استقلاب البروتينات: كيف يستخدم الجسم البروتين ويتخلص من فضلاته؟

تتكون البروتينات من سلاسل من وحدات صغيرة تسمى الأحماض الأمينية. وعندما نتناول غذاءً يحتوي على البروتين، يفكك الجهاز الهضمي هذه السلاسل، ثم يعيد الجسم استخدام وحداتها لتكوين البروتينات التي يحتاجها. ويستطيع الجسم تصنيع بعض الأحماض الأمينية، بينما يجب الحصول على الأحماض الأمينية الأساسية من الطعام.

تجري عمليتا البناء والهدم طوال الوقت؛ إذ تُفكَّك البروتينات القديمة أو التالفة، ويُعاد استخدام جزء من أحماضها الأمينية. وليس لدى الجسم مخزن مخصص للبروتين الزائد يماثل مخازن الدهون، لذلك يعالج الفائض ويستخدم مكوناته بطرق أخرى أو يتخلص من نواتجها.

التفكيك في المعدة والأمعاء

تبدأ المرحلة الأساسية لهضم البروتين في المعدة؛ إذ يساعد الحمض على تغيير بنيته، ويبدأ إنزيم البيبسين في تقسيمه إلى سلاسل أقصر. وفي الأمعاء الدقيقة تكمل إنزيمات البنكرياس وإنزيمات جدار الأمعاء عملية التفكيك إلى أحماض أمينية ووحدات صغيرة قابلة للامتصاص.

الامتصاص والوصول إلى الأنسجة

تمتص خلايا الأمعاء نواتج الهضم، ثم تنتقل الأحماض الأمينية عبر الدم إلى الكبد وبقية الأنسجة. وتختلف كفاءة هذه المرحلة بحسب صحة الجهاز الهضمي؛ فبعض أمراض الأمعاء أو قصور البنكرياس قد يضعف الاستفادة من البروتين، حتى إذا كانت كميته في الطعام كافية.

يحدد احتياج الجسم وحالته الغذائية والهرمونية مصير الأحماض الأمينية. ومن أبرز استخداماتها:

• بناء العضلات والجلد والأنسجة وإصلاحها بعد الإصابة أو الجراحة.
• تصنيع الإنزيمات التي تنظّم التفاعلات الكيميائية داخل الخلايا.
• إنتاج الأجسام المضادة وبعض الهرمونات والبروتينات الناقلة في الدم.
• المساهمة في تصنيع مركبات مهمة، منها بعض النواقل العصبية.
• توفير الطاقة أو المساهمة في إنتاج الجلوكوز عند الحاجة.

عند نقص الطاقة لفترة طويلة، قد يزيد الجسم تفكيك بروتين العضلات للحصول على مواد يستخدمها في إنتاج الطاقة والجلوكوز. ولهذا لا يكفي تناول البروتين وحده للحفاظ على العضلات؛ بل يحتاج الجسم أيضًا إلى طاقة كافية وغذاء متوازن وحركة مناسبة.

تحتوي الأحماض الأمينية على النيتروجين. وعند تفكيكها، تُنقل مجموعاتها النيتروجينية وتُزال عبر تفاعلات متعددة، وينتج عن ذلك الأمونيا، وهي مادة سامة عند تراكمها، خصوصًا للدماغ. يحوّل الكبد معظم هذه الأمونيا إلى اليوريا عبر سلسلة تفاعلات تسمى دورة اليوريا.

تنتقل اليوريا في الدم إلى الكلى، التي ترشحها وتطرحها مع البول. أما الجزء المتبقي من الحمض الأميني فيمكن استخدامه لإنتاج الطاقة أو تكوين مركبات أخرى. وعند حدوث مرض شديد في الكبد أو خلل وراثي في دورة اليوريا، قد تتراكم الأمونيا. وفي ضعف وظائف الكلى قد ترتفع اليوريا وفضلات أخرى، لكن ذلك لا يعني بالضرورة وجود الخلل نفسه.

تتغير احتياجات البروتين وسرعة بنائه وهدمه بحسب العمر والنمو والحمل والنشاط البدني والحالة الصحية. وتؤثر الهرمونات أيضًا؛ فالإنسولين يدعم البناء ويحد من الهدم في ظروف مناسبة، بينما قد تزيد هرمونات الإجهاد تفكيك البروتين خلال المرض الشديد.

• التغذية: نقص البروتين أو الطاقة قد يؤدي إلى خسارة العضلات وضعف التعافي.
• النشاط البدني: تساعد تمارين المقاومة على تحفيز بناء بروتين العضلات، خاصة مع التغذية الملائمة.
• العدوى والحروق والجراحة: قد تزيد الهدم والاحتياجات الغذائية.
• التقدم في العمر: قد تقل استجابة العضلات للبروتين، ما يزيد أهمية التغذية والحركة.
• أمراض الأعضاء: تؤثر أمراض الكبد والكلى والأمعاء في معالجة البروتين أو الاستفادة منه.

هذا التعبير واسع، ويشمل اضطرابات التعامل مع أحماض أمينية معينة أو مع النيتروجين الناتج عن تفكيكها. وبعضها وراثي يظهر مبكرًا، بينما قد تُكتشف حالات أخرى لاحقًا. ولا يمكن تحديد نوع الاضطراب من الأعراض وحدها.

اضطرابات وراثية

• بيلة الفينيل كيتون: يضعف فيها التعامل مع الحمض الأميني فينيل ألانين، وقد يضر تراكمه بالدماغ دون علاج.
• داء بول شراب القيقب: يؤثر في تفكيك مجموعة محددة من الأحماض الأمينية، وقد يسبب تدهورًا خطيرًا لدى الرضع.
• اضطرابات دورة اليوريا: تعيق التخلص الآمن من النيتروجين، وقد تؤدي إلى ارتفاع الأمونيا.

اختلالات مرتبطة بأمراض أخرى

قد تسبب أمراض الكبد المتقدمة ضعف تحويل الأمونيا إلى يوريا، وتقل قدرة الكلى المريضة على طرح بعض الفضلات. كما يرتبط سوء التغذية والأمراض المزمنة بفقد الكتلة العضلية. وهذه الحالات تختلف في أسبابها وعلاجها عن الاضطرابات الوراثية، ولا تعالج جميعها بمجرد تقليل البروتين.

يبدأ التقييم بالتاريخ المرضي والغذائي والفحص، مع السؤال عن النمو والأدوية والأمراض العائلية. وقد يطلب الطبيب وظائف الكبد والكلى، أو قياس الأمونيا عند الاشتباه بارتفاعها، أو تحليل الأحماض الأمينية وفحوص البول المتخصصة. وفي حالات معينة تُستخدم الفحوص الجينية، وقد تكشف برامج فحص حديثي الولادة بعض هذه الأمراض قبل ظهور الأعراض.

لا يكفي ارتفاع اليوريا وحده لتشخيص اضطراب استقلاب البروتينات؛ فقد تتأثر بالجفاف ووظائف الكلى وعوامل أخرى. كذلك لا يُعد انخفاض الألبومين دليلًا منفردًا على نقص البروتين الغذائي، لأنه قد يرتبط بالالتهاب أو أمراض الكبد أو فقد البروتين عبر الكلى.

يعتمد العلاج على السبب، وقد يشمل علاج المرض الأساسي، وخطة غذائية محسوبة، وتركيبات غذائية طبية أو أدوية متخصصة. ويحتاج ارتفاع الأمونيا الحاد إلى علاج عاجل في المستشفى. أما الحميات المقيدة لأحماض أمينية معينة فتتطلب متابعة دقيقة لضمان النمو ومنع النقص الغذائي.

• نوّع مصادر البروتين بين البقول والبيض ومنتجات الألبان والأسماك واللحوم بحسب تفضيلاتك وحالتك الصحية.
• عند اتباع غذاء نباتي، احرص على التنوع والكفاية خلال اليوم؛ فلا يلزم جمع كل المصادر في وجبة واحدة.
• وزّع الأغذية البروتينية على وجباتك بدل الاعتماد على وجبة واحدة كبيرة.
• تناول طاقة كافية من غذاء متوازن، ومارس نشاطًا مناسبًا يتضمن تقوية العضلات.
• لا تستخدم مساحيق البروتين أو مكملات الأحماض الأمينية تلقائيًا؛ فهي ليست ضرورية لكل شخص.

إذا كنت مصابًا بمرض كلوي أو كبدي، فناقش احتياجك مع الطبيب واختصاصي التغذية. وقد تختلف الخطة عند الخضوع لغسيل الكلى. ولا توقف البروتين أو ترفع كميته بشدة من نفسك، خصوصًا لدى الأطفال أو أثناء الحمل.

راجع الطبيب عند فقدان وزن أو عضلات دون تفسير، أو ضعف مستمر، أو تورم، أو قيء متكرر، أو تأخر نمو الطفل. وتستدعي صعوبة الرضاعة والخمول غير المعتاد لدى الرضيع تقييمًا عاجلًا، خاصة مع تاريخ عائلي لمرض استقلابي.

اطلب رعاية طارئة عند حدوث تشوش مفاجئ، أو نعاس شديد، أو تشنجات، أو فقدان وعي؛ فقد تشير هذه الأعراض إلى ارتفاع الأمونيا أو أسباب خطيرة أخرى. وإذا كان هناك اضطراب استقلابي معروف، فاتبع خطة الطوارئ الموصوفة عند المرض أو تعذر تناول الطعام، ولا تنتظر تفاقم الأعراض.