المكونات الغذائية "المغذيات" والطاقة

المكونات الغذائية "المغذيات" والطاقة
الكربوهيدرات carbohydrates
...
المكونات الغذائية "المغذيات" والطاقة:
ذكرنا في المقدمة أعلاه أن طعامنا يزودنا بالمكونات الغذائية "المغذيات" nutrients، وأنه اصطلح على تقسيمها إلى ست مجموعات بينها الجدول 6. وفيما يلي نبذة مختصرة عن كل من هذه المجموعات من حيث تركيبها الكيميائي، وهضمها، وامتصاصها، واستقلابها، ووظائفها، وأهميتها للجسم، وأهم الأعراض المرضية الناتجة عن نقصها، كما سنشير إلى الطاقة ومجموعات المكونات الغذائية المنتجة لها.
أ- الكربوهيدرات carbohydraydes:
وهي مركبات عضوية مكونة كيميائيا من الكربون والهيدروجين والأكسجين وتكون النسبة بين العنصرين الأخرين كنسبتهما في الماء "أي 2 إلى 1". وهي تشمل مركبات عديدة تتشابه كلها في هذه الصفة، وفي أنها قابلة للاستقلاب "للأيض" في الجسم إلى سكر العنب "الغلوكوز" glucose.
وتختلف الكربوهيدرات في درجة تعقيدها فمنها "1" أحاديات السكريد كالغلوكوز والغالاكتوز وتحتوي على 3-7 ذرات كربون، "2" الكربوهيدرات قليلات السكريد oligosaccharides وهي مكونة من 2-10 جزيئات من أحاديات السكريد وأهمها ثنائيات السكريد المكونة من جزيئين من أحاديات السكريد، وأشهرها سكر القصب أو السكروز، وسكر الشعير أو المالتوز، وسكر اللبن أو اللاكتوز، "3" عديدات السكريد وهي مكونة من أكثر من 10 جزيئات من أحاديات السكريد وتشمل الأخيرة النشويات، كتلك الموجودة في الحبوب والبقوليات والبطاطس، والتي أهمها الأميلوز والأميلوبكتين والغليكوجين وهو النشاء الحيواني الذى يوجد منه في جسم الإنسان البالغ حوالي 350 غراما، كما تشمل الألياف النباتية التي أهمها السليلوز والهميسليلوز والبكتين والصموغ.
وجميع السكريات والنشويات قابلة للتحول في الجسم إلى السكر الأحادي، الغلوكوز، الذي يدخل في مسارات استقلابية "أيضية" مختلفة أهمها مسار التحلل السكري glycolysis ودورة كربس Kreb's cysle لإنتاج الطاقة، ولهذا السبب تعامل الكربوهيدرات جميعها كعنصر غذائي واحد، وحتى أحاديات السكريد الأخرى كالفركتوز والغالاكتوز قابلة للتحول إلى سكر الغلوكوز.

الجدول 6- المكونات الغذائية الضرورية للإنسان في الغذاء مع تقسيمها إلى ست مجموعات [3]
العناصر الغذائية
العناصر المعدنية

والدور الأساسي للكربوهيدرات الذوابة soluble، وهي السكريات والنشويات، يتلخص في أنها المركبات ذات الأولوية في إنتاج الطاقة، وهي بذلك توفر البروتين لأغراض البناء، وتمنع تفكك الدهون إلى أجسام كيتونية تضر الجسم، كما أنها تدخل في مركبات عديدة هامة للجسم مثل حمض الغلوكورونيك وحمض الهيالورونيك والهبارين والحموض النووية. أما الألياف الغذائية فلها فوائد صحية وفيزيولوجية متعددة على الرغم من أنها لا تشكل مصدرا للطاقة الغذائية في تغذية الإنسان، إلا أنها تنشط تمعجات peristalsis الأمعاء وتقلل من مدة مكوث الكتلة الغذائية في الأمعاء مما يقي من الإمساك ويقلل من امتصاص الكوليسترول وأملاح الصفراء، وقد اقترن استهلاكيا بانخفاض ضغط الدم ونقص معدل حدوث التهاب الرتوج diverticulitis في الأمعاء. وقد يكون لها دور في الوقاية من السرطان وخاصة سرطان القولون [7، 9] .
يبدأ هضم الكربوهيدرات الذوابة في الفم، حيث تفرز الغدد اللعابية إنزيم التيالين "أميلاز" "amylase" ptyalin، ويكمل في الأمعاء الدقيقة عن طريق الأميلاز البنكرياسي وإنزيمات السكراز sucrase والمالتاز maltase واللاكتاز lactase "راجع الجدول 5". ويمتص الغلوكوز وأحاديات السكر الأخرى عن طريق الانتقال النشط كما مر، وتنقل بواسطة وريد الدم البابي portal blood vein الذي ينتهي بالكبد، حيث يأخذ الكبد منها نسبة غير قليلة للاستقلاب لاستعمالها في عمليات التقويض والابتناء المناسبة. والمسار الاستقلابي الرئيسي للغلوكوز هو مسار التحلل السكري glycolysis الذي ينتهي بتكوين جزيئين من حمض "البيروفات" pyruvate والذي بدوره يتحول إلى حمض الأستيك النشط "أستيل تميم الإنزيم A" acetyi" "coenzyme A الذي يدخل دورة كربس "في متقدرات الخلية" للتأكسد التام إلى ثاني أكسيد الكربون وماء. وينتج عن التأكسد التام للغلوكوز من خلال مسار التحلل السكري ودورة كربس 36-38 جزيئا من الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ATP الغنية بالطاقة.
وفي حالة الحاجة السريعة للطاقة، كما هو الحال عند الرياضيين أو عند القيام بنشاط أو عمل شاق، تتحول جزيئات البيروفات إلى حمض اللاكتيك lactic acid، وهذا تأكسد لا هوائي anaerobic بعكس التأكسد الهوائي من خلال دورة كربس في المتقدرات الذي ينتج عنه الاستفادة من 6 جزيئات من ATP تكونت بالتفكك السكري.

وهناك مسار جانبي بديل للتفكك السكري، هو مسار تحويلة البنتوز pentose shunt، ويدعى أيضا مسار تحويلة الهسكوز وحيد الفوسفات hexose "HMS" monophosphate shunt ينتج عنه تكوين جزيئات السكر الخماسي ريبوز ribose الضروري لبناء الحموض النووية، كما ينتج عنه جزيئات تميم الإنزيم المختزل أو فوسفات النيكوتين أميد أدنين ثنائي النوويد NADP nicotinamide adenine dinucleotid phosphate الضروري لعملية تكون الشحم lipogenesis.
وعند وجود طاقة كافية في الخلية يوجه الغلوكوز إلى عمليات استقلاب بنائية كتكوين الغلوكوجين وتكوين الشحوم التي تخزن على شكل النسيج الشحمي adipose tissue. ويزودنا الغرام الواحد من الكربوهيدرات بحوالي 4 كيلو كالوري من الطاقة الاستقلابية. وجدير بالذكر أن الخلايا والأنسجة في الجسم كالدماغ وكريات الدم الحمراء تعتمد في الظروف العادية على الغلوكوز لتأمين احتياجاتها من الطاقة.

