الفيتامينات والمعادن التي تعزز التمثيل الغذائي

مايو 26, 2021

التمثيل الغذائي هو العملية التي يستخدمها الجسم لتحطيم الطعام والمغذيات للحصول على الطاقة. فكل طبيب على دراية بالمريض الذي يقدم شكوى من قلة الطاقة والتعب والإرهاق، الذي لا يقدم الفحص الشامل وحتى الفحوصات المخبرية الروتينية له تفسيرًا مرضيًا لأعراضه. وفي هذا المقال سنتحدث عن 5 فيتامينات ومعادن مهمة لجسم الإنسان.

المحتوى

فيتامينات B

فيتامينات ب هي مجموعة من ثمانية عناصر غذائية أساسية تلعب أدوارًا في العديد من أعضاء وأنظمة الجسم. على الرغم من قدرتهم على العمل معًا في الجسم، إلا أنهم يؤدون وظائفهم الفريدة أيضًا.

على أي حال فيتامينات ب مهمة للتأكد من أن خلايا الجسم تعمل بشكل صحيح. إنها تساعد الجسم على تحويل الطعام إلى طاقة، وإنشاء خلايا دم جديدة، والحفاظ على خلايا الجلد السليمة، وخلايا المخ، وأنسجة الجسم الأخرى.

هناك ثمانية أنواع من فيتامين ب ولكل منها وظيفتها الخاصة:

  • الثيامين فيتامين ب1.
  • الريبوفلافين فيتامين ب2.
  • النياسين فيتامين ب3.
  •  حمض البانتوثنيك فيتامين ب5.
  • فيتامين ب6.
  • البيوتين فيتامين ب7.
  • حمض الفوليك فيتامين ب9.
  • فيتامين ب12.

غالبًا ما توجد فيتامينات ب معًا في نفس الأطعمة. ويمكن للكثير من الناس الحصول على ما يكفي من فيتامينات ب عن طريق تناول مجموعة متنوعة من الأطعمة الغنية بالعناصر الغذائية.

قد يصاب الناس بنقص فيتامين ب إذا لم يحصلوا على ما يكفي من الفيتامينات من نظامهم الغذائي أو المكملات الغذائية. وقد يعانون أيضًا من نقص إذا لم يتمكن الجسم من امتصاص العناصر الغذائية بشكل صحيح، أو إذا كان الجسم يزيل الكثير منها بسبب بعض الحالات الصحية أو الأدوية.

ومن أهم فيتامينات ب التي تؤثر بالتمثيل الغذائي:

فيتامين ب 3

تحتوي بعض الحبوب على مادة النياسين المضافة.

إذ يحول الجسم النياسين الموجود فيها إلى أنزيم يسمى نيكوتيناميد أدينين ثنائي النوكليوتيد NAD.  NAD هو جزء ضروري من أكثر من 400 تفاعل إنزيم مختلف في الجسم، وهو أعلى نسبة من جميع الأنزيمات المساعدة المشتقة من الفيتامينات.

تساعد هذه الأنزيمات في:

  • تغيير الطاقة في الكربوهيدرات والدهون والبروتينات إلى شكل يمكن للجسم استخدامه.
  • عمليات التمثيل الغذائي في خلايا الجسم.
  • التواصل بين الخلايا.
  • التعبير عن الحمض النووي في الخلايا.

أما الأطعمة التي تحتوي على النياسين فهي التي تعتمد على الحيوانات مثل اللحوم والدواجن والأسماك.

إذ تحتوي على نسبة عالية من NAD  والتي يمكن للجسم استخدامها بسهولة.

كما تحتوي الأطعمة النباتية بما في ذلك المكسرات والبقوليات والحبوب على شكل طبيعي من النياسين لا يمكن للجسم استخدامه بسهولة.

ومع ذلك، يضيف المصنعون النياسين إلى أطعمة مثل الحبوب ويمكن للجسم بسهولة استخدام هذا الشكل.

يمكن أن يؤدي الحصول على القليل من النياسين إلى الإصابة بـ البلاجرا، والتي قد تسبب:

  • تلون بني على الجلد المعرض لأشعة الشمس.
  • بقع الجلد ذات المظهر الخشن.
  • لسان أحمر فاتح.
  • القيء أو الإسهال أو الإمساك.
  • صداع الرأس.
  • إعياء.
  • كآبة.

