CBF | Lecture 50

بص يا صاحبي، الكلام هنا عن الـ Metabolism، يعني عمليات الأيض اللي بتحصل في جسمك. الموضوع كله بيتكلم عن ازاي الجسم بينظم العمليات دي، وازاي الخلايا والأنسجة بتتفاعل مع بعضها لما بتاكل، أو لما بتكون صايم، أو في حالة الـ Starvation (المجاعة يعني).

تعالى نفهم بقى، الـ Integration دي معناها التنسيق بين أجهزة الجسم المختلفة عشان الـ Metabolism يمشي تمام. والـ Regulation دي معناها التحكم في العمليات دي عشان متزيدش أو تقل عن اللازم. أما الـ Perturbation دي معناها أي خلل بيحصل في الـ Metabolism، زي مثلاً لما تاكل أكل مش صحي أو لما تكون مريض.

هقولك على حاجة كده، الـ Learning Objectives هنا بتوضحلك المفروض تفهم إيه من الموضوع ده. يعني المفروض تعرف الـ Tissue (الأنسجة) والـ Cellular (الخلايا) بيعملوا إيه لما تاكل، أو تصوم، أو تكون جعان أوي. يعني مثلاً، لما بتاكل، الـ pancreas بيفرز الـ Insulin (ده الهرمون اللي بينظم السكر في الدم)، ولما بتكون صايم، الجسم بيبدأ يكسر الـ Glycogen (ده مخزون السكر في الكبد) عشان يوفرلك طاقة.

شوف يا صاحبي، الكلام هنا عن الوقود اللي الأنسجة بتستخدمه. يعني الخلايا بتاعتنا بتاكل إيه عشان تشتغل وتدينا طاقة.

عندك:

1. **Glucose:** ده السكر، المصدر الأساسي للطاقة. زي البنزين للعربية.
2. **Lactic acid:** ده بيتكون لما العضلات تشتغل جامد وميوصلهاش أكسجين كفاية. زي لما بتجري ورا الأتوبيس وتنهج.
3. **Fatty acids:** دي الدهون. الجسم بيخزنها ويستخدمها كمصدر طاقة بديل، خاصةً لو مفيش جلوكوز كفاية.
4. **Ketone bodies:** دي بتتكون لما الجسم يحرق دهون كتير أوي، زي في حالات الصيام الطويل أو الـ Diabetes (مرض السكر ده اللي بيخلي السكر عالي في الدم).
5. **Glycerol:** ده جزء من الدهون، والجسم يقدر يحوله لجلوكوز.
6. **Carbon skeleton of AA (Amino Acids):** دي الوحدات اللي بتكون البروتينات. الجسم ممكن يستخدمها كمصدر طاقة في حالات معينة.

تعال فهم بقى، كل عضو في الجسم ليه تفضيلاته. يعني المخ بيفضل الـ Glucose، ده الأكل المفضل ليه. بس في الظروف الصعبة، ممكن يستخدم الـ Ketone bodies. أما الـ heart (القلب) زي موتور العربية، بيفضل الـ Fatty acids (70%).

هقولك على حاجة كده، فيه أنسجة مينفعش تستخدم غير الـ Glucose، زي الـ RBCs (خلايا الدم الحمرا)، الـ Retina (شبكية العين)، الـ Adrenal Medulla (نخاع الغدة الكظرية)، والـ Lens (عدسة العين). ليه؟ عشان معندهاش Mit (ميتوكوندريا)، أو الدم مش بيوصلها كويس.

بص يا صاحبي، الكلام ده كله عبارة عن تحويلات الأكل في جسمك، يعني ايه اللي بيتحول لايه.

شوف يا عم، الـ Glucose اللي هو السكر، بيتحول لـ acetyl CoA وبعدين لـ Fatty Acids (FAs) اللي هي الدهون، وده بيحصل أساساً في الـ Liver اللي هو الكبد، العملية دي اسمها Lipogenesis يعني تصنيع الدهون.

تعالى بقى نفهم النقطة اللي بعدها، الـ FAs اللي هي الدهون، مينفعش ترجع تاني Glucose، ليه؟ عشان الـ conversion بتاع الـ pyruvate لـ active acetate عملية irreversible يعني مبترجعش لورا.