ب- الشحوم lipids:
الشحوم عبارة عن مركبات عضوية كثيرة تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والأكسجين، كما في الكربوهيدرات، إلا أن نسبة الهيدروجين إلى الأكسجين فيها تختلف عن نسبتهما في الكربوهيدرات "أي لا تكون النسبة 2 إلى 1". وكما يشير الجدول 7 تصنف الشحوم إلى بسيطة ومركبة ومشتقة.
فالشحوم البسيطة simple lipids عبارة عن إسترات الحموض الدهنية مع الكحولات، وأهمها الدهون والزيوت fats and oils التي هي إسترات ناتجة عن تفاعل الغليسرول مع الحموض الدهنية، وتدعى الغليسريدات، وقد تكون أحادية monoglycerides أو ثنائية diglycerides أو ثلاثية triglycerides وذلك حسب عدد الحموض الدهنية المرتبطة بالغليسرول الذي يحتوي على ثلاث مجموعات هيدروكسيل، وبالتالي يمكن أن يستوعب ثلاثة حموض دهنية كحد أعلى. وتشمل الشحوم البسيطة أيضا الشموع waxes، وهي عبارة عن إسترات الحموض دهنية ذات أوزان جزيئية عالية وكحولات غير الغليسرول، ومن أمثلة الشموع دهن الصوف لانولين lanolin وشمع النحل bee wax.
وأما الشحوم المركبة compound lipids فهي عبارة عن شحوم بسيطة مرتبطة مع جزء غير دهني مثل مجموعة فوسفات أو كولين أو كربوهيدرات ... الخ. ومن

أهم الشحوم المركبة الفوسفوليبيدات phospholipids التي تحتوي على جزيء من حمض الفوسفوريك، ومن أمثلة ذلك حمض الفوسفاتيديك phosphatidic acid والليسثين lecithin أو السيفالينات cephatins. ومن الشحوم المركبة أيضا الشحوم السكرية glycolipids التي تحتوي على جزء كربوهيدراتي، والبروتينات الشحمية lipoproteins التي تحتوي على بروتين.
والشحوم المشتقة derived lipids عبارة عن نواتج تفكك الشحوم ومركبات ملحقة بها، تشمل الحموض الدهنية الحرة والكحولات طويلة السلسلة الكربونية أو الحلقية. ومن أهم أمثلتها الستيرولات sterols، التي تشمل الكوليسترول، كما تلحق بها الفيتامينات الذوابة في الدهن وهي فيتامينات k و E و D و A.
إن الدهون مصادر مركزة للطاقة، إذ يعطي الغرام الواحد منها 9 كيلو كالوري من الطاقة. وعمليا تشكل الغليسريدات، وخاصة الغليسريدات الثلاثية، المصدر الرئيسي للدهون في غذاء الإنسان، وهي عبارة عن الزيوت والدهون التي نحصل عليها من المصادر النباتية والحيوانية المختلفة. ولا تختلف الزيوت عن الدهون إلا في درجة الصلابة، إذ تكون الزيوت سائلة في درجة حرارة الغرفة ويكون مصدرها عادة نباتيا، أما الدهون فتكون صلبة في درجة حرارة الغرفة وتكون مصادرها عادة حيوانية.
الجدول 7- تصنيف الشحوم

ويبدأ هضم الدهون السهلة الهضم الموجودة على شكل مستحلبات في المعدة، إلا أن كمية الدهون المهضومة فيها قليلة، ونشاط الليباز المعدي محدود، لذا يحدث الهضم الرئيسي في الأمعاء. فبمجرد دخول دهون الطعام إلى الإثنا عشري، تفرز هرمونات محفزة لإفراز العصارة الصفراوية، أهمها هرمون الكوليسيستوكينين cholecystokinin فتنقبض المرارة وتفرز العصارة الصفراوية bile juice المحتوية على مواد مستحلبة للدهون، مما يزيد من مساحة سطح الدهون وينشط عمل إنزيم الليباز البنكرياسي الذي يعمل على هضم الدهون المتعادلة، وينتج عن عملية الهضم هذه حموض دهنية حرة وجزيء -2 أحادي غليسريد.

وتمتص الحموض الدهنية الناتجة وأحادي الغليسريد من خلايا جدران الاثنا عشري والصائم، أما أملاح الصفراء فيتم امتصاصها بعد قيامها بدورها في اللفائفي. ومن الجدير بالذكر أن هناك إنزيمات محللة لجزيئات الدهون التي امتصت من الأمعاء دون هضم تفرز من خلايا جدر الأمعاء نفسها. وتتم أسترة الحموض الدهنية مع أحادي الغليسريد من جديد، لتنتج ثلاثي غليسريد جديد، ينقل بالأوعية اللمفية التي تلتقي في الوريد الأجوف العلوي superior vena cava مع الوريد الوداجي الأيسر. وتنتقل الدهون الناتجة عن الأسترة في الأوعية اللمفية على شكل مستحلب دهني، هو الدقائق الكيلوسية التي تحتوي على %87 -81 من وزنها ثلاثي غليسريد و 2 % كوليسترول وحوالي 1 % حموض دهنية حرة و 2 % بروتينات شحمية lipoproteins، كما تحتوي على فيتامينات ذوابة في الدهن.
تجدر الإشارة هنا إلى أن الحموض الدهنية قصيرة السلسلة الكربونية "أقل من 10 ذرات كربون" تنقل في وريد الدم البابي، وليس في الجهاز اللمفي، دون أن تتأستر. ويبدو أن الحموض الدهنية الطويلة السلسلة الكربونية long-chain fatty acids ترتبط مع الكالسيوم قبل امتصاصها مكونة صابونا كلسيا غير ذائب، مما يقلل من الامتصاص والتوافر البيولوجي bioavailability لكل منهما، ويبدو أن هذا لا يحدث للحموض الدهنية قصيرة السلسلة الكربونية لأنها تكون مع أيونات الكالسيوم مركبات ذائبة وقابلة للامتصاص "2، 11". ويتم استقلاب الشحميات بصورة رئيسية في كل من الكبد والنسيج الدهني، وتشتمل عمليات الاستقلاب عمليات تقويض catabolism من أهمها عملية الحلمهة hydrolysis لإسترات ثلاثي الغليسريد في كل من النسيج الدهني والكبد، وعملية أكسدة الحموض الدهنية لانتاج الطاقة من خلال التأكسد البيتائي B-oxidation وغيره من الطرق. أما عمليات الابتناء anabolism الرئيسية فتشمل تكون الحموض الدهنية lipogenesis وعمليات أسترة الحموض الدهنية مع الغليسرول لتكوين الغليسريدات في كل من الكبد والنسيج الدهني.
وهناك توازن ما بين عمليات التقويض والابتناء "الحلمهة والأسترة" التي تجري على الدهون في النسيج الدهني. وفي حالة نقص الطاقة وعدم توفر الغلوكوز، فإن عمليات تقويض الدهون تزداد لتشكل مصدرا بديلا للطاقة، مع أن هذا ليس الوضع المثالي والاقتصادي للجسم لإنتاج الطاقة.

