تخطَّ إلى المحتوى

الطاقة

التمثيل الغذائي للمواد الحاملة للطاقة

نص الكتاب: الصفحات 351–360 من 933

النص مستخرج آليًا من ملف الكتاب، وقد يختلف ترتيب بعض الكلمات أو الجداول عن الأصل. المرجع هو ملف PDF.

صفحة 351 الصفحة في PDF

التمثيل الغذائي للمواد حاملة الطاقه

خلايا ال hepatocytesوال adipocytesداخل خلايا الكبد والنسيج الدهنى ،وهذه التأثيرات تكون مباشرة مثل هرمون ال eicosanoidsالذي له تأثيرات مباشرة على تعبيرات الجين وهذا راجع إلى ظهور الدور التنظيمى الأحماض الدهنية غير المشبعة لتعبير الجين عن النشاط الخلوى والتحام الجزيئات واكسدة جزئ حمض النتريك

وبروتينات الجهاز المناعى الأخرى.

تأثير التطور على جهاز المناعة

Effect on development of the immune system:

أن الأحماض الدهنية غير المشبعة PUAFsلها تأثير على تطور ونمو خلايا Tفي الاطفال أو الحيوانات الصغيرة مع ذلك هناك دراسة حديثة درست تأثير التغير في الأحماض الدهنية غير المشبعة PUAFsعلى الاداء الوظيفي لتطور المناعة خلال ٤٢يوم الأولى من الميلاد من عمر الانسان ،حيث قامت مجموعة من الاطباء بتغذية الاطفال الرضيعة على لبن معدل يحتوى على %٤حمض ال DHA وحمض الاراشيدونيك %٦لمدة ،٤٢وتم اخذ عينة دم خلال الفترة من ٤٢-١٤يوم من العمر وتم دراسة بعض المقاييس لدراسة تأثير التغذية على نمو وتطور المناعة وذلك بمقارنة التغذية على لبن الام والتغذية على اللبن المعدل وكانت النتيجة الآتية:

معنويا

التغذية على لبن معدل به أحماض دهنية طويلة السلسلة PUAFsزاد

نسبة تطور الاجسام المضادة بمقدار %٢٥مقارنة مع تغذية الاطفال على اللبن غير المعدل ويرجع هذا إلى أن اضافة DHAوحمض الاراشيدونيك في لبن الاطفال المعدل ربما يساعد على تطور كرات الدم البيضاء CD4خلال الفترة من

٤٢-١٤يوم من العمر.

كانت مقد ةر نواة كرات الدم البيضاء للاضافات في اللبن المعدل لإنتاج الانتر لوكين IL-10اقل من مقدرة الاطفال التي تم تغذيتهم على اللبن العادى )لبن الامهات(.

-٣٤٠-

صفحة 352 الصفحة في PDF

المواد الحاملة للطاقة -التمثيل الغذائي

تغذية الاطفال على اللبن المعدل المحتوى على + DHAحمض الاراشيدونيك ينتج عنه انخفاض معنوى في كمية مستقبلات IL-2المنتجة من خلال نشاط انوية خلايا كرات الدم البيضاء وذلك عند عمر ٤٢يوم مقارنة مع اليوم .١٤

-٣٤١-

صفحة 353 الصفحة في PDF

التمثيل الغذائي للمواد حاملة الطاقه

) (٣التمثيل الغذائي للبروتينات

التمثيل الغذائي للبروتينات إلنتاج الطاقة في الحيوانات وحيدة المعدة والمجترات من المعروف أن ناتج هضم البروتينات داخل جسم الحيوان والدواجن بواسطة الانزيمات الهاضمة الخاصة بتحليل البروتينات هو الأحماض الأمينية .يتم التمثيل الغذائي للأحماض الأمينية إلى مكوناتها الأساسية والحصول منها على الطاقة.

وتستخدم الأحماض الأمينية للحصول على الطاقة أو تتم عمليات الهدم ) (Catabolism or Exergonic reactionsعلى الأحماض الأمينية للحصول

على الطاقة في الحالات الأتية:

في بعض الحالات العادية تستخدم الأحماض الأمينية لبناء البروتينات ويحدث أن تتكون الأحماض الأمينية في صورة حرة وفي حالة عدم الحاجة اليها في بناء تلك البروتينات الجديدة يتم اجراء الأكسدة الهدمية عليها أو اجراء تفاعلات الهدم عليها

للحصول منها على الطاقة.

