الفصل الأول: الجهاز الحركي
الفصل الثاني: الفسيولوجيا - علم وظائف الأعضاء (أجهزة الدعم الحيوي)
الأيض وأنظمة الطاقة (Metabolism and Energy Systems)
الميكانيكا الحيوية Biomechanics

سيطرة البنكرياس على مستوى الجلوكوز في الدم

تستخدم أجسامنا الكربوهيدرات وتحديداً الجلوكوز كمصدر رئيسي للطاقة أثناء ممارسة التمارين الرياضية عالية الشدة وتُعتبر الكربوهيدرات المصدر الرئيسي للطاقة في الجسم، كما أن الجلوكوز هو المصدر الأساسي للطاقة بالنسبة لخلايا الدماغ وإذا حدثت تغيرات كبيرة في مستوى الجلوكوز في الدم قد تكون تبعاتها خطيرة جداً، حيث قد يسبب انخفاضه تثبيطاً للأداء، بينما يسبب ارتفاعه ضرراً كبيراً على الأوعية الدموية. هنا يأتي دور البنكرياس الذي يتحكم بمستويات الجلوكوز في الدم، عن طريق إفراز هرمونين أساسيين للقيام بهذه المهمة، هما الإنسولين والجلوكاجون.

  •         §             الإنسولين (Insulin)

غالباً ما يرتبط هرمون الإنسولين في أذهاننا بمستويات السكر أو بالتحديد الجلوكوز في الدم والسبب في ذلك أن الإنسولين هو الهرمون الرئيسي المسؤول عن ضبط مستوى الجلوكوز في الدم.

 وإلى جانب هذا الدور يلعب الإنسولين العديد من الأدوار الحيوية لتنظيم عمليات الأيض واستخدام مصادر الطاقة المختلفة في الجسم، فهو يندرج تحت لائحة هرمونات البناء (Anabolic hormones) .

 فعندما يرتفع مستوى الجلوكوز في الدم بعد تناول الطعام يستجيب البنكرياس لهذا الإرتفاع ويقوم بإفراز الإنسولين إلى مجرى الدم، حيث يرتبط الإنسولين بمستقبلات خاصة موجودة على غشاء الخلايا المُستهدَفة (في حال ممارسة التمارين الرياضية مثلاً تُعتبر الخلايا المُستهدَفة بالتحديد خلايا العضلات الهيكلية وخلايا الكبد)، ما يجعل أغشية هذه الخلايا أكثر نفاذية للجلوكوز، وبذلك يسمح الإنسولين للجلوكوز بالانتقال من الدم إلى داخل الخلايا، الأمر الذي يؤدي إلى انخفاض مستوى الجلوكوز في الدم.

بهذه الطريقة يحافظ الإنسولين على مستويات الجلوكوز في الدم من الإرتفاع الشديد (Hyperglycemia) أو الانخفاض الشديد (Hypoglycemia) ويبقى مستوى الجلوكوز ضمن الحد الطبيعي له.

بدورها تستخدم خلايا الجسم الجلوكوز كمصدر للطاقة للقيام بوظائفها المختلفة (مثلاً عند انقباض العضلات الهيكلية أثناء التمرين)، وعندما تكتفي الخلايا بحاجتها من جلوكوز الدم يحفز الإنسولين الكبد والعضلات على تخزين الجلوكوز الزائد عن حاجة الجسم (والناتج عن تناول الكربوهيدرات) على شكل مُركَّب معقد يعرف بالجلايكوجين (Glycogen)، يمكن أن تستخدمه الخلايا كمصدر للطاقة لاحقاً.

والجدير بالذكر أن كمية الإنسولين التي يُطلقها البنكرياس تتناسب مع كمية الكربوهيدرات التي يتم تناولها، فكلما ازدادت كمية الجلوكوز المتوفرة في الدم، ازداد إطلاق الإنسولين، ما يعني تخزين كم أكبر من الجلايكوجين في الكبد والعضلات.