ج- البروتينات proteins:
وهذه مجموعة كبيرة من المركبات التي تتباين في درجة التعقيد وفي الصفات الكيميائية والفيزيائية، ولكنها تشترك جميعا باحتوائها على وحدات بناء تعرف باسم الحموض الأمينية amino acids. وهي تتميز عن الكربوهيدرات والدهون في أنها تحتوي على النيتروجين بالإضافة إلى عناصر الكربون والهيدروجين والأكسجين، ويكون معدل نسبة النيتروجين في البروتينات حوالي 16 %. ويبلغ عدد الحموض الأمينية، والتي تشكل وحدات البناء في البروتينات، عشرين حمضا، منها 8 حموض لا يستطيع جسم الإنسان البالغ تصنيعها داخله أو يصنعها بكميات غير كافية لسد حاجة الجسم الاستقلابية لها. وتدعى هذه الحموض الحموض الأمينية الأساسية essential amino acids وهي: الليزين والثريونين واللوسين والإيزولوسين والفالين والمثيونين والتربتوفان والفينل ألانين، ويضاف إليها في الأطفال حمضان آخران هما الهستدين والأرجنين. وقد ثبت مؤخرًا أن الهستدين ضروري أيضا لصيانة الأنسجة عند البالغين نظرًا لعدم كفاية تصنيعه في الجسم. ولذا فنحن نعتبر أنه ضمن مجموعة البروتينات يوجد 8 أو 9 عناصر غذائية "10 في حالة الأطفال" لا بد من التزود بها في الغذاء. أما بقية الحموض الأمينية فتدعى حموضا أمينية غير أساسية non-essential amino acids "انظر الجدول 8"
الجدول 8- تصنيف الحموض حسب أساسيتها "ضروريتها" للإنسان البالغ
__________
"*" الأرجنين والهستدين ضروريان لنمو الأطفال، والهستدين ضروري لصيانة الأنسجة في الكبار "9، 11".

والدور الأساسي الذي تقوم به البروتينات والحموض الأمينية في الجسم هو بناء وصيانة الأنسجة، أي أنها تدخل في تصنيع بروتينات تناسب حاجة الجسم. إلا أن البروتينات يمكن أن تستخدم لإنتاج الطاقة، وذلك في حالة نقص الكربوهيدرات في الغذاء أو عند وجود فائض من البروتينات الغذائية يزيد عن احتياجات الجسم منها لأغراض البناء وصيانة الأنسجة. وفي هذه الحالة لا يكون تأكسد البروتينات منها لأغراض البناء وصيانة الأنسجة. وفي هذه الحالة لا يكون تأكسد البروتينات والحموض الأمينية كاملا، بل يتحول الجزء النيتروجيني منها إلى يوريا urea تطرح خارج الجسم مع البول، مما يجعل كفاءة الاستفادة من البروتين لأغراض الطاقة قليلة بالمقارنة مع كفاءة العناصر الغذائية الأخرى المنتجة للطاقة.
فالطاقة الكلية الموجودة في غرام البروتين تعادل حوالي 5.5 كيلو كالوري، بينما تكون الطاقة الاستقلالية لغرام البروتين حوالي 4 كيلو كالوري فقط. أي أن هناك هدر في الطاقة يخرج على شكل يوريا، كما أشرنا أعلاه، يبلغ حوالي 25 % "انظر الجدول 9 لمقارنة قيمة الطاقة في مجموعات العناصر الغذائية المنتجة لها وهي الكربوهيدرات والدهون والبروتينات".
الجدول 9- قيمة الطاقة الكلية والطاقة الفيزيولوجية بالكيلو كالوري والكيلو جول لكل غرام من الكربوهيدرات والدهون والبروتينات
يبدأ هضم البروتينات في المعدة بفعل إنزيم الببسين، ويكمل في الأمعاء بفعل إفرازات البنكرياس التي تحتوي على إنزيمات التربسين والكيموتربسين والكاربوكسي ببتيداز وإفرازات خلايا الأمعاء التي تحتوي على الأمينو ببتيداز وثنائي الببتيداز "انظر الجدول 5". وتمتص الحموض الأمينية الناتجة بواسطة طريقة الامتصاص النشط وتنقل في وريد الدم البابي portal blood إلى الكبد فيأخذ منها الكبد جزءا كبيرا لتجرى عليها عمليات التقويض والابتناء المختلفة.
وبشكل عام يمكن أن تستعمل الحموض الأمينية في الجسم في واحد أو أكثر

من الأغراض الرئيسية التالية: "1" إما أن تستعمل لتصنيع بروتينات جديدة-حسب حاجة الجسم، أو "2" لبناء مركبات نيتروجينية غير بروتينية وحموض أمينية غير أساسية، أو "3" تتأكسد لإنتاج الطاقة ويخرج الجزء النيتروجيني منها على شكل يوريا. وهناك حالة من التوازن بين هذه الأغراض الاستقلابية الثلاثة حسب حاجة الجسم ومدى توفر الطاقة من مصادر أخرى وحسب نوعية البروتين المتناول.
وفي حالة نقص البروتين أو نقص الطاقة، بحيث يستعمل جزء من البروتين كمصدر للطاقة بدلا من استعماله لأغراض البناء، فإن الجسم يصاب بالسغل marasmus أو الكواشركور kwashiorkor. وهذان المرضان واسعا الانتشار في المجتمعات الفقيرة وخاصة في الأطفال. ويتميز المرض الثاني بنقص بروتينات البلازما واحتباس السوائل فيما يعرف بالوذمة edema. ويحدث عادة في الأطفال ما بين السنة الأولى والرابعة بعد أن يفطم الطفل ويبدأ بتناول أطعمة الأسرة التي لا يراعى فيها نوعية البروتين المناسبة للطفل الصغير "12، 13". ولعل من أهم وسائل تفادي نقص البروتين والطاقة إرضاع الطفل من الثدي، فبروتين لبن الأم ذو نوعية وكمية مناسبة لاحتياجاته، ويشكل غذاء كافيا في فترة الشهور الأولى من عمر الطفل مع إعطاء الأطعمة الإضافية بعد ذلك.