يشمل الأشخاص المعرضون لخطر نقص النياسين أولئك الذين لديهم:

  • سوء التغذية.
  • فقدان الشهية العصبي.
  • اضطراب تعاطي الكحول.
  • مرض التهاب الأمعاء IBD.
  • مرض هارتنوب.
  • المتلازمة السرطاوية والتي تسبب تطور الأورام في الجهاز الهضمي.

البيوتين

يضيف المصنعون البيوتين فيتامين ب7  إلى العديد من مكملات الشعر والجلد والأظافر.

ومع ذلك، تذكر المعاهد الوطنية للصحة أنه لا يوجد دليل كافٍ لاستنتاج ما إذا كان تناول المزيد من البيوتين يساعد في الشعر أو الجلد أو الأظافر.

ويعتقد بعض الناس أن البيوتين قد يساعد في علاج الصدفية.

 يحتاج جسم الإنسان إلى البيوتين من أجل:

  • تكسير الدهون والكربوهيدرات والبروتين.
  • التواصل بين خلايا الجسم.
  • تنظيم الحمض النووي.

لذلك يجب اللجوء إلى تناول الأطعمة التي تحتوي على البيوتين ومنها:

  • اللحوم.
  • البيض.
  • سمك السلمون.
  • لحم الخنزير.
  • اللحم البقري.
  • بذور زهرة عباد الشمس.
  • أعراض نقص البيوتين.

تشمل علامات نقص البيوتين ما يلي:

  • ترقق الشعر.
  • طفح جلدي متقشر حول العينين والأنف والفم.
  • أظافر ضعيفة.
  • كآبة.
  • إعياء.

 المجموعات التالية قد تكون أكثر عرضة للخطر:

  • الأشخاص الذين يعانون من اضطراب التمثيل الغذائي يسمى نقص البيوتينيداز.
  • الأشخاص الذين يعانون من اضطراب تعاطي الكحول.
  • النساء الحوامل أو المرضعات.

فيتامينات D

فيتامين د هو هرمون الستيرويد يشارك في امتصاص الأمعاء للكالسيوم وتنظيم توازن الكالسيوم وتمايز العظام والاستجابة المناعية.

ويشير مصطلح “فيتامين د” إلى عدة أشكال مختلفة من هذا الفيتامين.

هناك نوعان رئيسيان من فيتامين د:

  • فيتامين د 2 – إرغوكالسيفيرول- الذي تصنعه النباتات ولا ينتجه جسم الإنسان.
  • فيتامين د 3 – كولي كالسيفيرول – الذي يصنع بكميات كبيرة في الجلد،ويمكن تناوله من مصادر حيوانية.

ومن أهم أشكال فيتامين د:

25 هيدروكسي

الذي يلعب دورًا رئيسيًا في الحفاظ على توازن المعادن وسلامة الهيكل العظمي.  منذ فترة طويلة يرتبط فقط بدوره في تكوين العظام.

أما 25-Hydroxyvitamin D 25OHD وهو الشكل الرئيسي المتداول لفيتامين D وسلائف الشكل النشط 1،25-dihydroxyvitamin D.

نظرًا لعمرها النصفي الطويل، فإن قياسات 25OHD مفيدة لتقييم حالة فيتامين د ، ويوجد فيتامين د في شكلين: فيتامين د 3 وفيتامين د 2  لا تفرّق معظم الطرق الحالية بين الشكلين.

يعتمد النطاق المرجعي لإجمالي 25OHD على علاقة 25OHD مع المعلمات الفسيولوجية التي تشمل تركيز هرمون الغدة الجار درقية وامتصاص الكالسيوم. 4-8 النطاق لا يعتمد على توزيع المستويات في مجموعة سكانية تبدو صحية ولا تتوفر نطاقات مرجعية محددة 25OHD2 – و 25OHD3.

تمثل هذه النطاقات المرجعية قيم القرارات السريرية التي تنطبق على الذكور والإناث من جميع الأعمار،  بدلاً من القيم المرجعية المستندة إلى السكان.