هقولك على حاجة كده، الـ Glycerol اللي هو جزء من الـ TAG (Triglycerides) اللي هي الدهون الثلاثية، ممكن يتحول لـ Glucose، ودي عملية اسمها Gluconeogenesis يعني تصنيع السكر من مصادر تانية غير الكربوهيدرات.

الـ Lactate اللي بيطلع من الـ RBCs (Red Blood Cells) اللي هي كرات الدم الحمرا وكمان من الـ skeletal muscles (العضلات الهيكلية) ممكن يدينا Glucose برضه، ودي بتحصل في الـ Cori cycle.

الكربون اللي موجود في الـ ketogenic AAs (Amino Acids) اللي هي الأحماض الأمينية اللي بتنتج ketone bodies، بيتحول لـ acetyl CoA وبعدين لـ ketone bodies (ketogenesis) اللي هي الأجسام الكيتونية.

الكربون اللي موجود في الـ glucogenic AAs (Amino Acids) ممكن يتحول لـ Glucose برضه (gluconeogenesis).

الـ Non-essential AAs (Amino Acids) اللي هي الأحماض الأمينية اللي الجسم بيقدر يصنعها، ممكن تتكون من intermediates اللي هي نواتج وسطية من الـ glycolysis اللي هي عملية تكسير الجلوكوز و الـ Krebs cycle (دورة كريبس) ودي عملية مهمة لإنتاج الطاقة، وده بيحصل عن طريق الـ transamination.

بص يا صاحبي، تعالى نفهم الـ Metabolism في حالة الـ well-fed state دي. شوف يا عم، الـ absorptive state ده بيكون بعد الأكل بحوالي ساعتين لأربع ساعات. بيكون فيه الـ glucose اللي جاي من الأكل، والـ amino acids اللي هي البروتينات المتكسرة، والـ chylomicrons اللي هي الـ TAG، يعني الدهون اللي امتصيناها.

دي نقطة مهمة قوي: الـ insulin بيكون عالي والـ glucagon بيكون قليل، فالنسبة بينهم بتشجع الـ anabolic period، يعني فترة البناء. الجسم بيبدأ يخزن الـ glucose على شكل glycogen في الكبد والعضلات، والـ TAG على شكل دهون، والـ amino acids على شكل بروتينات.

تقريبا كل الـ tissues بتستخدم الـ glucose كطاقة في الفترة دي، زي ما العربية بتستخدم البنزين.

هقولك على حاجة كده، الـ fuel stores دي بتحصل وقت الأكل لما الـ insulin يكون موجود. الـ glycogen ده أصغر مخزن وبيخلص بسرعة، يعني ممكن يخلص في أقل من يوم. الـ TAG stores دي أكبر مخزن، ممكن تكفي لـ 3 شهور من غير أكل. والـ protein بيستخدم عشان نطلع منه glucose عن طريق عملية الـ gluconeogenesis.

بالنسبة للرسم البياني، أول واحد بيوريك مستويات الـ glucose في الدم، بتعلى بعد الأكل على طول وبعدين بتبدأ تقل. التاني بيوريك مستويات الـ insulin، برضه بتعلى بعد الأكل وبعدين بتقل. والتالت بيوريك مستويات الـ glucagon، بتقل شوية بعد الأكل وبعدين بتثبت. الـ x-axis ده بيمثل الوقت بالدقائق، من 0 لـ 240 دقيقة، والـ absorptive state بتكون واضحة فيه. الوجبة متوضحة بخط أحمر في بداية الـ timeline.

بص يا صاحبي، الـ slide ده بيتكلم عن الـ liver في حالة الـ well-fed state، يعني لما تكون واكل كويس.

الكربوهيدرات بقى: الـ Glucose اللي هو السكر بيدخل الـ liver بسرعة. أول ما بيدخل، إنزيم اسمه glucokinase بيحوله لـ glucose-6-P. دي نقطة مهمة قوي، التحويل ده بيخلي الـ glucose ميخرجش تاني من الـ liver.

بعد كده، الـ glycolysis بتزيد، يعني تكسير الـ glucose عشان نطلع طاقة. الـ pyruvate اللي بيطلع من الـ glycolysis بيتحول لـ Acetyl CoA بواسطة إنزيم اسمه pyruvate dehydrogenase (PDH).

