ما هو مصدر الطاقة المختزنة في الغذاء

كتابة: Yasmin najib آخر تحديث: 15 يناير 2021 , 21:09

الطاقة الموجودة في الغذاء

نقص الطاقة هو عدم القدرة على مواصلة الأنشطة بسلاسة أو أن تصبح أقل كفاءة، يقول خبراء التغذية إن نوع و كمية الطعام الذي يتناوله الشخص يلعب دورًا مهمًا في تحديد مستويات الطاقة على مدار اليوم، على الرغم من أن جميع الأطعمة توفر الطاقة ، إلا أن بعض الأطعمة تحتوي على عناصر مغذية يمكن أن تساعد في زيادة مستويات الطاقة و الحفاظ على انتباه الفرد و تركيزه طوال اليوم.

تعرف موسوعة الزراعة و الأنظمة الغذائية لعام 2014 الطاقة الغذائية بأنها الطاقة المنبعثة من الكربوهيدرات و الدهون و البروتينات و المركبات العضوية الأخرى من خلال مراحل توليد الطاقة من الطعام، عندما يتم حرق العناصر الغذائية الثلاثة الرئيسية من السعرات الحرارية في الأطعمة (الكربوهيدرات و الدهون و البروتينات) بالكامل بأكسجين كافٍ ، فإنها تطلق الطاقة أو السعرات الحرارية الغذائية معبرًا عنها بالكيلوجول (kJ) أو السعرات الحرارية (kcal). [1]

المصدر الأساسي للطاقة في الغذاء

مصادر الطاقة المستخدمة للنشاط البدني في الحياة اليومية و الرياضة هي بالدرجة الأولى الدهون و الكربوهيدرات من خلال مراحل عملية تحويل الغذاء الى طاقة 

الدهون

  • هي مصدر فعال للطاقة (9 كيلو كالوري لكل جرام) يخزنها الجسم بكميات كبيرة نسبيًا، كما أنها تلعب دورًا مهمًا كعناصر بناء لأغشية الخلايا و الهرمونات و المواد الفعالة فسيولوجيًا
  • و مع ذلك ، نظرًا لأن تناول الدهون الزائدة تتراكم في الجسم على شكل دهون ، فمن الضروري إيجاد طرق لاستخدام هذه الطاقة الإضافية
  • الدهون هي مصدر الطاقة الأكثر تركيزًا في الجسم و توفر أكثر من ضعف الطاقة الكامنة (9 سعرات حرارية لكل جرام مقابل 4 سعرات حرارية لكل جرام) مقارنة بالكربوهيدرات أو البروتين
  • أثناء التمرين ، يتم تقسيم الدهون المخزنة (مثل الدهون الثلاثية في الدهون أو الأنسجة الدهنية) إلى أحماض دهنية.
  • يتم نقل هذه الأحماض الدهنية عبر الدم إلى العضلات للحصول على الطاقة، هذه العملية بطيئة نسبيًا مقارنة بتعبئة الكربوهيدرات للوقود
  • يتم تخزين الدهون أيضًا في ألياف العضلات ، حيث يسهل الوصول إليها أثناء التمرين
  • على عكس مخازن الجليكوجين المحدودة ، تعد دهون الجسم مصدر طاقة غير محدود للرياضيين، حتى أولئك الذين يتمتعون بالنحافة و يخزنون ما يكفي من الدهون لإمداد ما يصل إلى 100٪ من ألياف العضلات و الخلايا الدهنية.

الكربوهيدرات

  • هي المصدر الرئيسي للطاقة في النظام الغذائي للإنسان
  • إن التخلص الأيضي من الكربوهيدرات الغذائية هو الأكسدة المباشرة في الأنسجة المختلفة ، و تكوين الجليكوجين (في الكبد والعضلات) وتكوين الدهون الكبدية
  • هذا الطريق الأخير ليس مهمًا من الناحية الكمية للإنسان ، لأنه في معظم الحالات لا يتجاوز معدل تخليق دهون دي نوفو المعدل المرتبط بأكسدة الدهون في الجسم كله
  • نتيجة لذلك ، لا يبدو أن الكربوهيدرات الغذائية تزيد محتوى الدهون لدى الفرد عن طريق إنتاج دهون جديدة
  • يزيد تناول الكربوهيدرات الغذائية بشكل أساسي من أكسدة الجلوكوز مع تثبيط أكسدة الدهون
  • تلعب الكربوهيدرات الغذائية دورًا في التحكم في توازن الطاقة ، لأن تنظيم تناول الطعام يعتمد جزئيًا على احتياجات الفرد من الكربوهيدرات
  • نظرًا لأن العديد من الأعضاء مثل الدماغ لديها متطلبات إلزامية للجلوكوز ، تحدث زيادة تلقائية في تناول الطعام عندما يكون النظام الغذائي منخفضًا في الكربوهيدرات و نسبة عالية من الدهون.
  • لذلك ، فإن التوصيات الغذائية الحالية لزيادة طاقة الكربوهيدرات مع تقليل الدهون في النظام الغذائي اليومي تحظى بدعم علمي قوي من حيث تنظيم توازن الطاقة.[2]