كما يحفز الإنسولين خلايا النسيج الدهني (Adipose tissue) على أن تأخذ الجلوكوز من الدم وتخزنه على شكل دهون يمكن استخدامها كمصدر للطاقة عندما تستدعي الحاجة لذلك.

وكهرمون بِناء، يلعب الإنسولين أيضاً دوراً مهماً في أيض البروتينات حيث يحفز إفرازه إنتاج البروتينات ويمنع تكسيرها.

  • الجلوكاجون (Glucagon)

لهرمون الجلوكاجون تأثير معاكس لتأثير هرمون الإنسولين على مستويات جلوكوز الدم، فعندما يحتاج الجسم للطاقة وعندما ينخفض مستوى الجلوكوز في الدم -كما هو الحال ما بين وجبات الطعام وفي فترات الصيام وعند ممارسة النشاط البدني- يتحفز البنكرياس ويعمل على إفراز هرمون الجلوكاجون لرفع مستوى الجلوكوز في الدم تلبية لحاجة عمليات الأيض الطبيعية وكذلك لمتطلبات النشاط البدني، ويُحفز الجلوكاجون بدوره خلايا الكبد على إطلاق الجلوكوز من مستودعاتها (أي من مخزون الجلايكوجين)، حيث تتحرر جزيئات الجلوكوز وتنطلق لمجرى الدم الذي يحملها إلى سائر أنحاء الجسم لتتم الاستفادة منها كمصدر للطاقة.

وتجدر الإشارة هنا أن جلايكوجين العضلات يبقى حكراً عليها، إذ تُحوّله العضلات إلى جلوكوز لتستخدمه عندما تحتاج للطاقة ولا تطلقه إلى مجرى الدم كما هو الحال مع جلايكوجين الكبد.

العلاقة بين الإنسولين والجلوكاجون

عندما يزداد مستوى النشاط البدني كما هو الحال عند ممارسة التمارين الرياضية يزداد الطلب على الجلوكوز، فينتقل الجلوكوز من الدم إلى الخلايا بفعل هرمون الإنسولين، وفي هذه الحالة ينخفض مستوى الجلوكوز في الدم وينخفض تباعاً مستوى الإنسولين، وفي ذات الوقت يزداد إفراز هرمون الجلوكاجون من البنكرياس الذي يرفع بدوره مستوى الجلوكوز في الدم ما يساعد في المحافظة على استقرار وتثبيت مستوى الجلوكوز في الدم.  

معلومة مهمة

مقاومة الإنسولين (Insulin resistance) …

يحدث في بعض الأحيان ألا تستجيب خلايا الجسم لتأثير الإنسولين، وهذا يعني أنها تصبح غير قادرة على استخدام جلوكوز الدم كمصدر للطاقة، حتى عندما يقوم البنكرياس بإفراز كميات أكبر من الإنسولين في محاولة لحل المشكلة، الأمر الذي يؤدي إلى استمرار ارتفاع نسبة السكر في الدم على الرغم من وجود الإنسولين، وبمعنى آخر فإن خلايا الجسم تصبح مقاومة لتأثير الإنسولين.

وترتبط مقاومة الإنسولين ارتباطاً وثيقا بما يُعرف بالمتلازمة الأيضية أو متلازمة التمثيل الغذائي (Metabolic syndrome)، وهي عبارة عن مجموعة من المشاكل الصحية التي إن تواجدت لدى الشخص تزيد من فرصة إصابته بمرض السكري (من النوع الثاني) أو بأمراض القلب والأوعية الدموية، وتشمل هذه المشاكل ارتفاع ضغط الدم، والسمنة، واضطرابات في مستويات الكوليسترول في الدم، بالإضافة لمقاومة الإنسولين، كما يُشار لها أيضاً بمتلازمة مقاومة الإنسولين.