الـ Acetyl CoA ده بقى بيروح لحاجتين: يا إما يدخل الـ TCA cycle (اللي هي دورة كريبس) عشان نطلع طاقة، يا إما نستخدمه في تصنيع الـ FA synthesis (الأحماض الدهنية).

هقولك على حاجة كده، الـ HMP shunt بتزيد في النشاط بتاعها. الـ HMP shunt دي بتطلع NADPH، وده مهم جداً عشان نصنع الأحماض الدهنية.

أخيراً، الـ glycogen synthesis بتزيد. الـ glycogen ده عبارة عن مخزون الـ glucose في الـ liver، زي ما بتخزن بنزين في العربية.

بص يا صاحبي، تعال نفهم الـ slide ده بيتكلم عن إيه في الكبد.

أول حاجة الـ Fats: الـ FA synthesis اللي هي lipogenesis بتزيد، يعني الكبد بيصنع دهون أكتر. والـ TAG synthesis اللي هو Triacylglycerol برضه بيزيد، والـ HSL اللي هو Hormone Sensitive Lipase ده بيحصل له inhibition يعني بيقف، وده معناه إن تكسير الدهون بيقل. الدهون دي بقى بتتعبأ وتخرج من الكبد على هيئة VLDL اللي هو Very Low Density Lipoprotein، وده يعتبر ناقل الدهون الرئيسي من الكبد لأعضاء الجسم.

تاني حاجة الـ Amino acids: تصنيع البروتين بيزيد في الكبد، والبروتينات دي بتتصدر للأنسجة التانية عشان تستخدمها. الزيادة من الـ AAs اللي هي الـ Amino acids بيحصل لها deamination يعني بنشيل منها مجموعة الأمين، والهيكل الكربوني اللي بيفضل ده يا إما بيستخدم لإنتاج الطاقة يا إما بيتحول لـ fatty acids.

بص بقى على الرسمة (Figure 1 Explanation): الرسمة دي بتوضح الـ metabolic pathways في الكبد. يعني إيه اللي بيحصل جوه الكبد. الـ Glucose بيتحول لـ Glycogen (وده المخزن بتاع السكر في الجسم) وبيتحول كمان لـ Glucose 6-P، وده بدوره بيتحول لـ Pyruvate وبعدين لـ Acetyl CoA. الـ Acetyl CoA ده بقى بيستخدم في تصنيع الـ fatty acids والـ Triacylglycerol. الرسمة كمان بتوضح إن الكبد بياخد الـ Glucose والـ Amino acids من الأمعاء، وبيصدر الـ VLDL اللي اتكلمنا عليه. الـ TCA cycle اللي هي دورة كريبس اللي بتنتج الطاقة موجودة في الرسمة، وكمان الـ chylomicron remnants اللي هي بواقي الـ chylomicrons (ودي برضه ناقلات دهون بس جاية من الأكل) بتدخل الكبد. الأسهم في الرسمة بتوضح اتجاه الـ metabolic processes.

بص يا صاحبي، السلايد دي بتتكلم عن الـ Adipose tissue اللي هو النسيج الدهني، وإيه اللي بيحصل فيه لما تكون واكل كويس ومتهني.

شوف يا عم، لما بتكون في الـ well-fed state يعني واكل وشبعان، الـ Insulin بيعلى. الـ Insulin ده زي المفتاح اللي بيفتح الخلايا عشان تدخل الـ Glucose (السكر). فالـ Insulin لما يزيد بيخلي الخلايا الدهنية تاخد الـ Glucose من الدم بسرعة.

تعال فهم بقى، الـ Glucose ده بقى بيحصل فيه إيه جوه الخلية الدهنية؟ أول حاجة، بيزيد الـ Glycolysis، ودي عملية تكسير الـ Glucose عشان نطلع طاقة. ومن ضمن نواتج الـ Glycolysis دي حاجة اسمها Glycerol-3 phosphate، ودي مهمة قوي عشان نصنع بيها الـ TAG اللي هو Triacylglycerol، ودهون متخزنة.

تاني حاجة، بيزيد الـ HMP activity، وده اختصار لـ Hexose Monophosphate Pathway. الـ HMP ده بينتج حاجة اسمها NADPH، ودي مهمة قوي عشان نصنع بيها الـ Fatty acids (الأحماض الدهنية).