د- الماء water:
الماء عنصر غذائي يتكون من الهيدروجين والأكسجين بنسبة 2 إلى 1. وهو ضروري للجسم وله وظائف حيوية متعددة، فالماء مكون أساسي في تركيب الجسم، إذ يعادل من %65-55 من وزن جسم الإنسان البالغ في الوضع الصحي كما بينا من هذا الفصل، وهو ضروري لعمليات الهضم والامتصاص والاستقلاب ونقل العناصر الغذائية ونواتجها الاستقلابية ومخلفاتها السامة لإطراحها خارج الجسم على شكل بول وكذلك يلزم لنقل الحرارة وتسريبها من مكان إنتاجها.
ويحصل الجسم على الماء إما على شكل سوائل ومشروبات أو على شكل ماء الأطعمة أو ماء الاستقلاب metabolic water الناتج عن تأكسد العناصر الغذائية المنتجة للطاقة، وهي الكربوهيدرات والبروتين والدهون. وجميع مصادر الماء هذه تحقق الوظائف المذكورة أعلاه للماء وتدخل في استعمالاته المختلفة في الجسم.
وبديهي أن كمية الماء في الأطعمة تختلف حسب مصدر الغذاء. فالخبز يحتوي على حوالي 35 % من وزنه ماء، بينما يحتوي البيض على 75 %، والحليب حوالي

87 %، والفواكه والخضراوات ما بين 85 , 95 % أما ماء الاستقلاب فهو حوالي 60 غراما لكل 100 غرام من الكربوهيدرات و 106 غرامات لكل 100 غرام دهون و 41 غراما لكل 100 غرام بروتين [9] .
ويتناول الإنسان يوميا من جميع هذه المصادر حوالي 1.5 - 2.5 لتر "1-2 لتر من المشروبات وحوالي نصف لتر ماء الأطعمة وحوالي 1/4 لتر ماء الاستقلاب الحيوي".
يفقد الجسم الماء عن طريق الكليتين "على شكل بول" وبالتبخر الجلدي والعرق وهواء الزفير والبراز. ولكي يبقى ماء الجسم في حالة توازن تكون كمية الماء المفقودة بهذه الطرق مساوية لكمية الماء التي حصل عليها الجسم من المصادر المختلفة. غير أنه لا بد من القول بأن ما يستعمله الجسم من الماء في اليوم أكثر بكثير مما يتناوله، وذلك راجع إلى دوران الماء واستعماله المتكرر، إذ يفرز في العصارات الهاضمة ويعاد امتصاصه. فالماء يفرز في العصارات المعدية والمعوية واللمفية والبنكرياسية والصفراوية بكميات تصل إلى 9-8 لترات يوميا "9".
بشكل عام يمكن القول أن احتياجات الماء اليومية تتناسب مع كمية الطعام والطاقة المتناولة، وتقدر بحوالي 1 غرام ماء لكل كيلو كالوري في حالة الكبار، و 1.5 غرام لكل كيلو كالوري في حالة الأطفال الذين تكون احتياجاتهم النسبية للماء أكثر من الكبار. إلا أن الاحتياجات الدقيقة لكل شخص تعتمد على درجة الحرارة في المحيط ومساحة سطح الجسم وطبيعة الغذاء "الأطعمة المحتوية على أملاح عالية أو بروتينات عالية تتطلب كمية أخر من الماء ليساعد على تصريفها وإطراحها عن طريق البول" كما تعتمد على الحالة الصحية ودرجة النشاط الجسماني "9.8".

هـ- الفيتامينات vitamins:
الفيتامينات عبارة عن مجموعة من المركبات العضوية المعقدة في تركيبها والتي يتطلبها الجسم بكميات قليلة نسبيا، وهي ضرورية لصيانة الجسم ونموه ووقايته من الأمراض من خلال وظائفها الحيوية والهامة والتي من أبرزها تنشيط التفاعلات الاستقلابية المختلفة. وبعض الفيتامينات لا تصنع داخل الجسم مطلقا بينما يصنع بعضها "غالبا من قبل جراثيم الجهاز الهضمي" بكميات غير كافية، ولا تفي باحتياجات الجسم وما يتطلبه منها مما يحتم ضرورة الحصول عليها في الغذاء. وعدد الفيتامينات الضرورية للإنسان هو 13 فيتامينا تصنف في مجموعتين هما:

-الفيتامينات الذوابة في الدهن fat soluble vitamins وتشمل فيتامين A "الرتينول ومركباته" وفيتامين D "الكالسيفرول" وفيتامين E "التوكوفيرولات" وفيتامين K "الكوينانات".
-الفيتامينات الذوابة في الماء water-soluble vitamins: وتشمل فيتامين C "حمض الأسكوربيك" ومجموعة مركبات أخرى تتشابه في بعض الصفات الوظيفية أطلق عليها فيتامينات B المركب B-complex vitamins وهي مركبات الثيامين "فيتامين B1" والريبوفلافين "B2" والنياسين وحمض البانتوثينيك والبيريدوكسين "B6" والبيوتين وحمض الفوليك والكوبالامين "B12".
وفيما يلي نبذة عن أهم المصادر الغذائية للفيتامينات، ووظائفها الفيزيولوجية.
ولن نتعرض هنا لأغراض وأمراض عوزها لأن ذلك موضوع الفصل السابع كما لن نتعرض للاحتياجات الغذائية التي وردت في المقدمة.
1- فيتامين A: يوجد إما بصورة شكله الجاهز الرتينول retinol ومركباته، أو على شكل طليعة الفيتامين provitamins وهو الكاروتينات carotenoids. يوجد الرتينول ومركباته في الكبد والكلى والسمن والزبدة والمرغرين وصفار البيض. أما الكاروتينات فتوجد في الأوراق الخضراء كالسبانخ والخس والملوخية والنعناع والبقدونس وفي الجزر والفواكه الملونة، خاصة الصفراء، كالمشمش والبابايا والدراق.
وأهم وظائف الفيتامين A: "1" ضروري للإبصار وخاصة الإبصار في الظلام والتأقلم عليه، "2" ضروري لبناء الخلايا البطانية والظهارية للجلد والعين والقنوات المختلفة في الجسم كالقناة الهضمية والبولية التناسلية والتنفسية، وله دور في تمايز الخلايا cell differentiation، وبذلك يعمل على الوقاية من الأمراض، "3" ضروري للتكاثر وتكوين الخلايا المنوية وصحة الجنين، "4" ضروري للنمو، ونقصه يؤدي إلى تخلف النمو، "5" له أهمية في تكوين وإطلاق الإنزيمات الهاضمة في الجسيمات الحالة، "6" قد يكون له دور في الوقاية من السرطان، ومنع تفاعلات الأكسدة الفائقة.
2- فيتامين D "calciferols": أهم مصادره الأطعمة الحيوانية كالكبد والزبدة والمرغوين والكلى وصفار البيض، كما يصنع تحت الجلد من طليعة الفيتامين -7 ثنائي هيدروالكوليسترول بواسطة الإشعاع فوق البنفسجي أو من مادة الأرغوستيرول

