الغذاء والتغذية

مفهوم  الغذاء والتغذية

إن علوم الغذاء والتغذية من الفروع الحديثة نسبيا والتي تطورت من العلوم البيولوجية والكيمياء. وشهدت فترة الحرب العالمية الثانية أول ميلاد لشعب وأقسام تتناول علوم الغذاء والتغذية في الجامعات . ومادة الغذاء والتغذية متعددة الأوجه لارتباطها باحتياج الإنسان وحياته ورفاهيته. وفي المجتمعات الحديثة نشأت وامتدت صناعة الغذاء وخدماته بسرعة يمكن ملاحظتها في الحياة اليومية  ولهذا أصبحت علوم الغذاء والتغذية من المعارف الثقافية الهامة حتى لغير المتخصصين في هذه المجالات ؛ لتداخلها الوثيق مع صحة الإنسان ومعيشته .

تعريف علوم الغذاء هو العلم الذى يهتم  بطبيعة الغذاء وتركيبه وتأثره بالحفظ والتصنيع وطرق الطهي المختلفة .

تعريف علم التغذية هو علم يشرح علاقة الطعام مع نشاطات الكائنات الحية. من ضمن  ذلك تناول الطعام ، وطرد الفضلات ، وانطلاق الطاقة من الجسم ، وعمليات التخليق.فالطعام والشراب يمدان الإنسان بالطاقة لكل عمل يؤديه سواء أكان ذلك قراءة اوكتابة ، أم عَدْوًا في سباق.

قبل ان نتطرق الى علم التغذية لابد ان نتعرف على:

أولا :العناصر المكونة للغذاء                      ثانيا:الجهاز الهضمى للإنسان

اولا: العناصر المكونة للغذاء

‌أ         عناصر غذائية كبرى

1.     الماء

2.     البروتينات

3.     الكربوهيدرات

4.     الدهون

‌ب   عناصر غذائية صغرى

1.     الفيتامينات

2.     العناصر المعدنية والأملاح

 ‌أ          العناصر الغذائية الكبرى

1.     الماء: يعتبر الماء من أكثر العناصر المتوفرة في الكون إذ يرتبط بدورات طبيعية ويغطي حوالي ثلثي سطح الكرة الأرضية ، كما يدخل في تركيب مالا يقل عن 65% من جسم الكائن الحي.

ترکیب الماء

1.     الماء في أصغر جزيئاته يتكون من ذرتين من عنصر الهيدروجين وذرة من عنصر الأكسجين .

2.      وللماء درجة غليان عالية (100 م ) ، ويتطلب درجة حرارة عالية للتبخر مقارنة بعدد من السوائل المعروفة في الكون .

3.      كما يتميز الماء أيضا بوجوده في الحالات الثلاثة المعروفة وهي السيولة والصلابة والغازية، حسب درجة حرارته .

4.     ويعتبر الماء من أفضل المذيبات المعروفة في الكون وتذوب الأملاح والسكريات وبعض المواد العضوية الأخرى مباشرة في الماء ولا تذوب في محاليل أخرى

5.     يؤثر الماء على درجة الحموضة والقلوية في الأغذية وفي جسم الإنسان .

6.      وقد يكون مصادر الماء للإنسان هوالشرب أو ما يأتي مع الغذاء .

7.     والماء الخالي من المواد المذابة له حموضة متعادلة ، أي أنه ليس بالحامض ولا بالقلوي ولكنه بين الاثنين.

8.     هو الوسط الذي تعمل وتنتقل فيه الإنزيمات

9.     هناك كمية من الماء يفتقدها الجسم في أثناء أنشطته المختلفة عبر الأعضاء مثل الكلى في صورة البول والقولون والغدد العرقية اللعابية والثديية (للنساء فقط) .

10.          يحتاج الإنسان للماء كلما كبر حجمه أو زادت درجة حرارة الجو أو كثر نشاطه أو زاد اعتماده على الأطعمة الجافة.

11.  إن فقدان الماء أو نقصه يعبر عنه بالعطش أو الرغبة في الارتواء. كما يفقد الماء عبر الإسهال أو القئ ، والذي يتم التعويض عنه بالمحاليل المائية.

وظائف الماء

ومن أهم وظائف الماء للإنسان:

1)    إن الماء وسيلة نقل العناصر الغذائية والانزيمات والعوامل المساعدة لعمليات الأيض الحيوي في داخل الجسم .

2)    یقوم الماء بجانب مرکبات أخرى بتنظيم درجة حرارة الجسم و توزيعها ، إذ  أن الحرارة المتولدة من التمارين الرياضية قد تضر بالعضلات لولا وجود الماء الذي يقوم بتوزيع ونقل الحرارة إلى أماكن الجسم الأخرى .

3)    إن وجود الماء في جسم الإنسان يعطيه المرونة اللازمة لحركة الأعضاء والمفاصل وتختلف نسب الماء بداخل كل نسيج أو عضو في جسد الإنسان ، فنسبة الماء في الكبد تختلف عنه في المخ مثلا.

اضرار نقص الماء في الجسم

·        الزيادة في سرعة النبض والتنفس .

·        ارتفاع حرارة الجسم والشعور بالحمى.

          ·        زيادة كثافة الدم وصعوبة جريانه.

2.   البروتينات:تشكل البروتينات أكثر من 50% من الوزن الجاف في الخلايا الحية. والبروتينات ضرورية للحياة واستمرارها ، كما تدخل في تركيب الجسم لكل الكائنات الحية .

تركيب البروتين

الأحماض الأمينية هي وحدة البناء في البروتين وترتبط هذه الأحماض الأمينية بروابط (أواصر) تجمعها مع بعضها البعض تسمى الروابط الببتيدية . وقد أمكن حصرها في ٢٢ حامض أميني .

هناك نوعان من الاحماض الامينية

‌أ          أحماض أمينية غير أساسية: تستطيع الكائنات الحية تخليقها في داخل أجسامها.

‌ب      بالأحماض الأمينية الأساسية: لا يمكن تخليقه فى الجسم ، ولابد من تناوله مع الأغذية وعددها حوالي عشرة.

بعض هذه البروتينات قد يعمل كإنزيمات أو هرمونات  مثل هرمون الأنسولين والذي ينظم نسبة السكر في الدم.

وظائف البروتين

1.     تقوم بصيانة أعضاء الجسم .

2.     تعمل بعض البروتينات في الكائنات الحية كوسيلة أو أداة للانقباض والانبساط أو تغيير الشكل أو للحركة من مكان لأخر.

3.     تشكل النسيج الليفي في الغضاريف والأنسجة الرابطة للعضلات - إن الجلد مثلا يتكون معظمه من بروتين معين يسمى بالكولاجين .  ويتكون الشعر والأظافر من البروتين أيضا. أما في العظام ، فإن الشبكة البروتينية هي التي تسمح بربط بعض المواد التي تعطيها الدعامة والقوة المناسبة .

4.     تعتبر مصدراً للطاقة أيضا مثل تلك الموجودة في جنين القمح والبيض والحليب والتي يستخدمها الإنسان في غذائه.

5.     الإنزيمات تعمل كعوامل مساعدة في الاستقلابات والعمليات الأيضية البيولوجية ، والإنزيمات أنواع متعددة من البروتينات المتخصصة جداً لعمل وظائف محددة .

6.     تعمل كمواد منظمة للعمليات الحيوية لحركة السوائل من وإلى داخل الخلية .

7.     تعمل مثل الجنود في الدفاع عن الجسم وصد الميكروبات كما تعمل على التئام الجروح .

8.     تعمل بروتينات معينة على تجلط الدم في موضع الجرح لتساعد على إيقاف جريانه وفقده.

9.     تستخدم البروتينات في صناعة الأغذية لخواصها الوظيفية المتفردة ، فعلى سبيل المثال تكوين العجين في صناعة الخبز يأتي من الشبكة البروتينية في القمح . أما منتجات الحليب وبروتيناته أو بروتينات البيض فتستعمل في صناعة المعجنات.

أضرار نقص البروتينات

يقترن نقص البروتين بعدد من الأمراض الشائعة مثل:

 مرض الهزال (المرازماس) ومرض الكواشيركور.

أعراض مرض المرازموس أو الهزال

1.     توقف النمو.

2.      وفقدان العضلات.