مصدر الطاقة المخزونة في الغذاء

يوفر الطعام الذي نتناوله الطاقة التي يحتاجها الجسم لتشغيل الأنظمة الكيميائية و الميكانيكية و الكهربائية المعقدة، و لكن من أين تأتي هذه الطاقة ، وكيف يتم حصرها في جزيئات الطعام و كيف يتم إطلاقها؟

الطاقة من الشمس

  • يمكن إرجاع محتوى الطاقة لجميع جزيئات الطعام إلى الشمس.
  • إنها عملية التمثيل الضوئي التي تحبس طاقة الشمس في الكربوهيدرات البسيطة مثل الجلوكوز.
  • على الرغم من أن عملية التمثيل الضوئي في البلاستيدات الخضراء في الخلايا النباتية تتضمن العديد من الخطوات ، إلا أنه يمكن تلخيصها في المعادلة التالية:

الطاقة من أشعة الشمس التي يحتفظ بها الكلوروفيل الموجود في البلاستيدات الخضراء +ثاني أكسيد الكربون 6CO 2 +  ماء  6H 2 O + الجلوكوز C 6 H 12 O 6←  اوكسجين 6O 2

  • يستمر هذا التفاعل فقط مع مدخلات الطاقة الشمسية ، و يخزن الجلوكوز المنتج هذه الطاقة كطاقة كيميائية محتملة.
  • يمكن للنباتات تحويل بعض الجلوكوز المتكون إلى نشا و مغذيات أساسية أخرى مثل البروتينات و الدهون.
  • مصدر الطاقة المحبوسة في هذه الجسيمات من الشمس.

تحرير الطاقة المقفولة

  • يزود الطعام الذي نتناوله الجسم بجزيئات غنية بالطاقة مثل الجلوكوز.
  • بعد دخول خلايا الجسم ، تتفكك هذه الجزيئات في سلسلة من الخطوات لإصلاح ثاني أكسيد الكربون و الماء و إطلاق الطاقة ليستخدمها الجسم.
  • يتم نقل بعض الطاقة الكيميائية الكامنة المحتجزة في هذه الجزيئات داخل الخلية إلى مادة تسمى أدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP).

ADP + P + الطاقة → ATP

  • غالبًا ما يشار إلى ATP على أنه عملة طاقة الخلية حيث يتم استخدامه لتشغيل الأنظمة الكيميائية و الميكانيكية و الكهربائية المعقدة للجسم.
  • هذا المسار لنقل الطاقة الذي يحدث في جميع خلايا الجسم يسمى التنفس الهوائي و هو عكس التمثيل الضوئي للكربوهيدرات مثل الجلوكوز.

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + طاقة

  • تنتج كمية الطاقة المنبعثة لكل جزيء جلوكوز مستهلك 36 إلى 38 جزيء ATP.
  • عندما تحتاج الخلية إلى طاقة لتحريك الأنظمة الكيميائية و الميكانيكية و الكهربائية المعقدة ، ينهار ATP و يطلق الطاقة اللازمة.

ATP → ADP + P + الطاقة

فعالية التنفس الخلوي

  • لا يتم إطلاق كل الطاقة الموجودة في الجلوكوز عن طريق التمثيل الضوئي من خلال التنفس الهوائي.
  • يتم تضمين عدة عمليات مختلفة ، و لكل منها عدة خطوات.
  • هذا يتسبب في تحويل بعض الطاقة إلى حرارة ، وليس ATP.
  • تتراوح كفاءة تحويل الطاقة للجلوكوز بين 38-44٪ حسب نوع الخلية.
  • بالنظر إلى الجسم كآلة ، فإن هذا يقارن جيدًا بكفاءة 20-25 ٪ لمعظم الآلات.
  • التنفس الخلوي هو العملية التي يتم من خلالها إطلاق الطاقة الكيميائية لجزيئات “الطعام” و التقاطها جزئيًا في شكل ATP.
  • التنفس الخلوي هو المصطلح العام الذي يصف جميع التفاعلات الأيضية من انهيار المغذيات إلى إنتاج طاقة قابلة للاستخدام.
  • في الكائنات الحية ، مصدر الطاقة “العالمي” هو أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP).
  • يمكن استخدام الكربوهيدرات و الدهون و البروتينات كوقود في التنفس الخلوي ، و لكن غالبًا ما يستخدم الجلوكوز كمثال لدراسة التفاعلات و المسارات ذات الصلة.[3]

تعليق واحد

  1. الدهون والكربوهيدرات على {اس المصادر الذغائية في إنتاج الطاقة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق