لا يستطيع الجسم هضم الألياف لأنه لا يحتوي على الإنزيمات المطلوبة للقيام بذلك.
يتكون جزء كبير من نظامنا الغذائي من السكريات ، والمعروفة أيضًا باسم الكربوهيدرات. إنها من المغذيات الكبيرة المهمة التي تتوفر بسهولة كوقود للخلايا . ومع ذلك ، هناك أنواع معينة فقط من الكربوهيدرات التي يمكن لأجسامنا هضمها . بينما يمكننا الاستمتاع بحلاوة الجلوكوز والسكروز والنشا وهضمها ، لا يمكننا هضم الألياف من النباتات .
إذن ، ما الذي يجعل الألياف مستحيلة على أجسامنا هضمها؟
هيكل ووظائف الكربوهيدرات المختلفة
إن بنية الألياف هي المفتاح لفهم سبب عدم تمكن أحشائنا من هضمها . الألياف هي عديد السكاريد.
يمكن أن تكون الكربوهيدرات إما السكريات الأحادية أو عدبد السكريات .
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:217_Five_Important_Monosaccharides-01.jpg
التسمية التوضيحية: الجلوكوز والفركتوز والجالاكتوز هي أكثر ثلاثة أنواع من السكريات الهكسوز شيوعًا ، لاحظ الحلقة المكونة من ستة أعضاء. الريبوز هو أحد أهم السكريات الخماسية في الجسم ، فهو يحتوي على سلسلة من خمسة أعضاء. كما أنه يؤدي إلى ارتفاع نسبة الديوكسيريبوز - وهو جزيء متكامل في بنية الحمض النووي ، عن طريق فقدان مجموعة كحول واحدة ، كما هو موضح
السكريات الأحادية هي جزيئات أحادية السكر ، مثل الجلوكوز ، وهو أحد السكريات الأكثر شيوعًا في الطبيعة ، والسكر المفضل لجسم الإنسان . الفركتوز هو أحد السكريات الأحادية البسيطة الأخرى الموجودة بكثرة في الفواكه ، وهو مشابه للجلوكوز. يمكن أن ترتبط السكريات الأحادية ببعضها البعض لتكوين كربوهيدرات أكبر. تحتوي السكريات الثنائية على اثنين من السكريات الأحادية مرتبطة ببعضها البعض. على سبيل المثال ، السكروز (سكر المطبخ الشائع) عبارة عن ثنائي السكاريد يتم إنتاجه عن طريق الجمع بين الجلوكوز والفركتوز.
عندما ترتبط عدة سكريات أحادية معًا ، فإنها تشكل عديد السكاريد . يمكن أن تحتوي السكريات على مئات أو آلاف السكريات الأحادية المتصلة ببعضها البعض ، مما يُنتج سلاسل طويلة . بعض الأمثلة على السكريات هي مكونات النشا ، مثل الأميلوز / الأميلوبكتين ، السليلوز والألياف الغذائية .
فيما يلي هيكل الكربوهيدرات الغذائية الشائعة.
.jpg)
تصوير لبنية الكربوهيدرات الغذائية الشائعة – الأميلوز . الموضح أعلاه عبارة عن حلقات متعددة من الجلوكوز متصلة ببعضها البعض بواسطة الرابط ألفا جلوكوسيدك (يمثل n عددًا أكبر من مونومرات الجلوكوز)
هذا هو تركيب الأميلوز - أحد مكونات النشا - الموجود في البطاطس والخبز (أو أي شيء نشوي). يتكون عديد السكاريد الأميلوز من جزيئات الجلوكوز المتصلة ببعضها البعض.
تميز روابط الجلوكوز هذه بين الكربوهيدرات القابلة للهضم والألياف الغذائية .
هيكل ووظائف الألياف
غالبًا ما تستخدم السكريات المتعددة لواحد من شيئين في الطبيعة : كمخزن للسكريات الأحادية التي تمنح الطاقة ، مثل مخازن النشا الجلوكوز ، أو كوحدة هيكلية قوية غير قابلة للكسر. الأول هو النشا أو الجليكوجين . أما الأخيرة عادة ما تكون ألياف. الألياف الشائعة هي السليلوز ، الدكسترين المقاوم ، الكيتين والأنولين (يجب عدم الخلط بينه وبين الأنسولين ، وهو هرمون وليس ألياف) .
يظهر أدناه هيكل مبسط من ألياف الكيتين ، التي تنتجها الفطريات والحشرات.
.jpg)
بنية تصويرية لألياف شائعة تسمى "الكيتين". ترتبط مجموعات الجلوكوزامين المتعددة ببعضها البعض (تمثل n العديد من المجموعات الأحادية)
الألياف الغذائية ، بحكم تعريفها ، غير قابلة للهضم من قبل الجهاز الهضمي البشري . تحتوي الألياف بشكل مميز على روابط بيتا جليكوسيدية بين جزيئات السكر المكونة . هذه الروابط تجعله غير قابل للهضم من قبل الجسم.
هضم روابط ألفا-جليكوسيدك وروابط بيتا جليكوسيدك
لماذا يُحدث نوع الرابطة اختلافًا في قدرة الجسم على هضم جزيء على آخر؟
ترتبط معظم الكربوهيدرات التي يمكن لأجسامنا هضمها بالكربونات التي لها نفس الترتيب المكاني. يُعرف هذا برابطة ألفا جليكوسيد. توجد روابط ألفا-جليكوسيد في السكاريد مثل السكروز والمالتوز ، وكذلك السكريات ، مثل النشا.