3.      والضعف العام.

4.     وفقر الدم (الأنيميا) لاحقاً.

5.     لا يوجد تورم فى جميع اجزاء الجسم.

أعراض مرض الكواشيركور:

1.     تورم فى جميع اجزاء الجسم

2.     توقف النمو.

3.      وفقدان العضلات.

4.      والضعف العام.

5.     وفقر الدم (الأنيميا) لاحقاً.

إن معدل الوفاة عاليا جداً عند الأطفال الذين يتعرضون لمرض المرازماس أوالكواشيركور لأن نقص البروتين ينتج عنه خلل في توازن الماء في الجسم بين الدم والأنسجة.

3.   الکربوهيدرات

أن لفظ كربوهيدرات يعني (ماء الكربون) أي المركب الذي يتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين والتي توجد في تركيب الكائنات الحية، بل وأهم الأجزاء من غذائها. ويتكون 65-75٪ من غذاء الإنسان اليومي من الكربوهيدرات . ويعتبر النبات المصنع الرئيسي للكربوهيدرات (عبر عملية التمثيل الضوئي التي يتحدد فيها ثاني أكسيد الكربون والماء ليكون الكربوهيدرات) وهي بذلك المصدر الرئيسي للسكريات والتي تمد الإنسان والحيوان بالطاقة.

ترکیب الکربوهیدرات

الكربوهيدرات هي مركبات تحتوي على الكربون والهيدروجين والأكسجين

وبناء على عدد جزيئات السكر فإن  الكربوهيدرات تصنف إلى ثلاث مجاميع

1- السكريات الأحادية (البسيطة)

وهذه تشكل الوحدات الرئيسية لبناء الكربوهيدرات

·        تحتوي على 5-6من ذرات الكربون (خماسية أو سداسية).

·        بلورات صلبة عديمة اللون في الماء و کثیر منها ذو طعم حلو.

ومن أمثلة السكريات الأحادية :

* الجلو كوز- سكر العنب یوجد فى الفواکه والعسل والنباتات .

* الفركتوز - سكر الفواكه ويوجد في العديد من الفواكه .

* الجلاکتوز- احد مکونات، سکر الحلیب,

* المانوز - ويوجد في النباتات .

٢- السكريات الثنائية

تحتوي على جزيئين من السكر برابطة معينة بينهما. ويتحدد نوع السكر الثنائي بنوع السكريات الأحادية التي تكونه ولايستفيد الجسم من هذه السكريات الثنائية ، الا بعد هضم الرابطة الكيميائية بين كل سكرين أحاديين ، كما أن السكروز من أحلى أنواع السكريات الثنائية الطبيعية .

ومن أمثلة السكريات الثنائية:

 *السكروز:- سكر القصب ويتكون من الجلوكوز والفركتوز .

 * اللاکتوز:- سکر الحلیب ویتکون من الجلوکوز والجلاکتوز.

 * المالتوز :- سکر الشعير ویتکون من جزيئ جلوکوز.

 3- السكريات العديدة (المعقدة)

وهى التى تحتوى على جزيئين من سلاسل من السكريات الاحادية.

ومن أمثلة السكريات العديدة:

1- النشا : وهو مركب من جزيئات عديدة من الجلوكوز ويوجد فى النباتات مثل البطاطس والدرنات والحبوب.

2- الجليكوجين : هو مركب من جزيئات عديدة من الجلوكوز فى شكل متفرع يوجد فى الخلايا الحيوانية ويخزن فى بعض الانسجة والاعضاء مثل الكبد .

3- السيليلوز: هو مركب من جزيئات عديدة من الجلوكوز يوجد فى شكل الياف صلبة  غير ذائبة فى الماء ويكثر فى الانسجة الواقية فى خلايا النباتات.

3- السكريات البروتنية: سكريات مرتبطة مع البروتين تعطى المرونة للاعضاء والانسجة وتتواجد على السطح الخارجى للخلايا.

وظائف الكربوهيدرات

1.     المصدر الرئيسى للطاقة فى الانسان.

2.     تعتبر الالياف الكربوهيدراتية مثل السليلوز هامة بالنسبة للانسان حيث انها تسهل حركة الامعاء وتمنع الامساك.