عند التغذية على علائق مرتفعة في محتواها من البروتين فيحدث زيادة في مستوى الأحماض الأمينية عن الحاجة حيث يتم هدمها للحصول على الطاقة لأن

الأحماض الأمينية لا تخزن في الجسم.

في حالات الصيام حيث تكون الكربوهيدرات غير متاحة أو لا يمكن للجسم

استخدامها.

الشكل العام للأحماض الأمينية:

ويوضح الشكل التالى الشكل العام للأحماض الأمينية التي تتشابه فيما بينها في الهيكل الكربونى والتي تختلف فيما بينها في ال R

-٣٤٢-

صفحة 354 الصفحة في PDF

المواد الحاملة للطاقة -التمثيل الغذائي

R

مجموعة الأمين

مجموعة الأمين فى الوضع ألفا

)(α -Amino group

NH2

C

α

H

الهيكل الكربونى

)الحامض الفا كيتو(

(α)-Keto acid

HOOC

شكل رقم )(١٦

وللحصول على الطاقة من أي حامض اميني يحدث الأتي:

فقد لمجموعة الأمين ) ( α-Amino groupوتتكون الأمونيا.

يبقى الهيكل الكربونى )الحامض الفا كيتو( المتكون وتتم عليه الأكسدة أو عمليات التمثيل الغذائي بأن يدخل في دورة TCAللحصول على الطاقة و CO2و H2Oهذا غالبا ما يكون من المركبات الوسطية لدورة ال. TCA

الهيكل الكربونى

وعموما مسارات هدم الأحماض الأمينية تتشابه في معظم الكائنات الحية.

وتعتبر الأحماض الأمينية مركز متوسط لتمثيل الكربون حيث أن الجزء الكربونى )الحامض الفا كيتو( المتبقى من الأحماض الأمينية بعد نزع مجموعة الأمين يدخل إلى دورة Kripp’sوالذي منه يتم انتاج الطاقة أو اعادة بناء الجلوكوز.

هدم الأحماض الأمينية:Amino acids catabolism

أول خطوة في عمليات هدم الأحماض الأمينية هو ازالة مجموعة الأمين NH2 عن طريق عملية تسمى نزع مجموعة الأمين Deaminationوهذه العملية هامة في تمثيل الأحماض الأمينية من ناحية البناء أو الهدم .وهناك عدة طرق لعملية ال

Deaminationمنها:

-١نزع مجموعة الأمين بالأكسدة .Oxidative deamination -٢نزع مجموعة الأمين بدون أكسدة .Non-oxidative deamination

-٣نقل مجموعة الأمين .Transamination

-١نزع مجموعة الأمين ) (NH2بالأكسدة Oxidative deamination

-٣٤٣-

صفحة 355 الصفحة في PDF

التمثيل الغذائي للمواد حاملة الطاقه

وفي التفاعل التالي يتم أكسدة الحامض الأميني الآنين Alanineبواسطة ال NADإلى Imino acid alanineالذي سرعان ما يتحول إلى حامض البيروفيك Pyruvic acidوتخرج مجموعة الأمين ) (NH2من التفاعل في صورة أمونيا )(NH3 وبالتالي يكون ناتج التمثيل الغذائي للأحماض الأمينية بطريقة Oxidative deaminationحامض كيتونى )حامض البيروفيك( والأمونيا ).(NH3

HOH

CH3

CH3

Inolase

C=O

COOH

C = NH

NAD

Dehydrogenase

COOH

NH3

Pyruvic acid

NADH2

CH3

Imino acid alanine

NH2

H

C

COOH

Alanine

حامض ايمينى

-٢نزع مجموعة الأمين ) (H2بدون أكسدةNon-oxidative :

deamination

يتم نزع مجموعة الأمين بدون اكسدة بواسطة إنزيم Deaminaseوتخرج مجموعة الأمين ) (NH2من التفاعل في صورة أمونيا ) (NH3وبالتالى يكون ناتج التمثيل الغذائي للأحماض الأمينية بطريقة Non-oxidative deamination

حامض غير مشبع والأمونيا ).(NH3

COOH

COOH

CH

CH2

Aspartic Deaminase

NH2

CH

COOH

NH3

C

H

COOH

Aspartic acid

Fumaric acid

-٣نقل مجموعة الأمين : Transamination

وتتم هذه العملية في وجود إنزيم Transaminaseوتعتبر هذه العملية أكثر العمليات انتشاار في نقل مجموعة الأمين من الأحماض الأمينية .حيث يتم نقل مجموعة الأمين ) (NH2من أحد الأحماض الأمينية )مثل حامض الجلوتاميك