ومن اﻵثار السلبية لنقص فيتامين د:

  • لين العظام أو الكساح.
  • زيادة خطر الإصابة بهشاشة العظام أو فرط نشاط جارات الدرق الثانوي.

على أي حال المستويات المثلى  80 نانو غرام / مل هو أدنى مستوى تم الإبلاغ عنه مرتبط بالسمية في المرضى الذين لا يعانون من فرط نشاط جارات الدرقية الأولي والذين لديهم وظائف كلوية طبيعية.

 1،25 ثنائي هيدروكسي

من بين جميع هرمونات الستيرويد ، يمثل 1،25 OH 2D التحدي الأكثر صعوبة لعالم الكيمياء الحيوية التحليلية فيما يتعلق بالتقدير الكمي. 1،25 OH2D يدور بتركيزات pmol منخفضة جدًا بالنسبة لتقدير الأشعة فوق البنفسجية المباشرة أو MS، محبة للدهون بدرجة عالية وسلائفها، 25 OH D، تدور عند مستويات nmol.

 1،25-ديهيدروكسي فيتامين د

المعروف أيضًا باسم كالسيتيول وهو أقوى مستقلب لفيتامين د.

إنه يحفز امتصاص الكالسيوم في الأمعاء ويتم تنظيم إنتاجه بإحكام من خلال تركيزات الكالسيوم والفوسفور وهرمون الغدة الدرقية في الدم.

يتم إنتاج الكالسيتريول في خلايا الأنبوب القريب من النيفرون في الكلى عن طريق عمل 25-هيدروكسي فيتامين D3 1-ألفا هيدروكسيلاز، وهو أوكسجيناز ميتوكوندريا وأنزيم يحفز الهيدروكسيل لـ 25-هيدروكسي كولي كالسيفيرول -كالسيفيديول-.

.يتم تحفيز نشاط الأنزيم بواسطة PTH

يزيد الكالسيتريول من مستويات الكالسيوم في الدم من خلال تعزيز امتصاص الكالسيوم الغذائي من الجهاز الهضمي وزيادة إعادة الامتصاص الكلوي للكالسيوم وبالتالي تقليل فقدانه في البول.

يحفز الكالسيتريول أيضًا إطلاق الكالسيوم من العظام من خلال تأثيره على نوع معين من الخلايا العظمية يشار إليها باسم بانيات العظم مما يؤدي إلى إطلاق RANKL، والذي بدوره ينشط الخلايا العظمية.

يعمل الكالسيتريول بالتنسيق مع هرمون الغدة الجار درقية PTH في جميع هذه الأدوار الثلاثة.

على سبيل المثال، يحفز هرمون الغدة الدرقية أيضًا ناقضات العظم.

ومع ذلك، فإن التأثير الرئيسي لـ PTH هو زيادة معدل إفراز الكلى للفوسفات غير العضوي Pi.

يؤدي الانخفاض الناتج في فوسفات المصل إلى ذوبان Ca5 PO43OH خارج العظام وبالتالي زيادة الكالسيوم في الدم. كما يحفز هرمون الغدة الدرقية إنتاج الكالسيتريول.

أظهرت الأبحاث المختلفة مستويات 1،25 كمؤشر لاضطرابات وظائف الكلى كالفشل الكلوي المزمن وغسيل الكلى بعد زراعة الكلى وتقويم العظام الكلوي.

الكالسيوم

وهو ضروري للغاية في انقباض العضلات، وتنشيط البويضات، وبناء عظام وأسنان قوية، وتخثر الدم، والنبضات العصبية ، والانتقال، وتنظيم ضربات القلب وتوازن السوائل داخل الخلايا.

تكون المتطلبات أكبر خلال فترة النمو مثل الطفولة، وفي أثناء الحمل، وعند الرضاعة الطبيعية.

يمكن أن يؤدي نقص الكالسيوم على المدى الطويل إلى ترقق العظام حيث تتدهور العظام وتزداد إمكانية حدوث الكسور.

ويمكن أن يوفر تناول نظام غذائي متوازن جميع العناصر الغذائية الضرورية ويساعد على منع نقص الكالسيوم.