هقولك على حاجة كده، الخلايا الدهنية معندهاش Glycerol kinase، وده إنزيم مهم عشان نصنع Glycerol من الـ Glycerol. فبالتالي، لازم تاخد الـ Glycerol من تكسير الـ Glucose.

بالنسبة للـ Fats، الـ Fatty acids بتزيد، بس في البني آدمين أغلب الـ Fatty acids بتيجي من الـ Chylomicrons، ودي بتيجي من الأكل اللي فيه دهون اللي بناكله. وجزء صغير بييجي من الـ VLDL.

في الآخر، الـ TAG synthesis (تكوين الدهون) بيزيد، والـ TAG degradation (تكسير الدهون) بيقل، يعني بنخزن دهون أكتر، وبنكسر دهون أقل.

بص يا صاحبي، الـ slide ده بيتكلم عن الـ Skeletal muscle اللي هي العضلة الهيكلية في حالة الـ Well-fed state (WFS) يعني لما تكون واكل كويس ومغذي جسمك.

تعالى بقى نفهم الدنيا ماشية إزاي:

**Carbohydrates:** الكربوهيدرات اللي هي النشويات والسكريات، لما بتاكلها الـ insulin بيزيد. الـ insulin ده زي المفتاح اللي بيفتح الباب للـ glucose (السكر) عشان يدخل الخلايا، وبالذات خلايا العضلات عن طريق حاجة اسمها GLUT-4، ده الـ insulin-dependent glucose transporter. يعني من غير insulin، الـ glucose مش هيعرف يدخل كويس جوه العضلات.

لما الـ glucose يدخل، هيحصل كذا حاجة:
* **Increase glycolysis and glucose oxidation and glycogenesis:** الـ glycolysis دي عملية تكسير الـ glucose عشان نطلع طاقة. الـ glucose oxidation دي أكسدة الـ glucose بردو عشان نطلع طاقة. والـ glycogenesis دي عملية تخزين الـ glucose الزيادة على شكل glycogen في العضلات والكبد. الـ glycogen ده عامل زي مخزن السكر اللي بنستخدمه وقت الحاجة، زي لما بتجري ورا الأتوبيس.
* **Inhibit glycogenolysis:** الـ glycogenolysis دي عكس الـ glycogenesis، يعني تكسير الـ glycogen عشان نرجع glucose. لما تكون واكل كويس، مش محتاج تكسر الـ glycogen، فبالتالي العملية دي بتقل.

**Fats:** الدهون بقى، الـ FAs (Fatty acids) اللي جاية من الـ chylomicrons والـ VLDL بيستخدموا عشان نطلع طاقة. الـ chylomicrons والـ VLDL دول ناقلات الدهون في الدم.

**Amino acids:** الـ amino acids اللي هي الوحدات البنائية للبروتين، لما بتزيد في الدم، بتزود الـ protein synthesis اللي هي عملية بناء البروتين في العضلات. الـ BCAAs (Branched-chain amino acids) زي الـ Valine، Isoleucine، وLeucine، دول مهمين قوي للعضلات. بيستخدموا في بناء البروتين وكمان كمصدر للطاقة. العضلات هي المستهلك الرئيسي للـ BCAAs.

بص على الـ Figure 1، هتلاقي رسمة بتوضح الـ metabolic pathways دي كلها في العضلات. فيه أسهم بتوضح اتجاه التفاعلات، وفيه كلام بيشرح كل عملية. هتلاقي الـ glucose بيتحول لـ Glycogen وGlucose 6-P، وهتلاقي الـ amino acids داخلة في الـ TCA cycle عشان تطلع Acetyl CoA وPyruvate.

بص يا صاحبي، تعالى نفهم موضوع الطاقة في المخ ده. المخ ده مبيخزنش وقود، يعني مفيش مخزون طاقة جواه، ولا بيطلع طاقة.

المخ ده بقى في حالة الشبع اللي هي الـ Well-fed state (WFS)، بيستخدم حوالي 120 جرام جلوكوز في اليوم، والجلوكوز ده اللي هو السكر يعني. والمخ بيستهلك 20% من الأكسجين اللي الجسم كله بيستهلكه. يعني حاجة كده زي العربية اللي بتستهلك بنزين كتير.