الموجودة في بعض النباتات البحرية التي تعمل بالإشعاع فوق البنفسجي أيضا. وفي الحالة الأولى نحصل على فيتامين D3 "الكوليكالسيفرول cholecalciferol"، وفي الحالة الثانية نحصل على فيتامين D2 "الأرغوكالسيفرول ergocalciferol"
أهم وظائف فيتامين D: "1" تكلس العظام والأسنان من خلال تحوله في الكلى إلى شكل هرموني هو الكالسيتريول calcitriol، "2" تنظيم إطراح الفوسفات من الكلى وتنظيم مستوى الأسترات في أنسجة الجسم.
3- فيتامين E "tocopherols": أهم مصادره الغذائية أجنة الحبوب والبذور الزيتية والزيوت النباتية كزيت الذرة وزيت الزيتون وزيت الصويا، كما يوجد في المنتجات الحيوانية التي أهمها الكبد والزبدة والبيض والأسماك.
أهم وظائفه: هذا الفيتامين مانع للأكسدة، فهو يقلل من أكسدة الحموض الدهنية غير المشبعة ويحفظ بذلك الخلايا التي تدخل هذه الحموض في أغشية خلاياها. كما يعتقد أن للتوكوفرولات دورا في عمليات التنفس الخلوي وتصنيع بعض المركبات الهامة في الجسم مثل الحموض النووية.
4- فيتامين K "quinines": من أهم مصادره الخضراوات الورقية مثل الخس والملفوف والسبانخ والدرنات والبندورة وحبوب الغلال. ومن مصادره الحيوانية الهامة الكبد واللحوم الحمراء، ويوجد بكميات أقل في البيض والحليب. وتصنعه بكتيريا الأمعاء مما يغطي نسبة من احتياجات الإنسان له.
ووظيفة فيتامين K الرئيسية هي أنه ضروري لتكوين عوامل تخثير الدم التي تصنع في الكبد، وأهمها البروثرومبين prothrombin. كما توجد أدلة على دوره في نقل الإلكترونات في الفسفرة التأكسدية وإنتاج الطاقة.
5- الثيامين "thiamin" B1: أهم مصادره الغذائية أجنة الحبوب ونخالة الحبوب والحبوب والبقوليات الكاملة واللحوم والكبد والبيض. ونظرا لإزالته من النخالة، أثناء عملية الطحن والاستخلاص لتحضير الطحين الأبيض، يكون الطحين الأبيض مصدرا فقيرا به ولا بد من إغنائه بهذا الفيتامين وبغيره من الفيتامينات والأملاح المعدنية التي تفقد هي الأخرى من جراء عملية الاستخلاص هذه "انظر الجدول 10" "14".
أهم وظائفه الفيزيولوجية أنه ضروري من خلال شكله النشط بيروفوسفات الثيامين thiamin pyrophosphate "tpp" لتنشيط إنزيمات الكاربوكسيلاز

Carboxylases والترانسكيتولازات transketolases الضرورية لاستقلاب الكربوهيدرات ودورة كربس.
6- الريبوفلافين "riboflavin" B2: أهم مصادره حبوب الغلال الكاملة والخميرة وأجنة الحبوب والحليب والبيض والكبد والكلى واللحوم والبروكولي broccoli والهليون asparagus.
أهم وظائفه: تنشيط الإنزيمات من خلال دخوله في تركيب تميم بعض الإنزيمات الهامة في عمليات الاستقلاب لكل من الكربوهيدرات والدهون والبروتينات، مثل التميم flavin mononucleotide "FMN"، والتميم flavin adenine dinucleotide "FAD".
الجدول -10 الإضافات الموصى بها لإغناء طحين القمح الناتج عن درجة الاستخلاص المنخفضة في عدة دول من العالم "الكميات بالمليغرام لكل كيلو غرام"*
"*" المرجع رقم "14" "1979" Marks, j
7- النياسين niacin: يوجد النياسين في أطعمة نباتية وحيوانية عديدة، أهمها اللحوم والسمك وحبوب الغلال الكاملة والجوزيات وخاصة الفول السوداني. ومع أن الذرة تحتوي على مقادير جيدة من النياسين، إلا أنه يكون مرتبطا ببروتين يحول دون امتصاصه ويقلل من وفرته الحيوية. كما يحصل الجسم على النياسين من تصنيعه من الحمض الأميني تربتوفان بكفاءة 1: 60.

من الناحية الوظيفية، يدخل النياسين في تركيب تميمين إنزيميين هما النيكوتيناميد أدنين ثنائي النوويد "NAD" nicotinamide adenine dinucleotide وفوسفات النيكوتيناميد ثنائي النوويد "NADP", وهما ضروريان لتنشيط كثير من التفاعلات الكيميائية "ما لا يقل عن 40 تفاعلا من تفاعلات نقل الإلكترونات".
8- حمض البنتوثينيك pantothenic acid: هذا الفيتامين واسع الانتشار، والخميرة أغنى مصادره "20 مليغرام/ 100 غرام"، كما يوجد في الكبد واللحوم والبيض والحليب والبقوليات والحبوب والعسل والخضراوات خاصة الجزر والبطاطس.
يدخل هذا الفيتامين في تركيب تميم الإنزيم A الضروري لتنشيط العديد من الإنزيمات الضرورية لاستقلاب الكربوهيدرات والدهون والبروتينات.
9- فيتامين B6 "pyridoxine": أهم مصادر فيتامين B6 اللحوم والكبد والأسماك وأغلفة الحبوب الخارجية والأجبان والخضراوات كالسبانخ والجزر والبطاطا.
ينشط تميم الإنزيم المشتق من فيتامين B6، وهو فوسفات البيرويدوكسين pyridoxine phosphate، عددا كبيرا من الإنزيمات وخاصة تلك المتعلقة باستقلاب البروتين والحموض الأمينية.
10- البيوتين biotion: ليس ثمة خشية من نقص هذا الفيتامين في الإنسان لكثرة مصادره التي أهمها الكبد والخميرة والكلى، كما يوجد بكميات أقل في اللحوم وصفار البيض والجبن وحبوب الغلال الكاملة.
أهم وظائفه الفيزيولوجية: يدخل كتميم إنزيم في التفاعلات الإنزيمية التي تتم فيها إضافة ثاني أكسيد الكربون، مثلا إنزيمات ترانس كربوكسيلاز carboxylases trans-، وتصنيع الحموض ثنائية الكربوكسيل والحموض الدهنية، واستقلاب التربتوفان وتحوله إلى نياسين، وتفاعلات نزع المجموعة الأمينية لكل من حمض الأسبارتيك والسيرين والمثيونين.
11- حمض الفوليك folic acid: مصادره كثيرة وأهمها الخميرة والكبد والكلى وأجنة الحبوب والفطر والليمون والفراولة والموز والخضراوات، وأهمها السبانخ والهليون والبروكولي والفاصولياء، ويحتوي الحليب على كمية قليلة منه.
أهم وظائفه تتعلق بنقل المجموعات المحتوية على ذرة كربون واحدة "الوحدات أحادية الكربون 1- carbon units الضرورية لتصنيع الكثير من المركبات الهامة كالبيريميدينات والبورينات، وتصنيع المثيونين والكولين وغيرها من المركبات

