الكربوهيدرات: القاعدة، والأنواع، والتمثيل الغذائي للكربوهيدرات، والأهمية البيولوجية

الكربوهيدرات، أو كما يطلق عليها أيضًا - السكريات، هو اسم موحد للمركبات العضوية التي تشمل الكربونات نفسها، بالإضافة إلى مركبات الهيدروجين والأكسجين.

تعتبر السكريات بحق المصدر الرئيسي لموارد الطاقة في الجسم - فهي توفر الطاقة على الفور تقريبًا، ولكنها لا تخزنها، على عكس الدهون، التي تتحكم في إمداد أكثر من 80٪ من موارد الطاقة، والبروتينات، التي تخزن الطاقة في العضلات الهيكلية.

بسبب تنوع أنواعها، يمكن للسكريات أن تؤدي العديد من الوظائف في جسم الإنسان؛ ودورها البيولوجي في العمليات الأيضية مهم للغاية.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]

الكربوهيدرات ودورها وأهميتها البيولوجية

• تشارك السكريات في بناء خلايا الجسم.
• تُزوّد الكربوهيدرات الجسم بالطاقة عند تأكسدها. يُطلق أكسدة غرام واحد منها 4 سعرات حرارية.
• يمكن للسكريات أن تعمل كحماية لجدران الخلايا.
• تشارك المركبات الكربوهيدراتية في تنظيم التناضح (الضغط الأسموزي).
• الكربوهيدرات هي جزء من بنية بعض السكريات الأحادية (الريبوز، البنتوز)، وتشارك في بناء أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP).
• تمتلك السكريات القليلة التعدد خصائص مستقبلة (مدركة).

[ 4 ]، [ 5 ]، [ 6 ]، [ 7 ]

كيف تعمل الكربوهيدرات؟

1. جميع السكريات هي أفضل "وقود" ومصدر طاقة لأداء الجسم الطبيعي والنشط. ولعل الكربوهيدرات هي العنصر الأهم للدماغ، أو بالأحرى لتغذيته ووظائفه الحيوية.
2. يمكن أن تشمل مصادر الكربوهيدرات السكر والعسل وشراب الذرة وبعض أنواع الخضروات ومنتجات الألبان ومنتجات الدقيق والفاصوليا.
3. في الجسم، تتحول السكريات إلى "الوقود" الرئيسي - الجلوكوز. هناك كربوهيدرات تتحول بسرعة إلى جلوكوز عند تحللها، وهناك كربوهيدرات تستغرق وقتًا أطول قليلاً في الهضم، مما يعني أن تدفق الجلوكوز إلى الدم سيكون تدريجيًا.
4. يتغلغل الجلوكوز في الخلايا بمساعدة الأنسولين، وتُخزَّن بعض السكريات في الكبد كاحتياطي للأنشطة النشطة المحتملة. في حال تجاوز الاحتياطي الطبيعي، أو عدم استخدامه (بسبب قلة الحركة)، يبدأ النسيج الدهني بالتشكل.

أنواع الكربوهيدرات

يتم تصنيف الكربوهيدرات إلى الفئات التالية:

• بسيط
  • السكريات الأحادية هي الجلاكتوز والفركتوز والجلوكوز
  • السكريات الثنائية هي اللاكتوز والسكروز
• معقد (السكريات المتعددة) - الألياف (السكريات الليفية)، النشا والجليكوجين.

يتم امتصاص السكريات البسيطة بسرعة كبيرة وهي قابلة للذوبان في الماء؛ وهذا هو السكر المألوف والمنتجات الأخرى التي تحتوي عليه.

من بين الكربوهيدرات، يحتل الجلوكوز، الموجود في معظم أنواع الفواكه والتوت، مكانةً مرموقة. الجلوكوز سكر أحادي يُحفّز، عند امتصاصه، إنتاج الجليكوجين. الجلوكوز سكر ضروري للجسم، يُغذّي العضلات والدماغ، ويحافظ على توازن السكر في الدم، وينظّم مستوى احتياطي الجليكوجين في الكبد.

الفركتوز يُشبه الجلوكوز في وظائفه وخصائصه إلى حد كبير، ويُعتبر سكرًا سهل الهضم، ويختلف عنه في سرعة إفرازه وعدم امتلاكه الوقت الكافي لامتصاصه بالكامل. تشبع الكبد بالفركتوز ليس خطيرًا، بل إنه يتحول إلى جليكوجين بسهولة أكبر من الجلوكوز. لا يُمكن أن توجد زيادة في الفركتوز في الدم، لأنه يُفرز بسرعة.

السكروز هو نوع من الكربوهيدرات يُعزز تراكم الدهون، مما يُؤدي إلى تحويل جميع العناصر الغذائية، حتى البروتين، إلى دهون. السكروز هو في الواقع السلف للفركتوز والجلوكوز، اللذين يُنتجان أثناء عملية التحلل المائي للسكروز.