المخ ده بيعتمد اعتماد كلي على الجلوكوز اللي في الدم عشان ياخد منه الطاقة. يعني لو مستوى الجلوكوز قل عن 40 مليجرام/ديسيلتر، المخ بيبدأ يهنج، والتركيز يقل جداً، وممكن توصل لغيبوبة. حاجة كده زي الموبايل لما البطارية بتاعته تفضى.

الـ FAs اللي هي الـ Fatty acids (الأحماض الدهنية) اللي ماشية في الدم على الـ Albumin مبتعرفش تعدي بسهولة من خلال الـ blood brain barrier (الحاجز الدموي الدماغي). يعني المخ مبيستخدمش الدهون كمصدر للطاقة، ومبيحصلش فيه Beta-oxidation of FA (أكسدة الأحماض الدهنية).

يعني المخ ده معتمد اعتماد كلي على الجلوكوز، وبيعتبر مستهلك للجلوكوز فقط. ومينفعش أي وقود تاني غير الجلوكوز يعدي الـ blood-brain barrier ويوصله.

بص يا صاحبي، موضوع الـ Starvation ده، أو المجاعة، حاجة بتحصل لما الواحد مياكلش فترة طويلة.

شوف يا عم، أول حاجة بتحصل إن الـ blood glucose، اللي هو سكر الدم، بيقل. لما الـ blood glucose يقل، الـ insulin بيقل هو كمان، والـ glucagon بيزيد. الـ insulin ده اللي بيدخل السكر للخلايا، والـ glucagon ده عكسه، بيطلع السكر من المخازن اللي في الكبد.

تعال فهم بقى، لما تحصل الحالة دي، الجسم بيبدأ يكسر في المخازن بتاعته عشان يجيب طاقة. يعني بيكسر الـ glycogen اللي هو مخزون السكر في الكبد، والـ TAG اللي هي الـ Triacylglycerols اللي هي الدهون المتخزنة، وحتى البروتينات اللي في العضلات.

دي نقطة مهمة قوي، الجسم هنا بيحاول يوفر الـ glucose للمخ، لأن المخ ده مبيقدرش يعيش من غير سكر. باقي الجسم بقى بيحاول يعتمد على الـ Fatty Acids والـ Ketone bodies كمصدر طاقة بديل. الـ Ketone bodies دي حاجة بتطلع لما الجسم يكسر الدهون بكميات كبيرة.

هقولك على حاجة كده، الجدول اللي في الـ slide ده بيوريك كل نسيج في الجسم بيستخدم إيه كمصدر طاقة في حالة المجاعة. هتلاقي إن الـ Nervous system (المخ والأعصاب) بيستخدم الـ glucose والـ Ketone bodies بكميات كبيرة، لكن مبيستخدمش الـ Fatty Acids خالص. الـ Skeletal muscle (العضلات) والـ Heart muscle (عضلة القلب) بيستخدموا الـ Fatty Acids والـ Ketone bodies بكميات كبيرة، لكن الـ glucose قليل. الـ Liver (الكبد) بيستخدم الـ Fatty Acids بكميات كبيرة، لكن مبيستخدمش الـ Ketone bodies. الـ Intestinal epithelial cells (خلايا الأمعاء) بتستخدم الـ Ketone bodies بكميات كبيرة. والـ Kidney (الكلى) بتستخدمهم كلهم بس بكميات معتدلة.

الرسمة اللي في الـ slide بتوضح ازاي الـ glucagon بيشتغل على الـ liver عشان يزود الـ blood glucose. الـ α-cell دي خلية في البنكرياس بتفرز الـ glucagon. الـ glucagon ده بيروح للـ liver ويقوله طلع السكر اللي عندك في الدم.

بص يا صاحبي، موضوع الـ starvation ده مهم قوي. شوف يا عم، الجسم لما بيقعد فترة طويلة من غير أكل، أول حاجة بيعملها إنه بيحاول يوفر الـ glucose للمخ والأنسجة اللي معتمدة عليه. الـ glucose ده زي البنزين للعربية، المخ مينفعش يشتغل من غيره.

تاني حاجة، الجسم بيحاول يحافظ على الـ protein، يعني ميستخدموش كطاقة. فبيعمل إيه؟ بيحول استخدام الـ glucose لاستخدام الـ fatty acids و الـ ketone bodies. الـ fatty acids دي زيوت الجسم، والـ ketone bodies دي مركبات تانية الجسم بيصنعها من الدهون.