Glutamic

(acidإلى حامض كيتونى )مثل حامض البيروفيك (Pyruvic acidوذلك في وجود إنزيم Transaminaseومعاون الإنزيم Vitamin B6في صورة بيروديكسال فوسفات

-٣٤٤-

صفحة 356 الصفحة في PDF

التمثيل الغذائي- المواد الحاملة للطاقة

حيث يتحول حامض الجلوتاميك إلى حامض الفا كيتوPyridoxal phosphate )حامض كيتونى( والحامض الكيتونى )حامضα-Keto glutaric

جلوتاريك

أما معاون الإنزيم دخل وخرج.(Alanine البيروفيك( يتحول إلى حامض أميني )الآنين .من التفاعل كما هو دون أي تغيير ليدخل التفاعل من جديد

COOH

CH3

CHO

CH2

CH2OP

HO

CH2

C = O

+

+

H3C

COOH

N

H - C - NH2

Pyruvic acid

Enzyme

COOH

Glutamic acid

Pyridoxal phosphate

Step 1

COOH

CH2. NH2

CH2

CH2OP

HO

+

CH2

H3C

N

C = O

Enzyme

COOH

α-keto glutaric

acid

Step 2

CHO

CH2OP

HO

CH3

H

H3C

N

+

NH2

C

COOH

Alanine

Enzyme

:ويمكن تلخيص ما سبق فيما يلي

COOH

COOH

CH2

CH2

Transamination

CH2

CH2

C =O

H - C - NH2

COOH

COOH

α-keto glutaric acid

Glutamic acid

Oxidative deamination

Uric acid

فى الدواجن

Urea

فى الثدييات

NH3

COOH

COOH

CH3

CH3

H

C

COOH

Alanine

NH2

Oxidative

deamination

C = O

COOH

Pyruvic acid

CH

CH

COOH

Fumaric acid

-٣٤٥-

Non-oxidative

deamination

CH2

H

C

NH2

COOH

Aspartic acid

صفحة 357 الصفحة في PDF

التمثيل الغذائي للمواد حاملة الطاقه

:نواتج هدم الأحماض الأمينية

(Oxidative بعد أن تتم عمليات ازالة مجموعة الأمين بالأكسدة

أوعن

(Non-oxidative deamination) وبدون الأكسدةdeamination)

من الأحماض الأمينيةTransamination طريق عملية نقل مجموعة الأمين بال يكون نواتج هدم الأحماض الأمينية للحصول على الطاقة هي أحماض كيتونية أو وسوف نتعرض الأن على كيفية الحصول على.أحماض غير مشبعة والأمونيا

:الطاقة من نواتج هدم الأحماض الأمينية

: أحماض كيتونية أو أحماض غير مشبعة:أولا

NADH2

CH3

H

C

NAD

NH2

Dehydrogenase

HOH

CH3

C = NH

Alanine

TCA

cycle

C=O

COOH

COOH

CH3

Inolase

COOH

NH3

Pyruvic acid

Imino acid alanine

حامض ايمينى الأنين

()حامض كيتونى

COOH

COOH

NADH2

CH2

H

C

CH2

NAD

NH2

COOH

HOH

C =NH

Dehydrogenase

COOH

C =O

NH3

COOH

Imino acid Aspartic

Aspartic acid

CH2

Inolase

TCA

cycle

COOH

Oxal acetic acid

حامض ايمينى اسبارتك

()حامض كيتونى

CH2

NADH2

CH2

NAD

CH2

COOH

COOH

COOH

CH2

CH2

HOH

Inolase

CH2

Dehydrogenase

TCA

cycle

C=O

H - C - NH2

C = NH

COOH

COOH

COOH

Glutamic acid

Imino acid glutamic

α--keto glutaric acid

NH3

حامض ايمينى جلوتاميك

)حام

-٣٤٦-

صفحة 358 الصفحة في PDF

المواد الحاملة للطاقة -التمثيل الغذائي

COOH

COOH

CH

TCA

cycle

CH2

Aspartic Deaminase

CH

NH2

)(Non-oxidative deamination

NH3

COOH

C

H

COOH

Aspartic acid

Fumaric acid

حامض غير مشبع

ثانيا :تمثيل مجموعة الأمين أوتمثيل الأمونيا:

تعتبر الأحماض الأمينية هي المصدر الأساسى لمجموعة الأمين ويحدث تمثيل الأحماض الأمينية في الكبد .والأمونيا المتكونة نتيجة تمثيل مجموعة الأمين يجب على الجسم التخلص منها ويتم ذلك بأحدى الطرق الأتية:

-١يتم التخلص من الأمونيا مباشرة عن طريق أف ارزاها في البول وارتفاع نسبة الأمونيا في البول دليل على حدوث خلل في التمثيل الغذائي للبروتين في الجسم وذلك في حالة عدم الحاجة اليها في بناء مركبات نيتروجينية جديدة.