.jpg)
المالتوز هو كربوهيدرات شائع يتكون من جزيئين من الجلوكوز. يحتوي كل من الكربون المتضمن في الرابطة الجليكوسيدية في الجزيئين على مجموعة الكحول على نفس الجانب ، كما هو موضح على الجانب الأيمن من المعادلة. وبالتالي ، فإنها تشكل رابطة ألفا جليكوسيد
ومع ذلك ، فإن الألياف لها روابط تعرف باسم روابط بيتا جليكوسيد. في هذا ، يتم ترتيب ذرات الكربون على الجوانب المتقابلة ، كما هو موضح في الشكل أدناه.
.jpg)
يتكون السليلوز من تكرار وحدات بيتا جلوكوز. الرابطة بين الجزيئين لها جزيء الهيدروجين على الجانبين المتعارضين. وبالتالي ، فمن الواضح أنها رابطة بيتا جليكوسيد
تستطيع إنزيمات هضم الكربوهيدرات في الجسم التعرف فقط على روابط ألفا-جليكوسيد. لا يحتوي جسم الإنسان على إنزيمات تتعرف على روابط بيتا جليكوسيد. إذا لم يتمكن الإنزيم من التعرف على الجزيء ، فلن يتمكن من تكسيره. هذا يجعل الألياف غير قابلة للهضم من قبل الجسم.
روابط الكيمياء الحيوية المهووسين!
يرجع الاختلاف في روابط الجليكوسيد إلى أنه ليس كل جزيئات السكر لها نفس الكيمياء الفراغية. الكيمياء المجسمة هي ترتيب الذرات الخاصة ببعضها البعض . حتى عندما تكون الصيغة الكيميائية للسكريات هي نفسها ، فإنها لا تزال موجودة في شكلين مختلفين هيكليًا عن بعضهما البعض .
علاوة على ذلك ، يُطلق على كل كربون يحتوي على أربع مجموعات متميزة لكل رابطة اسم الكربون اللولبي. يلعب موقع كل مجموعة على الكربون اللولبي دورًا مهمًا في الكيمياء الحيوية للجزيء بأكمله. لفهمها بشكل أفضل ، نأخذ شكلين من الجلوكوز ، ألفا جلوكوز وبيتا جلوكوز. يختلف هذان الجزيئان فقط في وضع مجموعة كربون واحدة. ومع ذلك ، فإنه يحدث فرقًا كبيرًا في هيكلها ووظائفها في الجسم.
لقد رأينا كيف يمكن أن تكون روابط الجليكوسيد إما روابط ألفا أو بيتا جليكوسيد. تتشكل روابط ألفا-جليكوسيدية عندما تحتوي ذرات الكربون على جزيئي السكر على نفس الكيمياء الفراغية. ومن ثم ، فإن كلاً من الكربونات تحتوي على مجموعة الكحول [-OH] على نفس الجانب ، إما متجهة لأعلى أو لأسفل .
تتشكل روابط بيتا جليكوسيدية عندما يكون للكربون كيمياء مجسمة معاكسة. يوجد في إحدى ذرات الكربون مجموعة كحولية متجهة لأعلى ، في حين أن الأخرى بها مجموعة متجهة لأسفل . هذا يؤدي إلى بنية أكثر خطية ، وبالتالي أقوى للجزيء.
في حين أن هذا قد يبدو تغييرًا طفيفًا للغاية ، إلا أنه يغير الوظيفة الكيميائية للجزيء. الإنزيمات في الجسم شديدة التحديد. حتى التغيير البسيط في الكيمياء الفراغية يعني أن الجزيء الجديد لا يمكن التعرف عليه من قبل الإنزيم.
تحتوي معظم الكربوهيدرات الموجودة في الطبيعة على روابط ألفا جليكوسيدية. ومع ذلك ، من المعروف أن الألياف لها روابط بيتا جليكوسيد.
الخلاصة: هل نحتاج إلى تناول الألياف إذا لم نتمكن من هضمها؟
تنتقل الألياف عبر الجهاز الهضمي إلى الأمعاء الغليظة. في الأمعاء الغليظة ، تُظهر الألياف الغذائية قدرة على الاحتفاظ بالماء ، ووظائف امتصاصية ، وتبادل الكاتيونات . التبادل الكاتيوني هو عملية تبادل أيونات الصوديوم والكلوريد والبوتاسيوم لتنظيم امتصاص هذه الأملاح . بالإضافة إلى ذلك ، يساعد تبادل هذه الأيونات أيضًا في امتصاص الماء بكفاءة من فضلات الطعام المتبقية. بالإضافة إلى ذلك ، تشكل الألياف الغذائية أيضًا هياكل شبيهة بالشبكة في الأمعاء الغليظة. تشكل هذه الهياكل البيئة الدقيقة المثالية لبكتيريا الأمعاء الصحية لتعيش وتزدهر.
هذه الخصائص تجعل الألياف مفيدة للغاية لحركات الأمعاء والإفراز الصحي ، على الرغم من عدم قدرة الجسم على تفتيتها!
المصدر