تعالى نفهم بقى، اللي بيحصل إن الـ TAG اللي موجود في الـ adipose tissues (الأنسجة الدهنية) بيتكسر ويتحول لـ fatty acids. و الـ liver (الكبد) بيعمل حاجة اسمها gluconeogenesis، يعني بيصنع glucose من مصادر تانية غير الكربوهيدرات. و الـ muscle (العضلات) بتبدأ تستخدم الـ fatty acids كوقود بدل الـ glucose.

بعد تلات أيام من الـ starvation، الـ liver بيبدأ يصنع كميات كبيرة من الـ ketone bodies عشان فيه shortage (نقص) في الـ oxaloacetate. الـ ketone bodies دي بتطلع في الدم، والمخ والـ heart (القلب) بيبدأوا يستخدموها كوقود.

بعد كام أسبوع بقى من الـ starvation، الـ ketone bodies بتبقى هي الوقود الأساسي للمخ. بس هقولك على حاجة كده، لما الـ TAG اللي متخزن في الجسم يخلص، الـ protein بيبدأ يتكسر بسرعة، وده بيؤدي للموت بسبب إن الـ heart والـ liver والـ kidney مبقوش عارفين يشتغلوا كويس.

بص على الـ graph اللي في الـ slide، هتلاقي الـ plasma glucose levels (مستوى السكر في الدم) بيقل مع مرور الأيام، والـ plasma levels (مستوى) الـ ketone bodies والـ fatty acids بيزيد. يعني الجسم بيستخدم الدهون كبديل للسكر عشان يوفر السكر للمخ.

بص يا صاحبي، تعال نفهم الـ slide ده بيتكلم عن إيه وإنت صايم. الـ slide ده بيشرحلك اللي بيحصل في جسمك لما بتكون صايم، يعني مفيش أكل داخل جسمك.

أول حاجة، الـ Liver اللي هو الكبد بتاعك بيبدأ يستخدم الـ Glycogen اللي هو مخزن الـ glucose (السكر) اللي عنده. العملية دي اسمها Glycogenolysis، يعني تكسير الـ Glycogen عشان يطلع glucose والـ glucose ده يروح للدم عشان بقية أعضاء الجسم تستخدمه كطاقة. بس الـ Glycogen ده مش بيقعد كتير، يعني بيتخلص في حوالي 18-24 ساعة.

بعد كده، الـ Liver بيبدأ يعمل حاجة تانية اسمها Gluconeogenesis. دي عملية تصنيع glucose من مصادر تانية غير الكربوهيدرات، زي الـ amino acids (اللي هي الوحدات الأساسية للبروتين)، والـ glycerol (اللي بيجي من الدهون)، والـ lactate (اللي بيتكون لما العضلات تشتغل جامد زي لما بتجري ورا الأتوبيس).

كمان الـ Liver بيبدأ يعمل FA oxidation، يعني تكسير الـ Fatty acids (الأحماض الدهنية) اللي جاية من الـ Adipose tissue (الدهون المتخزنة في جسمك). تكسير الـ Fatty acids ده بينتج عنه طاقة وكمان بينتج عنه حاجة اسمها Ketone bodies (أجسام كيتونية). الـ Liver بيصنع كمية كبيرة من الـ Ketone bodies دي عشان يبعتها لبقية أعضاء الجسم كرسالة يقولهم "يا جماعة، وقفوا استخدام الـ glucose واستخدموا الـ Ketone bodies دي كبديل للطاقة".

يعني الـ Liver بيحاول بكل الطرق يوفر الطاقة للجسم وهو صايم، وبيستخدم كل المصادر المتاحة عنده عشان يحافظ على مستوى السكر في الدم.

بص يا صاحبي، الـ slide ده بيتكلم عن الـ Ketone bodies ودورها في الجسم، وكمان عيوبها.

أول حاجة، الـ Ketone bodies دي مصدر طاقة مهم لمعظم الأنسجة في الجسم، ما عدا الأنسجة اللي بتعتمد على الـ anaerobic respiration. يعني إيه؟ يعني الأنسجة اللي بتحتاج أكسجين عشان تشتغل، الـ Ketone bodies دي بتديها طاقة. الـ anaerobic tissues دي زي اللي في العضلات لما بتعمل مجهود جامد من غير أكسجين كفاية. عشان الـ Ketone bodies تشتغل محتاجة الـ Kreb’s cycle والـ RC (Respiratory Chain).