-٢يعاد استخدام الأمونيا في عمليات التخليق الحيوى لبعض المركبات النيتروجينية الهامة )أحماض أمينية جديدة( .وكمثال على ذلك تفاعل الأمونيا مع الحامض الكيتونى )البيروفيك( فيتكون الحامض الأميني الآنين كما هو موضح في

التفاعل التالي:

CH3

NH2

H C

COOH

Alanine

NAD

NADH2

Dehydrogenase

CH3

HOH

C = NH

COOH

Imino acid alanine

حامض ايمينى

-٣٤٧-

CH3

Inolase

+ NH3

C=O

COOH

Pyruvic acid

صفحة 359 الصفحة في PDF

التمثيل الغذائي للمواد حاملة الطاقه

وكمثال أخر على التخلص من الأمونيا في تكوين أحماض أمينية جديدة هو تفاعل α-keto glutaric acidمع الأمونيا وفي هذه الحالة يتكون الحامض

الأمينى جلوتاميك.

COOH

COOH

COOH

CH2

CH2

NAD

HOH

NADH2

CH2

Dehydrogenase

CH2

Inolase

CH2

NH3

+

CH2

H - C - NH2

C = NH

C=O

COOH

COOH

COOH

Glutamic acid

Imino acid glutamic

α--keto glutaric acid

حامض ايمينى جلوتاميك

-٣تتحول الأمونيا في الكبد إلى:

أ -يوريا Ureaالتي تفرز في البول وهذا يحدث في الحيوانات الثديية

)الانسان وفصيلة القرود فقط(.

ب -أما باقي الثدييات يتم التخلص من الأمونيا في صورة مركب يسمى

.Allantoin

ج -بينما يتم التخلص من الأمونيا في الدواجن على صورة حامض يوريك

.Uric acid

د -بينما يتم التخلص من الأمونيا في الكائنات البحرية )الأسماك( على

صورة يوريا وحامض جليكوكساليك.

-١التخلص من الأمونيا في الدواجن:

في الدواجن ترتبط الأمونيا ) (NH3الناتجة من عمليات نزع مجموعة الأمين

-٣٤٨-

صفحة 360 الصفحة في PDF

المواد الحاملة للطاقة -التمثيل الغذائي

بالأكسدة ) (Oxidative deaminationأو نزعها بدون أكسدة ) Non- (oxidative deaminationمع بعض القواعد الأزوتية مثل الأدنين) Adenine والجوانين ) (Guanineثم يتم عليها العديد من مراحل الأكسدة عن طريق إنزيم Xanthine oxidaseحيث تتحول في النهاية إلى حامض اليوريك )(Uric acid الذى يخرج في الزرق خارج الجسم .أي أن الدواجن تتخلص من الأمونيا الناتجة من عمليات التمثيل الغذائي للبروتين أو الأحماض الأمينية في صورة حامض يوريك

ويتم ذلك على النحو التالى:

=O

C=O

HN

NH

C

C

NH

C

HN

NH2

NH2

H2 N

H2 N

C

NH

CH2

CH

Adenine

Guanine

C

NH

H2C

HN

C

أكسدة )(O

Xanthine oxidase

(O

)

X

دة

an

th

in

كس

e

أ

ox

id

as

e

أى أن الناتج النهائى لتمثيل الأمونيا

فى جسم الدواجن

عبارة ان حامض اليوريك

HN

NH2

=O

Hypoxanthine

Uric acid

C=O

HN

NH

C

O= C

NH

C

HN

C=O

أكسدة )(O

Xanthine oxidase

=O

=O

=O

=O

=O

أكسدة )(O

Xanthine oxidase

Xanthine

-٢التخلص من الأمونيا في الثدييات عدا الإ نسان:

يتم التخلص من الأمونيا الناتجة من عمليات التمثيل الغذائي للبروتينات والأحماض الأمينية في الحيونات المجترة وغيرها من الثدييات الأخرى بخلاف الانسان وفصيلة القرود في صورة مركب يسمى .Allantoinحيث يحدث أكسدة لحامض اليوريك ) (Uric acidفي وجود إنزيم Xanthine oxidaseفيتكون

مركب ال .Allantoin

-٣٤٩-