الهامة، أي أن هذا الفيتامين ضروري لتكوين الحموض النووية وكريات الدم، ويؤدي نقصه إلى فقر الدم ذي الأرومات الضخمة megaloblastic anemia.
12- فيتامين B12 "cobalamins": مصادر هذا الفيتامين كلها حيوانية "ولا يوجد في الأطعمة النباتية" وأهمها الكبد والكلى والأسماك "خاصة الرنكة herring والأسقمري mackerel" والجبنة والبيض والحليب واللحوم الحمراء.
أهم وظائفه: يتداخل وظيفيا مع حمض الفوليك، ويبدو أنه يعمل على تصنيع المجموعات أحادية الكربون فيما يقوم حمض الفوليك بنقلها إلى أماكن الاستفادة منها. وأهم هذه المجموعات الميثيل methyl groups الضرورية لتكوين البورينات purines والبيريميدينات pyrimidines وكريات الدم الحمراء. ويؤدي نقصه إلى فقر الدم الوبيل pernicious anemia.
13- فيتامين c "ascorbic acid": مع أن المشهور عند الناس أن هذا الفيتامين يوجد في الحمضيات "الليمون والبرتقال.."، إلا أنه يوجد أيضا بتركيز عال نسبيا في كثير من الأطعمة، كالورق الملفوف والفلفل الأخضر "الفليفلة" والجوافة والفراولة والسبانخ والبروكولي.
وظائف هذا الفيتامين:
1- استقلاب الحموض الأمينية خاصة التربتوفان والتيروزين والبرولين.
فهو ضروري لتصنيع الهيدروكسي برولين من البرولين وبالتالي تصنيع الكولاجين اللازم لربط الخلايا التي تنتج بالانقسام كعملية شفاء الجروح. كما أنه ضروري لتكوين النياسين من التربتوفان.
2- ضروري لامتصاص الحديد وذلك باختزال الحديديك إلى حديدوز، مما ينعكس على بناء الهيموغلوبين ويقي من فقر الدم.
3- ضروري لعملية شفاء الجروح.
4- يقي بعض الفيتامينات الأخرى من التأكسد والتلف خاصة فيتامين A وفيتامين E وفيتامينات B. ويعتقد أيضا أن فيتامين C ضروري لتكوين هرمونات الغدة الكظرية والوقاية من خطر الأوزون الجوي وخطر الألدهيدات الناتجة عن التدخين ومنع تكوين النيتريت من النيترات وإبطال المفعول السمي للهستامين، وبالتالي فقد يكون له دور وقائي من مرض السرطان [15،16] .

و العناصر المعدنية mineral elements:
لقد مر معنا في هذا الفصل أن العناصر المعدنية تشكل حوالي 4 % من وزن الجسم، وأنه يوجد ما لا يقل عن 38 عنصرا منها يمكن كشفه داخل الجسم. ومر معنا أيضا أن 17 منها ضرورية للجسم، أي يجب أن تتوفر في الغذاء، و 6 شبه ضرورية أي يتوفر فيها بعض الشروط لتعتبر ضرورية. بينما يوجد مجموعة أخرى في الجسم غير ضرورية "ملوثات contaminants".
والعناصر المعدنية، كالفيتامينات والماء، لا تتأكسد لإنتاج الطاقة، لكنها تلعب دورا هاما في تحفيز التفاعلات الكيميائية الحيوية enzyme catalysts من خلال عملها كعوامل متممة cofactors. كما أن لها وظائف تركيبية وبنائية "مثلا الكالسيوم والفوسفات في العظام والحديد في كريات الدم الحمراء"، ووظائف تنظيمية كالمحافظة على الضغط التناضحى وحركة السوائل بين جوبات الجسم "مثال ذلك أيونات الصوديوم والبوتاسيوم"، والمحافظة على التوازن الحمضي القاعدي "مثال ذلك الكهارل الموجبة والسالبة: الصوديوم والبوتاسيوم والكلور والفوسفات والكبريتات"، ونقل التدفعات العصبية nerve impulses "البوتاسيوم والكالسيوم"، وسوف نستعرض فيما يلي أهم وظائف العناصر المعدنية الأساسية، ويبين الجدول 11 أهم المصادر الغذائية للعناصر المعدنية الأساسية.
أما أعراض نقص المعادن فهو مشروح بالتفصيل في فصل تال من هذا الكتاب.
1- الكالسيوم والفوسفور calcium and phosphorus. أهم وظائف هذين العنصرين تكلس وبناء العظام والأسنان. كما أن للكالسيوم أهمية في تخثر الدم من خلال تصنيع الثرومبين، وفي تقلص العضلات، ونفوذية الأغشية للسوائل وتنشيط الإنزيمات"خاصة الإنزيمات المنشطة لتحلل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ATPase". وللفوسفور عدة وظائف أخرى أهمها المساعدة في امتصاص الغلوكوز والغليسرول من الأمعاء، واستقلاب الكربوهيدرات والدهون والبروتينات خاصة البروتينات النووية، وهو يدخل في تركيب جزيئات الأدينوزين ثلاثي الفوسفات. ATP، كما يحافظ على التوازن الحمضي-القاعدي.
2- المغنيزيوم magnesium. هذا العنصر من أهم العناصر المعدنية في تنشيط الإنزيمات، مثلا إنزيم الفوسفاتاز القلوي والأنولاز والأرجناز والأتباز ATPase، وهو بذلك يتكامل مع عمل الكالسيوم في منع التكزز tetany الناتج عن عدم وفرة الطاقة في العضلات.
3- الصوديوم والبوتاسيوم والكلور sodium, potassium and chlorine وهذه هي

العناصر المتأينة "الكهارل electrolytes" وتشترك جميعها في أنها تدخل في تنظيم العلاقات التناضحية وحركة السوائل، كما أن لها دورا في تنظيم التوازن الحمضي القاعدي acid-base balance. وللصوديوم وظائف أخرى أهمها نفاذية الخلية وسرعة إثارة "هيوجية" العضلات ونقل التدفعات الكهربائية-الكيمائية في الأعصاب.
والوظيفة الأخيرة يشاركه فيها البوتاسيوم الذي ينظم حركة العضلات وارتخاءها بعد التقلص كما أن له دورا في عمليات استقلاب وابتناء البروتين والكربوهيدرات، إذ يدخل داخل الخلايا المتكونة، كما يحتوي غرام من الغليكوجين على 0.36 ملي مكافئ من البوتاسيوم. أما الكلور فهو بالإضافة إلى ما ذكر يدخل في تركيب حمض الهيدروكلوريك الذي تفرزه المعدة، وبذا يكون له دور في عملية هضم البروتين في المعدة.
الجدول 11- أهم المصادر الغذائية للعناصر الضرورية للجسم