تُعدّ كمية السكروز، إلى حد ما، مؤشرًا على استقلاب الدهون في الجسم. كما أن زيادة السكر تؤثر، عاجلًا أم آجلًا، على تركيبة مصل الدم وحالة البكتيريا المعوية. تمتلئ البكتيريا المعوية في البداية بالكائنات الدقيقة، والتي يتم تنظيم كميتها من خلال التفاعلات الحمضية القاعدية والإنزيمات. يؤدي تجاوز مستوى السكروز إلى تكاثر سريع للبكتيريا، مما يُشكل خطرًا للإصابة بخلل التوازن البكتيري وغيره من اضطرابات الجهاز الهضمي.

الجالاكتوز سكر أحادي نادر، لا يوجد في الطعام كمكوّن مستقل. يُنتَج الجالاكتوز فقط أثناء تحلل اللاكتوز، وهو كربوهيدرات الحليب.

استقلاب الكربوهيدرات

الكربوهيدرات قادرة على إمداد الجسم بالطاقة بسرعة وكفاءة، بحيث لا تُستخدم الأحماض الأمينية الأساسية، التي تُكوّن البروتينات من بقاياها. إذا تناول الشخص كمية كافية من السكريات مع الطعام، فإن عملية أيض البروتينات والكربوهيدرات لديه تكون طبيعية.

إذا لم تأتي السكريات من الخارج، يبدأ الجسم في تكوينها من الجلسرين والأحماض العضوية الخاصة به (الأحماض الأمينية)، باستخدام احتياطيات البروتينات والدهون، تتطور الحالة الكيتونية - أكسدة الدم، حتى اضطراب التمثيل الغذائي المستمر.

إذا دخلت الكربوهيدرات على شكل سكريات الجسم بكميات كبيرة جدًا، فإنها لا تملك الوقت الكافي للتحلل إلى جليكوجينات، فتتحول إلى دهون ثلاثية، مما يؤدي إلى تراكم الدهون. كما أن تنوع أنواع السكريات مهم لعملية التمثيل الغذائي الطبيعية للكربوهيدرات؛ لذا، يجب إيلاء اهتمام خاص لتوازن السكريات والجليكوجين والنشا (الكربوهيدرات بطيئة الامتصاص).

هناك ثلاثة أنواع من استقلاب السكريات:

1. تكوين الجليكوجين في الكبد والعضلات من الجلوكوز – تكوين الجليكوجين
2. تخليق الجليكوجين من البروتينات والأحماض الدهنية – تكوين الجلوكوز
3. تحلل السكريات (الجلوكوز وغيره)، وإنتاج الطاقة - تحلل الجلوكوز

يعتمد استقلاب الكربوهيدرات بشكل مباشر على كمية الجلوكوز في الدم. ويعتمد مستوى الجلوكوز بدوره على النظام الغذائي، إذ يدخل الجسم مع الطعام فقط. عادةً ما يكون الحد الأدنى لمحتوى السكر في الدم في الصباح، وبالتالي يكون استقلاب الكربوهيدرات منخفضًا. أثناء نوم الشخص، يتم تنظيم تناول السكر من خلال احتياطيات الجليكوجين (تحلل الجليكوجين وتكوين الجلوكوز).

[ 8 ]، [ 9 ]، [ 10 ]

معايير الكربوهيدرات

تعتمد الحاجة إلى السكريات على عوامل عديدة، منها الجنس، والعمر، ونوع العمل، والحالة الصحية. يتراوح متوسط الكمية اليومية للنساء بين 300 و350 غرامًا، بينما يتراوح للرجال بين 400 و450 غرامًا. يُنصح باستبعاد الكربوهيدرات سهلة الهضم من النظام الغذائي لمرضى السكري، وتفاقم أمراض القلب التاجية، وتقليلها في حالات تصلب الشرايين، والحساسية، وقصور الغدة الدرقية، وأمراض المرارة.

الكربوهيدرات على شكل ألياف، على الرغم من شيوعها، يجب أن تلتزم بالكمية المعتادة - لا تزيد عن 30-35 غرامًا يوميًا، للرجال والنساء على حد سواء. ينبغي على مرضى تفاقم أمراض الجهاز الهضمي توخي الحذر الشديد عند تناول الألياف. يمكن تناول الألياف دون قيود في حالات السكري والسمنة والإمساك.

يجب أن تكون نسبة السكريات النشوية والجليكوجين في النظام الغذائي 80% على الأقل من إجمالي حجم الغذاء، حيث يتم تكسير هذه الكربوهيدرات في الجهاز الهضمي تدريجياً ولا تثير إنتاج الدهون.

توجد السكريات "الضارة" في السكر وجميع منتجات الدقيق والمعكرونة، باستثناء المنتجات المصنوعة من الدقيق الخشن (أو المُضاف إليها النخالة). أما الكربوهيدرات الأكثر فائدةً واستهلاكًا للطاقة، فتوجد في الفواكه المجففة والعسل والحليب ومنتجات الألبان والفواكه والتوت.