ومن الأطعمة الغنية بالكالسيوم:

  • الحليب.
  • الزبادي.
  • الحبوب المدعمة.
  • عصير البرتقال المدعم.
  • الخضار ذات الأوراق الخضراء الداكنة.
  • البذور.
  • اللوز.

الحديد

للحديد عدة وظائف حيوية في الجسم. إنه بمثابة ناقل للأكسجين إلى الأنسجة من الرئتين عن طريق هيموجلوبين خلايا الدم الحمراء، وكوسيلة نقل للإلكترونات داخل الخلايا، وكجزء متكامل من أنظمة الأنزيمات المهمة في الأنسجة المختلفة.

يوجد معظم الحديد في الجسم في كريات الدم الحمراء مثل الهيموجلوبين، وهو جزيء يتكون من أربع وحدات، كل منها يحتوي على مجموعة هيم واحدة وسلسلة بروتين واحدة.

يسمح هيكل الهيموجلوبين بتحميله بالكامل بالأكسجين في الرئتين وتفريغه جزئيًا في الأنسجة على سبيل المثال في العضلات.

بروتين تخزين الأكسجين المحتوي على الحديد في العضلات الميوغلوبين ، مشابه في تركيبه للهيموغلوبين ولكن يحتوي على وحدة هيم واحدة وسلسلة غلوبين واحدة.  العديد من الأنزيمات المحتوية على الحديد، السيتوكرومات، لها أيضًا مجموعة هيم واحدة وسلسلة بروتين غلوبين واحدة.

تعمل هذه الأنزيمات كحاملات للإلكترون داخل الخلية ولا تسمح هياكلها بتحميل وتفريغ الأكسجين القابل للعكس. أما دورهم في التمثيل الغذائي التأكسدي فهو نقل الطاقة داخل الخلية وعلى وجه التحديد في الميتوكوندريا.

تشمل الوظائف الرئيسية الأخرى للأنزيمات المحتوية على الحديد مثل السيتوكروم P450تركيب هرمونات الستيرويد وأحماض الصفراء أي إزالة السموم من المواد الغريبة في الكبد.

والتحكم في الإشارات في بعض الناقلات العصبية مثل أنظمة الدوبامين والسيروتونين في الدماغ.

يتم تخزين الحديد بشكل عكسي داخل الكبد على شكل فيريتين وهيموسيديرين بينما يتم نقله بين أجزاء مختلفة في الجسم عن طريق البروتين الترانسفيرين.

لا يُفرز الحديد بشكل فعال من الجسم في البول أو في الأمعاء.

يفقد الحديد فقط مع خلايا الجلد والأسطح الداخلية للجسم كالأمعاء والمسالك البولية والمسالك الهوائية.

يقدر إجمالي الكمية المفقودة بـ 14 ميكرو غرام / كجم من وزن الجسم في اليوم .

عند الأطفال، ربما يكون من الأصح ربط هذه الخسائر بسطح الجسم.  تخسر المرأة التي تزن 55 كجم حوالي 0.8 ملغ من الحديد في اليوم ويفقد الرجل الذي يبلغ وزنه 70 كجم حوالي 1 ملغ.

أشارت دراسات سابقة إلى أن فقد الحديد في العرق يمكن أن يكون كبيرًا، خاصة في المناخ الحار والرطب.

ومع ذلك، فقد أظهرت الدراسات الجديدة التي اتخذت احتياطات مكثفة لتجنب تدخل تلوث الحديد من الجلد أثناء جمع عرق الجسم الكلي أن فقدان الحديد في العرق لا يكاد يذكر.

في حين يمتلك الرضيع حديث الولادة محتوى من الحديد يبلغ حوالي 250-300 مجم -75 مجم / كجم من وزن الجسم-.

خلال الشهرين الأولين من العمر وينخفض تركيز الهيموجلوبين بسبب تحسن وضع الأكسجين عند المولود الجديد مقارنة بالجنين داخل الرحم.

هذا يؤدي إلى إعادة توزيع كبيرة للحديد من كريات الدم الحمراء المتهدمة إلى مخازن الحديد.

سيغطي هذا الحديد احتياجات فترة الرضيع خلال الأشهر الأربعة إلى الستة الأولى من العمر، ولهذا السبب يمكن توفير متطلبات الحديد خلال هذه الفترة من حليب الأم  الذي يحتوي على القليل جدًا من الحديد.