تاني حاجة، الـ Ketone bodies بتقلل تكسير البروتين في العضلات. ودي نقطة مهمة قوي، لأن تكسير البروتين بنسبة كبيرة (أكتر من 50%) ممكن يكون قاتل. الـ Ketone bodies بتحافظ على البروتين اللي في العضلات عشان الجسم يقدر يقوم بوظائفه.

تالت حاجة، الـ Ketone bodies بتوفر الـ glucose للمخ والأنسجة اللي بتعتمد عليه بشكل أساسي. يعني إيه؟ يعني بدل ما الجسم يستخدم الـ glucose عشان يدي طاقة لكل حاجة، الـ Ketone bodies بتدي طاقة لأجزاء تانية، وتخلي الـ glucose للمخ والأعضاء اللي محتاجاه قوي. ده مهم بالذات في حالات الـ starvation (المجاعة) لما الجسم مبيبقاش لاقي glucose كفاية.

بس فيه عيب خطير للـ Ketone bodies، وهو الـ metabolic ketoacidosis. دي حالة بتحصل لما نسبة الـ Ketone bodies في الدم بتزيد قوي، وده بيخلي الدم حامضي زيادة عن اللزوم. وده ممكن يأثر على وظائف الجسم كلها.

شوف يا صاحبي، في حالة الصيام، الـ Adipose tissue اللي هو النسيج الدهني، بيبدأ يشتغل بطريقة معينة عشان يوفر طاقة للجسم.

تعالى نفهم بقى، الـ Glucose (السكر) مش بيقدر يدخل الخلايا الدهنية بسهولة عشان محتاج الـ Insulin، وده مش بيكون موجود بكمية كافية في حالة الصيام.

دي نقطة مهمة قوي، لما الـ Glucose ما يدخلش، الـ TAG degradation بيحصل، يعني الـ Triacylglycerols (الدهون الثلاثية) بتتكسر.

هقولك على حاجة كده، الـ Adipose tissue بيستخدم الـ FAs (Fatty acids أو الأحماض الدهنية) كمصدر للطاقة. الـ FAs دي بتطلع من الخلايا الدهنية وتجري في الدم ماسكة في الـ serum albumin (بروتين في الدم).

الـ FAs دي بتروح لأنسجة مختلفة في الجسم عشان تستخدمها كمصدر للطاقة، زي لما بتجري ورا الأتوبيس الصبح.

أخر حاجة، الـ Glycerol اللي بينتج من تكسير الدهون بيروح للـ Liver (الكبد) عشان يعمل gluconeogenesis، يعني تصنيع الـ Glucose من مصادر غير كربوهيدراتية.

بص يا صاحبي، في حالة الصيام، العضلات الهيكلية اللي هي الـ Skeletal muscle بتتصرف تصرفات معينة عشان الجسم يقدر يكمل و ميقعش.

أول حاجة، الـ Glucose entry بيقل، يعني دخول السكر للعضلات بيقل. ده بيحصل عشان الـ GLUT-4، اللي هو الـ Glucose transporter، بيعتمد على الـ Insulin. يعني الـ Insulin لازم يكون موجود عشان الـ GLUT-4 يشتغل و يدخل الـ Glucose جوة العضلات. و في الصيام، الـ Insulin بيقل.

تاني حاجة، العضلات بتبدأ تستخدم الـ FAs (Fatty acids) و الـ KBs (Ketone bodies) كمصدر للطاقة. يعني بدل ما العضلات تحرق سكر، بتبدأ تحرق دهون و أجسام كيتونية.

تالت حاجة، بيحصل تكسير للبروتين (Protein degradation) عشان نوفر مواد خام للكبد عشان يعمل Gluconeogenesis. الـ Gluconeogenesis دي عملية تصنيع السكر من مصادر غير كربوهيدراتية زي الأحماض الأمينية. الـ Alanine و الـ Glutamine هما أكتر أحماض أمينية بيتم تصديرهم من العضلات للكبد عشان العملية دي.

