أنه يفتقد إلى بعض هذه الأحماض الأمينة الأساسية التى يحتاجها الجسم ولذلك يطلق عليها بروتين غير كامل Incomplete Dietary Protein بالإضافة إلى إنخفاض كفاءة عملية هضم البروتين النباتى عن الحيوانى وبالتالى إنخفاض كمية الأحماض الأمينية المقاسة التى يمد بها الجسم ، فإذا جاء البروتين فى الغذاء من مصدرين النباتى و الحيوانى بمعنى البروتين الكامل و البروتين الغير كامل فهذا يعني أن هذا الغذاء يحتوى على كل الأحماض الأمينية الأساسية اللازمة لبناء بروتين الجسم.
تكامل التغذية البروتينية
يمكن أن تلبى التغذية النباتية إحتياجات جسم الإنسان من الأحماض الأمينية الأساسية عن طريق ما يسمي التكامل البروتيني Protein Complementation ، وهي طريقة لخلط أنواع مختلفة من الأغذية النباتية التى تحتوى على نسب مختلفة من الأحماض الأمينية ، وذلك للعمل على تحسين نع البروتين المتناول فى الغذاء بصفة عامة ، ولذلك بتناول الأغذية النباتية بهذه الطريقة يمكن بذلك تلبية إحتياجات الجسم الضرورية من البناء و العمليات الحيوية الآخرى دون تناول البروتينات الحيوانية.
وكقاعدة عامة فأن تناول البقوليات تفتقر إلى حمض السيستين Cystine و حمض الميثونين Methionine ، ولكنها تحتوى على نسبة عالية من الحمض الأمينى الليسين Lysine ، وعلى هذا فأن تناول وجبات تحتوى على أنواع مختلفة من الأغذية النباتية يعمل على تحسين محتوى هذه الوجبات من الأحماض الأمينية الأساسية اللازمة للجسم ، ومثال ذلك : عند تناول وجبة مكونة من الأرز حيث يفتقر إلى الليسين ولكنه غنى بالميثونين مع بعض البقول الغنية بالليسين وفقيرة فى محتواها من الميثونين ، عملية خلط هذه الأغذية كما سبق سوف ترفع من قيمة البروتينات ونوعيتها فى الغذاء عما إذا تناول كل من الأرز أو نوع من البقول كل بمفرده على حدى على فترات متباعهة ، وبالتالى يمكن لهذه الوجبات أن تمد الجسم بكل الأحماض الأمينية الأساسية اللازمة لنمو الجسم.
بعض وظائف البروتينات فى جسم الإنسان
الدفاع Defense Proteins :-
تلعب البروتينات دوراً هاماً فى حماية الجسم من أيه أضرار قد تنتج من تعرض الجسم لإصابات أو جروح أو عمليات جراحية ، كما تحمى الجسم من التعرض لأي غزو من أي مواد غريبة عنه ، ويعتبر الجلد الذي يتكون من البروتينات هو أول عامل لحماية الجسم من أي عدوى أو تلوث فالأجسام الغريبة مثل القاذورات أو البكتيريا التى توجد على الجلد لا تستطيع الدخول إلى داخل الجسم وبالتالى يمكن تنظيف الجلد منها ، وإذا جرح الجلد أو تعرض لأى صدمة و تعرضت الأوعية الدموية للجرح يحدث أن تتكون الجلطة التى تسد هذه الجروح وهذه الجلطة تتكون من البروتينات ، حيث تمنع عملية نزيف الدم من هذه الأوعية المتهتكة ، أما فى حالة نجاح الفيروسات و البكتريا الدخول إلى الجسم فإن النظام المناعى يعمل على محاربة هذه الأحياء الدقيقة بواسطة ما يسمى بالأجسام المضادة وهى تتكون أيضاً من البروتينات.
الهرمونات Protein Hormones :-
كما نعلم أن الهرمونات مركبات كيميائية تفرز فى الدورة الدموية ، بعض هذه الهرمونات تتكون من الدهون والبعض الآخر يتكون من الأحماض الأمينية وبالتالى يمكن أن يطلق عليها أنها تتكون من البروتينات ، فمثلاُ هرمون الأنسولين الهام يتكون من البروتينات.
النقل Transport Proteins :-
تعمل البروتينات على نقل بعض المركبات خلال الجسم و إلى داخل أو خارج كل خلية فى الجسم فمثلاً تعمل البروتينات على حمل بعض المواد من عضو إلى عضو آخر فى الجسم ، فمثلاً الهيموجلوبين وهو البروتين داخل خلايا الدم الحمراء يتحد مع الأوكسجين فى الرئة وينقله إلى عضو آخر من الجسم ، ومثال آخر أن بعض الفيتامينات مثل فيتامين ( A ) لابد له و أن يرتبط مع بروتين لكى ينتقل خلال الدم.