بسبب الإمداد الملحوظ بالحديد للجنين خلال الأشهر الثلاثة الأخيرة من الحمل، فإن وضع الحديد يكون أقل ملاءمة في الأطفال المبتسرين ومنخفضي الوزن عند الولادة مقارنة بالرضيع.

لذلك، هناك حاجة إلى إمداد إضافي من الحديد لهؤلاء الأطفال حتى خلال الأشهر الستة الأولى من العمر.

أما في الرضيع كامل المدة سترتفع متطلبات الحديد بشكل ملحوظ بعد سن 4-6 أشهر وتصل إلى حوالي 0.7-0.9 ملغ في اليوم خلال الجزء المتبقي من السنة الأولى.

وبالتالي فإن هذه المتطلبات عالية جدًا لا سيما فيما يتعلق بحجم الجسم واستهلاك الطاقة.

المغنيزيوم

يحتوي جسم الإنسان على حوالي 760 مجم من المغنيزيوم عند الولادة، وحوالي 5 جم عند عمر 4-5 أشهر، و25 جم عند البالغين.

من المغنيزيوم في الجسم، يوجد 30-40 في المائة في العضلات والأنسجة الرخوة، و1 في المائة موجود في السائل خارج الخلوي، والباقي في الهيكل العظمي حيث يمثل ما يصل إلى 1 في المائة من رماد العظام.

يعمل المغنيزيوم في الأنسجة الرخوة كعامل مساعد للعديد من الأنزيمات المشاركة في استقلاب الطاقة، وتخليق البروتين، وتخليق الحمض النووي الريبي والحمض النووي، والحفاظ على الإمكانات الكهربائية للأنسجة العصبية وأغشية الخلايا.

من الأهمية بمكان فيما يتعلق بالتأثيرات المرضية لنضوب المغنيزيوم دور هذا العنصر في تنظيم تدفق البوتاسيوم ومشاركته في استقلاب الكالسيوم.

يؤدي استنفاد المغنيزيوم إلى خفض مستوى البوتاسيوم الخلوي وخارج الخلية، كما يؤدي إلى تفاقم آثار النظم الغذائية منخفضة البوتاسيوم على محتوى البوتاسيوم الخلوي.

ينضب البوتاسيوم العضلي مع تطور نقص المغنيزيوم، ويكون امتلاء الأنسجة بالبوتاسيوم مستحيلًا تقريبًا ما لم يتم استعادة حالة المغنيزيوم إلى وضعها الطبيعي. ويتطور الكالسيوم المنخفض في البلازما بشكل متكرر مع انخفاض حالة المغنيزيوم.

ليس من الواضح ما إذا كان هذا يحدث بسبب تثبيط إفراز هرمون الغدة الجار درقية أو  بسبب انخفاض حساسية العظام لهرمون الغدة الجار درقية ، وبالتالي تقييد سحب الكالسيوم من مصفوفة الهيكل العظمي.

يوجد ما بين 50 في المائة و 60 في المائة من مغنيسيوم الجسم داخل العظام حيث يُعتقد أنه يشكل مكونًا سطحيًا من المكون المعدني هيدروكسيباتيت – فوسفات الكالسيوم- .

في البداية، يمكن استبدال الكثير من هذا المغنيزيوم بسهولة بالمصل، وبالتالي يمثل مخزنًا للمغنيزيوم يمكن الوصول إليه بشكل معتدل، والذي يمكن الاستفادة منه في أوقات النقص.

ومع ذلك، فإن نسبة المغنيزيوم العظمي في هذا الشكل القابل للتبديل تنخفض بشكل ملحوظ مع تقدم العمر.

ارتبطت الزيادات الكبيرة في كثافة المعادن في عظم الفخذ بشكل إيجابي بارتفاع المغنيزيوم في كرات الدم الحمراء عندما تم تقوية وجبات الأشخاص الذين يعانون من اعتلال الأمعاء الحساسة للجلوتين بالمغنيزيوم.

ولا يُعرف سوى القليل عن الأدوار الأخرى للمغنيزيوم في أنسجة الهيكل العظمي.

المصادر