كيف يعمل التمثيل الغذائي البشري: لماذا تختلف معدلاته وما يعنيه ذلك للصحة

يشير التمثيل الغذائي إلى كل عملية كيميائية تقوم بها الخلية للحفاظ على عمل الجسم، من التنفس ونبضات القلب إلى هضم الطعام، وفقاً لعيادة كليفلاند. عمليتان متعاكستان تجعل هذا ممكناً: الهدم، الذي يفكك الكربوهيدرات والبروتينات والدهون إلى قطع قابلة للاستخدام مثل الجلوكوز، والبناء، الذي يستخدم تلك القطع لبناء وإصلاح الأنسجة، بما في ذلك العضلات والعظام.

كيف يحول الجسم الطعام إلى طاقة

ليست كل الطاقة التي يستخدمها الجسم كل يوم تذهب إلى نفس المكان. تقسم عيادة كليفلاند إجمالي استهلاك الطاقة اليومي إلى ثلاثة أجزاء: معدل التمثيل الغذائي الأساسي (BMR)، وهو الطاقة المطلوبة فقط للحفاظ على وظائف الأعضاء والخلايا في حالة الراحة؛ والطاقة المنفقة في هضم ومعالجة الطعام؛ والطاقة المستخدمة للحركة البدنية.

• معدل التمثيل الغذائي الأساسي (BMR): يغطي 60% إلى 70% من إجمالي استخدام الطاقة اليومي، وفقاً لعيادة كليفلاند
• معالجة الطعام (التأثير الحراري للطعام): يستخدم حوالي 10% من الطاقة اليومية، وفقاً لنفس المصدر
• النشاط البدني: يمثل الطاقة المتبقية، وهو الجزء الذي يختلف أكثر بين الأفراد

لماذا تختلف معدلات التمثيل الغذائي من شخص لآخر

معدل التمثيل الغذائي الأساسي (BMR) ليس ثابتاً، وليس متساوياً لدى الجميع. تدرج عيادة كليفلاند حجم الجسم وكتلة العضلات الخالية من الدهون كأكبر العوامل على المدى الطويل، لأن أنسجة العضلات تتطلب طاقة أكثر للحفاظ عليها من أنسجة الدهون. يلعب الجنس دوراً أيضاً: في المتوسط، للرجال معدل تمثيل غذائي أساسي أعلى من النساء، وتعزو عيادة كليفلاند ذلك إلى حجم الجسم الأكبر عادة وكتلة العضلات الخالية من الدهون الأكبر المرتبطة بالتستوستيرون.

العمر هو عامل رئيسي آخر. يميل معدل التمثيل الغذائي الأساسي إلى الانخفاض مع تقدم الناس في السن، مدفوعاً إلى حد كبير بفقدان تدريجي لكتلة العضلات جنباً إلى جنب مع التغييرات الهرمونية والعصبية، كما تقرر عيادة كليفلاند. قد تؤثر الوراثة والعرق أو الانتماء العرقي أيضاً على معدل التمثيل الغذائي الأساسي، وفقاً لعيادة كليفلاند.

تغير عدة عوامل معدل التمثيل الغذائي بشكل مؤقت فقط، كما تشير عيادة كليفلاند: الحرارة الشديدة أو البرد، المرض أو الإصابة، المنبهات مثل الكافيين والنيكوتين، تخطي الوجبات، والتغييرات في مستويات هرمون الغدة الدرقية. تزيد الحمل من احتياجات الطاقة بسبب زيادة كتلة الجسم وتطور الجنين، بينما الرضاعة الطبيعية تزيد احتياجات الطاقة بحوالي 15% إلى 25% لدعم إنتاج الحليب، وانقطاع الطمث يجلب معه تغييرات هرمونية خاصة به، بما في ذلك تقليل كتلة العضلات الخالية من الدهون، التي تؤثر على معدل التمثيل الغذائي، وفقاً لعيادة كليفلاند.

بعيداً عن آلية التمثيل الغذائي نفسها، يشير المعهد الوطني الأمريكي لأمراض السكري والجهاز الهضمي وأمراض الكلى (NIDDK) إلى تأثيرات أوسع على وزن الجسم: السجل العائلي والوراثة، الحالات الصحية مثل قصور الغدة الدرقية ومتلازمة تكيس المبايض ومتلازمة كوشينج، أدوية معينة (بما في ذلك بعض الأدوية المستخدمة لالتهاب الصرع والاكتئاب والسكري وارتفاع ضغط الدم)، مدة النوم، والوصول إلى الطعام الصحي والأماكن الآمنة للنشاط.

كيف يتغير التمثيل الغذائي عبر العمر

دراسة نشرت عام 2021 في مجلة ساينس، بقيادة هيرمان بونتزر وملخصة من قبل جامعة ديوك، قاست إنفاق الطاقة اليومي في أكثر من 6,600 شخص عبر 29 دولة، تتراوح أعمارهم من حوالي أسبوع واحد إلى 95 سنة، باستخدام طريقة الماء المسمى بنظائر مستقرة، وهي تقنية تتبع النظائر في الجسم لقياس إجمالي استخدام الطاقة في الحياة اليومية وليس فقط في الراحة. وجد الباحثون أنه، بمجرد حساب تكوين الجسم، يمر التمثيل الغذائي عبر أربع مراحل مختلفة بدلاً من الانخفاض في خط مستقيم من مرحلة البلوغ فصاعداً.

ما يعنيه هذا للوزن والصحة

تحذر عيادة كليفلاند من افتراض شائع: أن وزن الجسم هو في المقام الأول نتيجة وجود تمثيل غذائي 'سريع' أو 'بطيء'. معدل التمثيل الغذائي، كما تشير العيادة، هو 'نادراً ما يكون السبب الوحيد لفقدان أو اكتساب الوزن،' ومعدل التمثيل الغذائي وحده لا يحدد حجم الجسم، ولا يحدد حجم الجسم وحده معدل التمثيل الغذائي.

يقدم NIDDK وزن الجسم كنتيجة لعوامل متفاعلة كثيرة، وليس التمثيل الغذائي وحده، محدداً الوراثة والحالات الصحية الأساسية والأدوية والنوم والبيئة إلى جانب النظام الغذائي والنشاط كعناصر تؤثر على الوزن بمرور الوقت. نظراً لأن معدل التمثيل الغذائي الأساسي يمثل بالفعل معظم استخدام الطاقة اليومي للشخص، وبسبب أن عوامل مثل العمر والجنس وكتلة العضلات والحالات الصحية الأساسية تشكلها بطرق هي في الغالب خارج السيطرة الفورية للشخص، يصف الباحثون معدل التمثيل الغذائي كقطعة واحدة من صورة أكبر وشخصية بدلاً من رافعة واحدة توضح الوزن وحدها.