رابع حاجة، الـ BCAAs (Branched-chain amino acids) زي الـ Valine، الـ Isoleucine، و الـ Leucine، بيتم استخدامهم كمصدر للطاقة في العضلات. العضلات هي العضو الرئيسي اللي بيستخدم الـ BCAAs دي. بعد ما الـ BCAAs دي تتحول لـ alpha keto acids و NH₃، الـ NH₃ ده بيتشال في صورة Glutamine و Alanine من العضلات.

و خلي بالك، الـ Skeletal muscle بتمثل حوالي نص وزن الجسم. و العضلات مبتعرفش تفكك الـ Glucose-6-P عشان معندهاش إنزيم الـ G-6-phosphatase. و كمان معندهاش مستقبلات للـ Glucagon. يعني العضلات مينفعش تعتمد على الـ Glucagon عشان ترفع مستوى السكر في الدم.

بص يا صاحبي، الـ slide دي بتتكلم عن إيه اللي بيحصل لجسمك لما تصوم فترة طويلة.

شوف يا عم، بعد أسبوعين تلاتة صيام، جسمك بيتأقلم. بدل ما يعتمد على الـ glucose (اللي هو السكر) بشكل أساسي، بيبدأ يستخدم الـ KBs أو الـ Ketone Bodies (دي مركبات بتنتج من تكسير الدهون) عشان ياخد 70% من الطاقة بتاعته، والـ glucose بيمثل الباقي.

تعالى فهم بقى، الـ Long chain fatty acids (أو الأحماض الدهنية الطويلة) دي متقدرش تعدي الـ Blood-Brain Barrier (ده حاجز موجود في المخ بيمنع حاجات كتير توصل ليه). فالمخ لما بيكون في حالة صيام، بيعتمد على الـ Ketolysis، يعني تكسير الـ Ketone Bodies عشان ياخد الطاقة بتاعته. المخ بيتغذي علي الـ Ketone Bodies.

يعني المخ في الصيام بيستخدم حاجة تانية خالص غير السكر اللي بيستخدمه في الأيام العادية.

شوف يا صاحبي، الـ slide ده بيتكلم عن ايه اللي بيحصل لما الواحد يموت من الجوع. الموضوع مش بسيط زي ما انت متخيل.

أول حاجة، الـ "Death from starvation" أو الموت من الجوع بيحصل نتيجة كام حاجة كده متجمعة على بعض. أولهم "Metabolic acidosis and dehydration". الـ "Metabolic acidosis" دي معناها إن حموضة الدم بتزيد، وده بيحصل لما الجسم بيبدأ يكسر في البروتينات عشان يجيب طاقة، والـ "dehydration" يعني الجسم بينشف ومفيهوش مية كفاية.

تاني حاجة، ممكن يحصل "Pneumonia" أو التهاب رئوي. وده بيحصل عشان الـ "muscle weakness" أو ضعف العضلات، وكمان عشان الجسم مش عارف يكون "Antibodies" كفاية، والـ "Antibodies" دي اللي بتحارب الأمراض.

تالت حاجة، ممكن الواحد يدخل في "Shock" أو صدمة. الصدمة دي بتحصل لما الـ "blood volume" أو حجم الدم في الجسم بيقل جامد.

تعال فهم بقى، أهم حاجة هنا هي الـ "Protein degradation" أو تكسير البروتينات. الجسم بيبدأ يكسر في البروتينات اللي في العضلات والـ organs زي الـ heart والـ kidney والـ liver عشان يجيب طاقة. تخيل بقى لما الـ heart والـ kidney والـ liver يبوظوا، الواحد هيموت طبعاً.

هقولك على حاجة كده، الـ "survival time" أو المدة اللي الواحد يقدر يعيشها وهو جعان بتعتمد على الـ "size of the TAG depot". الـ "TAG" دي اختصار لـ "Triacylglycerol" وده نوع من الدهون المتخزنة في الجسم. يعني كل ما كان عندك دهون متخزنة أكتر، كل ما هتعيش أطول.

طيب، ايه اللي بيحصل بعد ما الـ "TAG stores" أو مخازن الدهون تخلص؟ هنا بقى المشكلة الكبيرة. الـ "only source of fuel" أو المصدر الوحيد للطاقة اللي بيفضل هو الـ "proteins". الـ "Protein degradation accelerates" أو تكسير البروتينات بيتسارع، وده بيؤدي إلى "loss of heart, liver or kidney function" أو فقدان وظائف القلب أو الكبد أو الكلى، وده اللي بيسبب الموت.