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 6. 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 2 إلى 1". 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 "1" أحاديات السكريد كالغلوكوز والغالاكتوز وتحتوي على 3-7 ذرات كربون، "2" الكربوهيدرات قليلات السكريد oligosaccharides وهي مكونة من 2-10 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، "3" عديدات السكريد وهي مكونة من أكثر من 10 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 350 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.
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 [7، 9] .
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 5". 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 36-38 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 6 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 4 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 2 إلى 1". وكما يشير الجدول 7 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 9 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.
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 -2 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 %87 -81 من وزنها ثلاثي غليسريد و 2 % كوليسترول وحوالي 1 % حموض دهنية حرة و 2 % بروتينات شحمية lipoproteins، كما تحتوي على فيتامينات ذوابة في الدهن.
تجدر الإشارة هنا إلى أن الحموض الدهنية قصيرة السلسلة الكربونية "أقل من 10 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 "2، 11". 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 16 %. ويبلغ عدد الحموض الأمينية، والتي تشكل وحدات البناء في البروتينات، عشرين حمضا، منها 8 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 8 أو 9 عناصر غذائية "10 في حالة الأطفال" لا بد من التزود بها في الغذاء. أما بقية الحموض الأمينية فتدعى حموضا أمينية غير أساسية non-essential amino acids
__________
"*" الأرجنين والهستدين ضروريان لنمو الأطفال، والهستدين ضروري لصيانة الأنسجة في الكبار "9، 11".
...............................
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 5.5 كيلو كالوري، بينما تكون الطاقة الاستقلالية لغرام البروتين حوالي 4 كيلو كالوري فقط. أي أن هناك هدر في الطاقة يخرج على شكل يوريا، كما أشرنا أعلاه، يبلغ حوالي 25 % "انظر الجدول 9 لمقارنة قيمة الطاقة في مجموعات العناصر الغذائية المنتجة لها وهي الكربوهيدرات والدهون والبروتينات".
الجدول 9- 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 5". 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: "1" إما أن تستعمل لتصنيع بروتينات جديدة-حسب حاجة الجسم، أو "2" لبناء مركبات نيتروجينية غير بروتينية وحموض أمينية غير أساسية، أو "3" 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 "12، 13". 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 2 إلى 1. وهو ضروري للجسم وله وظائف حيوية متعددة، فالماء مكون أساسي في تركيب الجسم، إذ يعادل من %65-55 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 35 % من وزنه ماء، بينما يحتوي البيض على 75 %، والحليب حوالي
87 %، والفواكه والخضراوات ما بين 85 , 95 % أما ماء الاستقلاب فهو حوالي 60 غراما لكل 100 غرام من الكربوهيدرات و 106 غرامات لكل 100 غرام دهون و 41 غراما لكل 100 غرام بروتين [9] .
ويتناول الإنسان يوميا من جميع هذه المصادر حوالي 1.5 - 2.5 لتر "1-2 لتر من المشروبات وحوالي نصف لتر ماء الأطعمة وحوالي 1/4 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 9-8 لترات يوميا "9".
بشكل عام يمكن القول أن احتياجات الماء اليومية تتناسب مع كمية الطعام والطاقة المتناولة، وتقدر بحوالي 1 غرام ماء لكل كيلو كالوري في حالة الكبار، و 1.5 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 "9.8".
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 13 فيتامينا تصنف في مجموعتين هما:
و_العناصر المعدنية mineral elements:
لقد مر معنا في هذا الفصل أن العناصر المعدنية تشكل حوالي 4 % من وزن الجسم، وأنه يوجد ما لا يقل عن 38 عنصرا منها يمكن كشفه داخل الجسم. ومر معنا أيضا أن 17 منها ضرورية للجسم، أي يجب أن تتوفر في الغذاء، و 6 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"،
من كتاب الغذاء والتغذية
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 6. 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 2 إلى 1". 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 "1" أحاديات السكريد كالغلوكوز والغالاكتوز وتحتوي على 3-7 ذرات كربون، "2" الكربوهيدرات قليلات السكريد oligosaccharides وهي مكونة من 2-10 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، "3" عديدات السكريد وهي مكونة من أكثر من 10 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 350 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.
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 [7، 9] .
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 5". 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 36-38 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 6 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 4 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 2 إلى 1". وكما يشير الجدول 7 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 9 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.
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 -2 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 %87 -81 من وزنها ثلاثي غليسريد و 2 % كوليسترول وحوالي 1 % حموض دهنية حرة و 2 % بروتينات شحمية lipoproteins، كما تحتوي على فيتامينات ذوابة في الدهن.
تجدر الإشارة هنا إلى أن الحموض الدهنية قصيرة السلسلة الكربونية "أقل من 10 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 "2، 11". 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 16 %. ويبلغ عدد الحموض الأمينية، والتي تشكل وحدات البناء في البروتينات، عشرين حمضا، منها 8 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 8 أو 9 عناصر غذائية "10 في حالة الأطفال" لا بد من التزود بها في الغذاء. أما بقية الحموض الأمينية فتدعى حموضا أمينية غير أساسية non-essential amino acids
__________
"*" الأرجنين والهستدين ضروريان لنمو الأطفال، والهستدين ضروري لصيانة الأنسجة في الكبار "9، 11".
...............................
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 5.5 كيلو كالوري، بينما تكون الطاقة الاستقلالية لغرام البروتين حوالي 4 كيلو كالوري فقط. أي أن هناك هدر في الطاقة يخرج على شكل يوريا، كما أشرنا أعلاه، يبلغ حوالي 25 % "انظر الجدول 9 لمقارنة قيمة الطاقة في مجموعات العناصر الغذائية المنتجة لها وهي الكربوهيدرات والدهون والبروتينات".
الجدول 9- 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 5". 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: "1" إما أن تستعمل لتصنيع بروتينات جديدة-حسب حاجة الجسم، أو "2" لبناء مركبات نيتروجينية غير بروتينية وحموض أمينية غير أساسية، أو "3" 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 "12، 13". 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 2 إلى 1. وهو ضروري للجسم وله وظائف حيوية متعددة، فالماء مكون أساسي في تركيب الجسم، إذ يعادل من %65-55 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 35 % من وزنه ماء، بينما يحتوي البيض على 75 %، والحليب حوالي
87 %، والفواكه والخضراوات ما بين 85 , 95 % أما ماء الاستقلاب فهو حوالي 60 غراما لكل 100 غرام من الكربوهيدرات و 106 غرامات لكل 100 غرام دهون و 41 غراما لكل 100 غرام بروتين [9] .
ويتناول الإنسان يوميا من جميع هذه المصادر حوالي 1.5 - 2.5 لتر "1-2 لتر من المشروبات وحوالي نصف لتر ماء الأطعمة وحوالي 1/4 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 9-8 لترات يوميا "9".
بشكل عام يمكن القول أن احتياجات الماء اليومية تتناسب مع كمية الطعام والطاقة المتناولة، وتقدر بحوالي 1 غرام ماء لكل كيلو كالوري في حالة الكبار، و 1.5 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 "9.8".
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 13 فيتامينا تصنف في مجموعتين هما:
و_العناصر المعدنية mineral elements:
لقد مر معنا في هذا الفصل أن العناصر المعدنية تشكل حوالي 4 % من وزن الجسم، وأنه يوجد ما لا يقل عن 38 عنصرا منها يمكن كشفه داخل الجسم. ومر معنا أيضا أن 17 منها ضرورية للجسم، أي يجب أن تتوفر في الغذاء، و 6 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"،
من كتاب الغذاء والتغذية