4- الكبريت sulfur. يدخل الكبريت في تركيب البروتينات، إذ تحتوي ثلاثة حموض أمينية على هذا العنصر، كما يدخل في تركيب بعض الفيتامينات "الثيامين والبيوتين وحمض الليبويك". وينشط الإنزيمات من خلال مجموعات السلفهيدريل sulfhydryl groups، بالإضافة إلى أن بعض مركباته لها أهمية في إبطال مفعول المواد السامة في الجسم "detoxification".
5- الحديد iron. يدخل الحديد في تركيب الهيموغلوبين hemoglobin والميوغلوبين myoglobin الموجود في العضلات. والهيموغلوبين ضروري لنقل الأكسجين من الرئتين إلى الخلايا للأكسدة وإنتاج الطاقة، كما أن ضروري لنقل ثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين للتخلص منه. والحديد ضروري لعملية التأكسد الخلوي من خلال تنشيط الإنزيمات اللازمة لذلك وخاصة إنزيمات السيتوكرومات والكاتلاز والبيروكسيداز واكسيداز الزانثين، وتنشيط تفاعلات إنزيمية كثيرة أخرى.
كما يعتقد أن للحديد أهمية في تصنيع الكولاجين، وإنتاج الأجسام المضادة، وإبطال مفعول الأدوية ذات التأثيرات السامة، وإزالة الدهون الزائدة من الدم [11] .
6- النحاس copper. النحاس ضروري لتنشيط الكثير من الإنزيمات، من أهمها إنزيمات أكسيداز السيتوكروم cytochrome oxidases وأكسيداز حمض الأسكوربيك ascorbic acid oxidase والتيروسيناز tyrosinase واليوريكاز uricase. لذا نجد أن الوظائف التي يقوم بها النحاس كثيرة جدا. فهو ضروري في عمليات استقلاب الطاقة وتكوين الهيموغلوبين. ويبدو أن له دورا في تحسيت امتصاص الحديد من خلايا جدر الأمعاء، وتحريكه من الكبد إلى البلازما، واستعماله في بناء الهيموغلوبين، والوقاية من فقر الدم، كما أن له أهمية في تكوين العظام وصحة وسلامة النخاعين myelin المغلف للعصبونات.
7- الزنك "الخارصين" zinc. اكتشفت أهمية الزنك في تغذية الإنسان في مطلع الستينات. وأثبتت الأبحاث التي تبعت ذلك أهميته لجميع أنسجة الجسم. فهو مكون للإنزيمات، وضروري لتنشيط ما لا يقل عن 105 إنزيمات منها كاربونيك انهيدراز carbonic anhydrase ودي هيدروجيناز الكحول وبوليميراز الدنا DNA polymerase والكاربوكسي ببتيداز، وهو ضروري للنمو وانقسام الخلايا وشفاء الجروح وتكوين المناعة الخلوية cellular immunity، ولحاستي الذوق والشم، ولنقل فيتامين A من مخزونه الكبدي وتحولاته الاستقلابية الأخرى، وللنضج

الجنسي إذ اقترن عوزه مع تأخر البلوغ الجنسي وضعف تكوين الحيوانات المنوية في الذكور وقلة إفرازها.
8- اليود iodine. اليود منظم لنمو وتطور الجسم ولمعدل الاستقلاب الأساسي فيه "BMR" basal metabolic rate من خلال دخوله في هرموني الغدة الدرقية، وهما الثيروكسين thyroxine وثلاثي يود الثيرونين tri- iodothyronine وقد يكون له أهمية أيضا في امتصاص الكربوهيدرات وتصنيع البروتين وتنظيم تصنيع الكوليسترول.
9- المنغنيز manganese. للمنغنيز أهمية في استقلاب الكربوهيدرات من خلال تنشيط كثير من التفاعلات الإنزيمية، مثلا إنزيم الترانسكيتولاز، وتكوين الكربوهيدرات المخاطية mucopolysaccharides الضرورية لتكون الغضاريف. وهو ضروري لتكوين اليوريا من خلال تنشيطه للإنزيمات وبعض جوانب استقلاب البروتينات كالتحولات المتبادلة بين الحموض الأمينية، ونقل الدهون من الكبد وتنشيط الليباز، وتصنيع الحموض الدهنية طويلة السلسلة الكربونية.
10- الكوبلت cobalt. هذا العنصر ضروري لتصنيع فيتامين B12 من قبل جراثيم الأمعاء الغليظة. غير أن ذلك ليس ذا أهمية كبيرة في الإنسان لقلة امتصاص الفيتامين المصنع. كما أنه ضروري لتكوين حمض البروبيونيك، وربما يكون له دور في تنشيط بعض الإنزيمات الأخرى في الجسم.
11- الموليبدينوم molybdenum. الموليبدينوم ضروري لتنشيط إنزيم أكسيداز الزنثين xanthine oxidase الضروري لتكوين حمض اليوريك uric acid من البورينات وأكسيداز الألدهيد الذي يؤكسد الألدهيدات إلى حموض عضوية، كما أنه يحرك الحديد من مخزونه الكبدي. ويبدو أن لهذا العنصر أهمية في الوقاية من نخر الأسنان بزيادة احتفاظ الأسنان بالفلور [11] .
12- السلينيوم selenium. يدخل السلينيوم في تركيب إنزيم بيروكسيداز الغلوتاثيون glutathione peroxidase الذي يعمل على إزالة فوق أكسيد الهيدروجين والوقاية من تزنخ الدهون ومن تحلل كريات الدم [16، 17] . وقد عولج به نخر الكبد liver necrosis في الجرذان، وعولجت به الحملان والعجول من حثل العضلات muscular dystrophy، وفراخ الدواجن من مرض الأهبة النضحية exudative "16" diathesis. لذا يوجد تداخل وظيفي بينه وبين فيتامين E [17] .

13- الكروم chromium. له أهمية في استقلاب "أيض" الكربوهيدارت من خلال عمله كجزء من عامل تحمل الغلوكوز glucose tolerance "18" الذي يساعد على ربط الأنسولين بغشاء الخلية فيقلل بذلك مستوى السكر في الدم. وقد يكون له دور أيضا في تنظيم الكوليسترول في الدم "19، 20".
14- الفلور fluorine للفلور دور في الوقاية من نخر "تسوس" الأسنان، غير أن الآلية الدقيقة لذلك غير معروفة، والنظرية الأكثر قبولا لدور الفلور في منع التسوس هي أن الفلور يحل محل مجموعة الهيدروكسيل مكونا بلورات فلورو الأباتيت fluoroapatite الصلبة والتي تقاوم التحلل بالجراثيم أكثر من بلورات الأباتيت الهيدروكسيلية الموجودة في الأسنان. وقد وجد أن إضافة جزء واحد في المليون "ppm" من الفلور إلى المياه التي محتوى الفلور فيها 0.5 جزء بالمليون يقلل من تسوس الأسنان [7] . كما تبين أن له وظائف أخرى في الحيوانات، فنقصه أدى إلى تخلف النمو وتأخر النضج الجنسي وتخلف نمو الهيكل العظمي في الجرذان [21] .

المكونات الغذائية وإنتاج الطاقة:
رأينا مما تقدم أن العناصر الغذائية المنتجة للطاقة هي الواقعة ضمن مجموعات الكربوهيدرات والشحوم والبروتينات، وإن أكثرها تركيزا بالطاقة هي الشحوم "9 كيلو كالوري لكل غرام مقابل 4 كيلو كالوري لكل غرام لكل من الكربوهيدرات والبروتينات". كما ذكرنا أن الجسم يحصل في الظروف المثلى على طاقته بصورة رئيسية من الكربوهيدرات، فهي المركبات ذات الأولوية لإنتاج الطاقة.
بينما لا تتأكسد الفيتامينات والماء والعناصر المعدنية لإنتاج الطاقة، وإن كانت هامة في تفاعلات الأكسدة وإنتاج الطاقة "الماء ضروري لنقل حرارة التفاعل من مكان إنتاجها والتخلص منها، والفيتامينات تعمل تميمات للإنزيمات coenzymes، والعناصر المعدنية كعوامل مرافقة clfactors تنشط التفاعلات الإنزيمية". ولذا يمكن تقسيم مجموعات المكونات الغذائية من حيث انتاج الطاقة إلى ثلاثة أقسام هي:
1- المكونات الغذائية ذات الأولوية في إنتاج الطاقة. وهي الكربوهيدرات التي يتمثل دورها الأساسي بتزويد الجسم بالطاقة.
2- المكونات الغذائية التي دورها الأساسي بنائي ولكن قد تستعمل لتزويد الجسم بالطاقة عند فائض منها أو عند عدم كفاية الكربوهيدرات. وهذه تشمل البروتينات والدهون والسكريات الخماسية مثل سكر الريبوز ribose الذي.