3.     تستخدم السكريات والكربوهيدرات فى صناعات كثيرة مثل التحلية  وصناعة الحلويات والمعجنات.

اضرار نقص او زيادة الكربوهيدرات

1.     لان الكربوهيدرات هى مصر الطاقة الاول فان نقصها يؤدى الى سؤء التغذية الناتج عن نقص الطاقة.

2.     زيادة استهلاك الكربوهيدرات يؤدى الى السمنة.

4.   الدهون

الدهون موجودة في كل الخلايا الحية النباتية والحيوانية . وفي الحقيقة فإن الدهون هي مصدر رئيسي للطاقة المخزونة عند الإنسان ، كما تشكل الأغشية في الخلايا الحية . وتدخل في تركيب بعض الهرمونات . إن الدهون مهمة جدا للجهاز العصبي وتقوم بعدد من الأدوار الحيوية في إيصال الإشارة العصبية واستقبالها .

ترکیب الدهون

إن وحدة بناء الدهون هي الحامض الدهني ، والأحماض الدهنية  مشبعة (صلبة فى درجة حرارة الغرفة العادية) مثل دهون الحيوانات  وغير مشبعة ( سائلة فى درجة حرارة الغرفة العادية) مثل دهون النباتات وتسمى الزيوت. 

وظائف الدهون

1- الدهون مصدر غني بالطاقة إذ تعادل الطاقة التي يوفرها جرام واحد منها حوالي2 مثل الطاقة التي يوفرها وزن مماثل من البروتين أو الكربوهيدرات . كما يتم خزنها في أنسجة دهنية داخل الجسم وفي الكبد لحين الحاجة لها.

٢- تدخل الدهون في تركيب الأغشية الخلوية .

3- تقوم الدهون (كالشموع مثلا) ببعض أغراض الحماية ، كما تحافظ الدهون تحت الجلد على درجة حرارة الجسم وتحمي بعض الأعضاء الحساسة من الصدمات .

4ـ تعطي الدهون الشعور بالامتلاء ، إذ تؤخر مرور الغذاء في القناة الهضمية ويأتي مثل هذا الشعور بالشبع بعد تناول وجبة دسمة .

5- تعطي الدهون خواص القوام والطعم والملمس الناعم للأطعمة، وتستخدم في صناعة الأغذية لإعطاء هذه الخواص الوظيفية ، والإستر (حامض به كحول) هو مركب هام في نكهة كثير من الأطعمة مثل الأجبان . وبصفة عامة تحسن الدهون من الخواص الحسية للأطعمة .

6- تحمل الدهون المركبات التي تذوب فيها مثل بعض الفيتامينات (ا/د/ه/ك).

 ٧- الدهون المشتقة ، مثل الليسيثين وأحماض المرارة تعتبر مهمة لامتصاص الدهون لأنها تساعد على استحلابها ومزجها في الماء ، وبذلك تساعد على إدخال الدهون الأنسجة والجهاز الدموي ، حتى يمكن الاستفادة منها بيولوجيا.

تصنيف الدهون

 يمكن تصنيف الدهون حسب مصادرها الغذائية كالتالي :

أ- دهون نباتية مثل زيوت النباتات والحبوب الزيتية وأهم الزيوت المتوفرة تجارياً هي زيت الذرة ، الفول السوداني ، السمسم ، بذرة القطن ، الزيتون وجوز الهند .

ب- دهون حيوانية وهي الدهون الموجودة في اللحم والدواجن والسمك والبيض .

اضرار استهلاك الدهون

1.     أن نقص استهلاك الدهون في الغذاء يرتبط بمشاكل سوء التغذية المرتبطة بالطاقة . كما يحتاج جسم الإنسان للدهون البسيطة والدهون المركبة والدهون المشتقة لأداء عدد من الوظائف البيولوجية الهامة والتي تدخل في كثير من التراكيب الخلوية .

2.     ترتبط أمراض القلب والجهاز الدوري بتناول الأغذية الغنية بالدهون . إن زيادة الكولسترول والبروتينات الدهنية عن الحدود الموصى بها تؤخذ كمؤشر خطر يرتبط بأمراض القلب، والأوعية الدموية.