ما هي عملية الأيض وكيف يمكن تسريعها؟

تتميز الكائنات الحية بامتلاكها قدرة فريدة من نوعها تُمكنها من استخراج الطاقة من البيئة التي تعيش بها لتتمكن من القيام بوظائفها وأنشطتها الحيوية؛ مثل: الحركة والنمو، والتطور، والتكاثر، ولكن يكمن السؤال كيف تستخرج هذه الكائنات الطاقة من البيئة المحيطة؟ وكيف تقوم باستخدامها لتشكيل الخلايا المكونة لها؟^[١]

ما هي عملية الأيض؟

تصف عملية الأيض (Metabolism) جميع التفاعلات الكيميائية التي تحدث في أجسام الكائنات الحية والتي بدورها تساعد على استمرارية البقاء على قيد الحياة والحفاظ على الحالة الحيوية للخلايا، وتتمثل عملية الأيض بعمليتين رئيسيتين هما:^[٢]

• عملية البناء: (Anabolism)، وهي عملية تكوين جميع المركبات التي تحتاجها الخلية؛ وفيها تتحول الجزيئات الصغيرة إلى جزيئات أكبر.
• عملية الهدم: (Catabolism)، وهي عملية تحطيم الجزيئات للحصول على الطاقة لأداء أنشطة الجسم؛ وفيها تتحول الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات أصغر.

تحدث كلتا العمليتين في ذات الوقت، وترتبط عملية الأيض بصورة مباشرة بتغذية الخلايا وتوفير العناصر الغذائية لها، وهناك مصطلح يُعرف بالطاقة الحيوية (Bioenergetics) والذي يتضمن مسارات الكيمياء الحيوية (Biochemical pathways) أو المسارات الأيضية التي من خلالها يتسنّى للخلية الحصول على الطاقة التي تحتاجها لإجراء تفاعلاتها الحيوية، فالتغذية هي مفتاح عملية الأيض، وتعتمد المسارات الأيضية على العناصر الغذائية التي يتم تحليلها لإنتاج الطاقة، إذ تتوفر العناصر الغذائية الأساسية في النظام الغذائي الذي يشمل الكربوهيدرات، والدهون، والبروتين، وتشمل العناصر الغذائية الأساسية الكربون، والأكسجين، والنيتروجين، والكبريت وغيرها.^[٢]

كيف يكون الأيض في جسم الإنسان؟

عادةً بعد تناول الطعام ووصوله إلى الجهاز الهضمي؛ فإنّ هذا الجهاز يقوم باستخدام الإنزيمات لتحقيق ما يلي:^[٣]

• تحطيم البروتينات إلى أحماض أمينية.
• تحويل الدهون إلى أحماض دهنية.
• تحويل الكربوهيدرات إلى سكريات أولية بسيطة؛ مثل الغلوكوز.

تُستخدم هذه المركبات الثلاثة وهي: الأحماض الأمينية والدهنية والسكريات البسيطة كمصادر للطاقة في الجسم، والتي يتم امتصاصها في الدم ونقلها عبره إلى الخلايا، وعند دخول هذه المركبات إلى الخلايا تُساعد الإنزيمات على تسريع، أو تنظيم، أو تثبيط التفاعلات الكيميائية؛ والتي تكون مرتبطة باستقلاب (Metabolizing) هذه المركبات، وخلال هذه التفاعلات يتم إطلاق الطاقة لكي يستخدمها الجسم، أو يتم تخزينها في بعض الأعضاء وبخاصةً الكبد والعضلات.^[٣]

ما الذي ينظم عمل الأيض؟

تخضع عملية الأيض إلى التنظيم من خلال مجموعة من الهرمونات، وهي:^[٣]

• هرمونات جهاز الغدد الصماء: هناك العديد من الهرمونات التي تتحكم في معدل واتجاه عملية الأيض، ومنها هرمون الثايروكسين (Thyroxine)؛ وهو هرمون يتم تصنيعه وإفرازه من الغدة الدرقية، ويعمل على تحديد سرعة التفاعلات الكيميائية لعملية الأيض في الجسم.^[٣]
• هرمونات البنكرياس: يعمل البنكرياس من خلال إفرازه لهرمونات معينة على تحديد نوع النشاط الأيضي الرئيسي؛ سواءً الهدم أم البناء في أي وقتٍ في الجسم، فمثلاً بعد تناول وجبةٍ ما يزداد نشاط عملية البناء، لأن الوجبة تحتوي على الغلوكوز وهو أهم مصادر الطاقة للجسم، وبناء على ذلك يرتفع مستوى الغلوكوز في الدم فيشعر البنكرياس بهذا الارتفاع مما يدفعه لإفراز هرمون الإنسولين (Insulin) بحيث تصل الإشارات للخلايا حتى تزداد أنشطة البناء لديها.^[٣]

ما هو معدل الأيض الأساسي؟

يحتاج الجسم إلى السعرات الحرارية حتى يقوم بالوظائف الضرورية، لذلك فإن معدل الأيض الأساسي يقيس الحد الأدنى من السعرات الحرارية التي يحتاجها الجسم للقيام بهذه الوظائف، والتي قد تتضمن:^[٤]

• ضخ الدم في جميع أنحاء الجسم.
• هضم الطعام.
• عملية التنفس.
• الحفاظ على ثبات درجة حرارة للجسم.
• نمو الشعر والجلد.
• الحفاظ على مستويات المواد الكيميائية المختلفة.

تلعب الرياضة والحركة اليومية للجسم دورًا هامًا في حرق السعرات الحرارية إلى جانب عملية الأيض؛ إذ إنّ غالبية السعرات الحرارية يتم حرقها خلال عملية الأيض، وهناك العديد من العوامل التي تؤثر في معدل الأيض الأساسي، ومنها:^[٤][٤]

• الوزن، تحديداً الوزن الذي لا يأتي من الدهون.
• الطول.
• العمر.
• الجنس.
• العوامل الجينية.

ما هي العلاقة بين عملية الأيض والوزن؟

حسب ما تُظهر الدراسات والأبحاث فإن الأشخاص ذوي الوزن الزائد تكون لديهم عمليات الأيض أسرع وأكثر نشاطًا من الأشخاص النحيفين، وقد يرجع ذلك إلى أن الأجسام كبيرة الحجم تحتاج إلى كمية أكبر من الطاقة للقيام بالوظائف الأساسية.^[٥]

كيف يمكن تسريع عملية الأيض؟

لا يمكن للإنسان السيطرة والتحكم بسرعة عمليات الأيض لديه، ولكن بزيادة نشاطه البدني يمكنه رفع معدل حرق السعرات الحرارية، كما أن هناك بعض المشروبات والأطعمة التي يُعتقد أنها تحفز عملية الأيض؛ مثل: الشاي الأخضر، والقهوة السوداء، والتوابل، ومشروبات الطاقة، ولكن لا يوجد دليل مؤكد يُثبت تأثيرها في عملية الأيض؛ وبالتالي فهي اعتقادات ضعيفة أو أنّ فعاليتها تكون غير دائمة،^[٥] وبالرجوع إلى الأنشطة البدنية فمن التمارين الأكثر فعالية في رفع معدل الحرق: التمارين الهوائية؛ مثل: المشي وركوب الدراجات، والسباحة، وقد ينصح الخبراء بتمارين القوة، مثل رفع الأثقال التي تُساهم في بناء العضلات، إذ إن النسيج العضلي يحرق السعرات الحرارية بفعالية أكبر مقارنةً بالنسيج الدهني.^[٦]