استقلاب الطاقة من الكربوهيدرات والدهون والبروتينات

إن تراكم العناصر الغذائية الغنية بالطاقة - الكربوهيدرات (الجلوكوز)، والبروتينات (الأحماض الأمينية)، والدهون (الأحماض الدهنية) - عملية واحدة. تتراكم الكميات الزائدة من هذه المواد على شكل دهون. يمكن استخدام الجلوكوز لتكوين الأحماض الأمينية، وبعض الأحماض الأمينية لتكوين الجلوكوز. ومع ذلك، تؤدي هذه العمليات إلى استهلاك كميات كبيرة من الطاقة، فعلى سبيل المثال، يُفقد 5% من الطاقة عند تخزين الجلوكوز في العضلات على شكل جليكوجين بدلاً من استخدامه مباشرةً لإنتاج ATP. وترتفع هذه النسبة إلى 28% عند تحويل الجلوكوز إلى أحماض دهنية للتخزين.

لا تعمل أنظمة الطاقة التي تستخدم هذه العناصر الغذائية واحدة تلو الأخرى (أولاً نظام ATP-CrP، ثم نظام التحلل الجلوكوزي اللاهوائي، وأخيراً التمثيل الغذائي الهوائي)، ولكن يتم تنشيطها في وقت واحد، وتتغير مساهماتها اعتمادًا على مستوى التراكم، وتوافر الأكسجين، ومستوى النشاط الحركي.

على سبيل المثال، يؤثر توفر الأكسجين على نوع المادة المستخدمة لإنتاج الطاقة. لكل ذرة كربون من حمض دهني، تُنتج 8.2 جزيء من ATP، بينما لكل ذرة كربون من جزيء جلوكوز، تُنتج 6.2 جزيء فقط من ATP. عند نقص الأكسجين، يكون الجلوكوز المصدر المفضل لعملية الأيض الهوائي والوحيد للأكسدة اللاهوائية. تؤثر التغيرات الهرمونية الناتجة عن النظام الغذائي وممارسة الرياضة بشكل كبير على تدفقات الطاقة. تُنتج الأحماض الدهنية الطاقة عبر النظام الهوائي. ومع ذلك، يعتمد استخدام الأحماض الدهنية على التدفق المتزامن للكربوهيدرات إلى مسارات الطاقة لتجديد المواد الوسيطة في دورة كريبس.

بدون كمية كافية من الكربوهيدرات الغذائية، تتحول الأحماض الدهنية إلى مسار أيضي مختلف. فبدلاً من إنتاج ATP، تُنتج الأحماض الدهنية الكيتونات. بعض الأنسجة فقط، مثل الدماغ، تستطيع استخدام الكيتونات للحصول على الطاقة. إذا كانت مخزونات الكربوهيدرات منخفضة، فقد ترتفع مستويات الكيتونات، مما يُسبب التعب واختلال التوازن الأيضي.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]، [ 5 ]، [ 6 ]