التكوين Structural Proteins :-
يدخل البروتين فى تكوين خلايا الجسم فهو يكون جزء أساسي من جدر و أغشية الخلايا و السيتوبلازم ، كما أن الجلد و الشعر و العضلات تتكون من البروتينات ، كما أن الأسنان تتكون من العظام و المعادن داخل قاعدة من البروتينات.
الإنزيمات Enzymes :-
الأنزيمات ما هى إلا جزئيات بروتينية تعمل على أسراع التفاعلات الحيوية فى الجسم دون أن تستهلك أو تتحطم أو يحدث لها أي تغيير خلال هذه التفاعلات ـ فكل التفاعلات التى تدخل فى إنتاج الطاقة فى بناء و هدم المواد الكربوهيدراتية و الدهون و الجزئيات الآخرى تتم عن طريق هذه الأنزيمات.
التوازن الحمضى Proteins In Acid Balance :-
تحتاج التفاعلات الكيمائية لعملية التمثيل الغذائي لمستوى محدد من الحموضة لكى تعمل بكفاءة ففى القناة الهضمية تختلف بها نسب الحموضة إختلافاً واضحا ، ونجد أن أنزيمات الهضم مثل أنزيم البيبسين Pepsin تعمل جيداً فى وسط حمضى والموجود فى المعدة ، بينما أنزيمات البنكرياس تعمل جيداً فى وسط أكثر تعادلاً داخل الأمعاء الدقيقة ـ وبصفة عامة فأن التغيرات الكبيرة فى درجة الحموضة داخل الجسم تعمل على إيقاف تفاعلات التمثيل الغذائى ، ولذلك فأن وظيفة البروتين فى الجسم هى المساعدة فى عدم التغير الكبير فى حموضة الدم.
إحتياجات البروتينات لبعض الفئات الخاصة
يختلف إحتياج الجسم من البروتينات خلال دورة الحياة فنجد أن فترة الطفولة وفترات الحمل تحتاج إلى زيادة ما نتناوله من البروتينات كذلك فترة الرضاعة فهذه تحتاج إلى زيادة البروتينات فى الأكل حيث أن اللبن يحتوى على كمية كبيرة من البروتينات كذلك تؤثر الرياضة على إحتياجات الجسم من البروتين.
فى حالة النمو Growth :-
يحتاج الطفل خلال الستة أشهر الأولى من عمره إلى كمية كبيرة من البروتين لتدعيم معدل النمو السريع له ، وتوصي المعدلات RDA خلال هذه الفترة من حياة الطفل بأن يكون 2.2 جرام بروتين لكل كيلوجرام من وزن الجسم أما بالنسبة للستة شهور الأولى التالية فيكون بمعدل 1.6 جرام لكل كيلوجرام من وزن الجسم ، وبتقدم عمر الطفل يكون معدل النمو بطئ ينخفض الإحتياج من البروتين لوحدة الوزن من الجسم ، و يستمر النمو حتى سن الثامنة عشر تقريباً.
الحمل Pregnancy :-
تحتاج السيدة الحامل إلى البروتين بكميات زائدة لإمداد الجنين بالبروتين اللازمة لنموه ، بالإضافة إلى إحتياج الأم الحامل للبروتين بسبب زيادة حجم الدم وزيادة تمدد حجم الرحم ونمو وزيادة حجم الثدي و المشيمية ، ويوصي بزيادة كمية البروتين اليومي للأم الحامل بمقدار عشرة جرامات بروتين إضافية.
فترة الرضاعة Lactation :-
تعتمد كمية اللبن فى ثدي الأم و كمية البروتين فى لبن الأم على كمية البروتين الإضافية فى غذاء الأم ويوصي بزيادة البروتينات فى غذاء الأم المرضعة إلى 15 : 20 جرام فى اليوم عن المعدلات المقررة.
التدريبات الرياضية Exercise :-
يتناول معظم الرياضيين فى غذائهم كميات كبيرة من البروتينات دون أية إضافات خارجية ويحتاج الرياضيين لبناء عضلاتهم خاصة رياضة رفع الأثقال وكمال الأجسام إلى 1.6 : 2.2 جرام لكل كيلوجرام من وزن الجسم وهي كمية أكبر من RDA الطبيعي وذلك لإمداد الجسم بالأحماض الأمينية اللازمة لبناء العضلات.
هل تبحث عن مدرب خاص يصمم لك برامجك التدريبية و الغذائية و يكون معك خطوة بخطوة حتي تصل إلي هدفك !؟
المصادر و الدراسات و المراجع المعتمد عليها خلال كتابتى للمقال :-
لا تنسي الإشتراك بمجموعة قنوات يلا فيتنس على اليوتيوب وتفعيل زر الجرس ليصلك كل ماهو جديد ومميز.