يدخل في تركيب الحموض النووية RNA، DNA، إذ أن 10 - 15 % من الوزن الجاف لنواة الخلية يتألف من الدنا DNA و 2 - 20 % من الوزن الجاف للنواة يتألف من الرنا RNA "8".
3- مكونات غذائية لا تنتج الطاقة، ولكنها ضرورية لتحرير الطاقة من العناصر المنتجة لها إما لدخولها في التفاعلات الإنزيمية كمادة متفاعلة أو ناتجة كما هو الحال في الماء، أو أنها تنشط الإنزيمات كما ذكرنا أعلاه، وهذه هي المعادن والفيتامينات.
والطاقة هي القوة التي يتمكن الجسم الحي من خلالها من القيام بالنشاطات الاستقلابية المختلفة التي تحافظ على استمرار الحياة. والحاجة إليها مستمرة ما استمرت الحياة. ومصدرها للجسم هو الغذاء، والمصدر الأصلي لجميع أنواع الطاقة هو الطاقة الشمسية. ولكن توجد الطاقة بأشكال مختلفة قابلة للتحول إلى بعضها البعض داخل الجسم. فبعملية التخليق الضوئي Photosynthesis تتكون الكربوهيدرات البسيطة التي منها تتكون مواد أخرى بروتينية ودهنية وكربوهيدراتية معقدة. وتكوُّن الكربوهيدرات البسيطة يتم حسب التفاعل التالي:
ويحتاج الإنسان والحيوان الطاقة لأغراض مختلفة، تشكل بمجموعها الاحتياجات الكلية للطاقة التي تتراوح بين 2000, 3000 كيلو كالوري في اليوم للبالغين "راجع مقدمة الكتاب". وتلزم الطاقة للجسم للأغراض التالية:
1- عمليات الاستقلاب الأساسي basal metabolism الضرورية لاستمرار الحياة وتشمل ضخ الدم من القلب والحركة اللاإرادية للعضلات والأنسجة المختلفة الأخرى كحركة الأمعاء وعمل الكليتين ومضخة الصوديوم الخ ... ويمكن قياس حاجة الجسم لطاقة الاستقلاب الأساسي باستعمال جهاز خاص يقيس استهلاك الأكسجين وثاني أكسيد الكربون المطروح في هواء الزفير respirometer وحساب مصروف الطاقة بظروف قياسية "معيارية" اصطلح عليها العلماء، مثل أن يكون الإنسان في حالة استرخاء كامل ومضطجعا، ومضى على آخر وجبة تناولها 12 - 16 ساعة، وفي درجة حرارة مريحة "21 - 24 درجة مئوية". ويعتمد معدل الاستقلاب الأساسي basal metabolic rate على عدة عوامل منها الجنس

والحالة الفيزيولوجية ودرجة حرارة الجسم والمرض والإفرازات الهرمونية.
2- النشاط الجسماني، فهناك حاجة للطاقة تستغل في الحركة والنشاط الجسماني. وكلما زادت درجة النشاط زاد مصروف الطاقة. فبينما هو 80 - 100 كيلو كالوري في الساعة لدى الأشخاص الذين لا يقومون بنشاط، يصل إلى 350 كيلو كالوري أو أكثر في الساعة في حالة العمل الشاق والرياضة العنيفة [22] . ويمكن تحديد الطاقة الإضافية لطاقة الاستقلاب الأساسي حسب درجة النشاط كما يلي:
3- التأثير الديناميكي النوعي للأطعمة specific dynamic effect، ويدعى أيضا التأثير المولد للحرارة calorigenic effect ويتمثل بالطاقة المستهلكة نتيجة لهضم وامتصاص واستقلاب الطعام بعد تناوله، أي أنها الضريبة التي يدفعها الجسم للاستفادة من الطعام، وتعادل حوالي 5 % من طاقة الكربوهيدرات والدهون المتناولة، بينما تصل إلى 30 % من طاقة البروتينات، ومتوسط قيمتها للوجبة المختلطة يقدر بـ 10 % من الطاقة الغذائية المتناولة [23] .
4- المحافظة على درجة حرارة الجسم. ففي الطقس البارد تفقد كمية أكبر من الحرارة للمحافظة على درجة حرارة الجسم ثابتة "تزيد الطاقة بمقدار 5 لكل انخفاض مقداره 10 درجات" وتكون نسبة الفقد في الصغار أعلى من تلك التي للكبار نظرا لكون مساحة سطوح أجسامهم أكبر نسبيا من البالغين.
5- النمو growth إن بناء أنسجة جديدة في الجسم أثناء مرحلة النمو يتطلب كمية من الطاقة، مما يؤثر على احتياجات الإنسان من الطاقة وخاصة خلال فترة النمو السريع.

وواضح أن لكل فرد احتياجات محدودة من الطاقة حسب هذه العوامل. وإذا لم تتم تلبية هذه الاحتياجات يلجأ الجسم إلى مخزونه من الدهون وبروتينات الأنسجة لتلبيتها، مما قد ينتج عنه السغل marasmus ونقص الوزن. وبالمقابل فإن الاستمرار بتناول كمية من الطاقة أعلى من الاحتياجات اليومية تنتج عنه السمنة obesity وزيادة الوزن. والسمنة مشكلة صحية تقترن بالكثير من الأمراض كالسكري وأمراض القلب والنقرس وسواها. وبشكل عام يمكن تخفيف الوزن بتقليل الطاقة الغذائية: فكل نقص في وزن الجسم مقداره 1 كيلو غرام يحتاج إلى تقليل الطاقة الغذائية بمقدار 7700 كيلو كالوري، ذلك لأن الغرام الواحد من النسيج الدهني يعادل 7.7 كيلو كالوري. أي لتخفيض الوزن بمقدار كيلو غرام في الأسبوع ينبغي تقليل الطاقة الغذائية في اليوم بمقدار 1100 كيلو كالوري عن الاحتياجات اليومية.
وأهم المصادر الغذائية الغنية بالطاقة الزيوت والدهون والحبوب والنشويات والبقوليات والحلويات العربية "مركزة بالسكر" والسكريات البسيطة "سكر المائدة" والفواكه المجففة. وتجدر الإشارة هنا إلى أن الكحول يعتبر مصدرا غنيا بالطاقة "7 كيلو كالوري/ غرام"؛ غير أن المشروبات الكحولية، بالإضافة إلى أضرارها الصحية والاجتماعية وربما الاقتصادية، لها أضرار تغذوية، ويؤدي استهلاكها والإدمان عليها إلى سوء تغذية ونقص للكثير من العناصر الغذائية نظرا لأنها مصدر للكالوري الفارغة empty calories وليس لعناصر غذائية، كما هو الحال في الأطعمة الأخرى، فضلا عن أن استقلابها "وأكسدتها" يزيد من الطلب على بعض العناصر الغذائية مثل الثيامين والنياسين والزنك" ويؤدي لظهور أعراض عوزها.