البروتين هو عنصر غذائي ضروري للحياة، فهو المُكوِن الأساسي للعضلات والعظام والأربطة والأوتار وغيرها من انسجة الجسم، بالإضافة إلى الدم والإنزيمات والهرمونات التي تتكون من احماض امينية (وحدات بناء البروتين) مما يؤكد اهمية البروتين الشديدة التي تُفسر اهتمام الرياضيين و لاعبي كمال الأجسام بالدايت عالي البروتين، و على الجانب الآخر هناك آراء عن أن الدايت عالي البروتين قد يؤدي لنتائج عكسية و مشاكل كالفشل الكلوي و امراض القلب و ضعف العظام و حتى السرطان!
في هذا المقال سأتحدث عن نقطة تأثير البروتين على العظام، فماذا لو اخبرتك بأن هناك حالات يكون بها تأثيرات سلبية للدايت عالي البروتين على العظام و فرص الإصابة في التمرين و أنها نقطة هامة يغفلها العديد من المدربين على الرغم من اهميتها؟
البروتين و ضعف العظام: تناقض غير منطقي!
مبدئيًا يجب أن نعرف مصدر الفكرة و أساسها العلمي، و اصل الفكرة يرجع إلى الدراسات التي قام العلماء فيها بإعطاء المتطوعين دايت مُكوَن من البروتين المعزول عن أي عناصر غذائية أخرى، و كانت النتيجة هي خسارة كمية ملحوظة من الكالسيوم من الجسم مما يدل على التأثير السلبي للبروتين على العظام.
كما أن هناك دراسة في 2003 لاحظ العلماء بها أن الدايت الذي يحتوى على نسبة بروتين حيواني اعلى من البروتين النباتي يؤدي لنقص في كثافة العظام، وهو عكس ما يوصي به معظم المدربين (هناك مدربي كمال اجسام لا يعتبرون البروتين النباتي بروتينًا حقيقيًا من الأساس، وهي وجهة نظر سطحية سأتطرق لها لاحقًا)، و تلك الدراسة يستدل بها العديد من النباتيين على أن النظام النباتي له أفضلية من الجانب الصحي.
في دراسات اخرى لاحظ العلماء أن الدايت العالي في البروتين الحيواني فعال لتسريع الاستشفاء من الإصابات عن طريق العديد من الميكانزمات كزيادة امتصاص الكالسيوم، فما تفسير هذا التناقص البعيد كل البعد عن المنطق؟
الإجابة على هذا السؤال تتطلب أن اقوم بشرح عدة نقاط، لذلك سأتطرق لمواضيع اخرى اولًا:
مُقدِمة عن الأنسجة الضامة Connective tissues
من المشاكل التي نعاني منها في علوم الرياضة أن تركيز المُتخصِص فيها يكون غالبًا على التغيرات التي تحدث داخل الألياف العضلية، فالأغلبية يتجاهلون أن هناك اجزاء اخرى كالأربطة والأوتار والعظام.
ما هي الأنسجة الضامة؟
الأنسجة الضامة ببساطة هي اجزاء اساسية في الجسم هامة للحركة وهي تنقسم إلى:
- الأوتار Tendons: مسئولة عن ربط العضلات بالعظام مما يسمح للعضلة بالحركة
- الأربطةLigaments : مسئولة عن ربط العظام ببعضها مما يحافظ على المدى الحركي للمفاصل
- ال fascia: مسئولة عن ربط العضلات ببعضها والتواصل الحركي (Force transmission) بين الأوتار والعضلات وهي نقطة معقدة يطول شرحها ولن ازعجك بها الآن.
ما علاقة البروتين بالأنسجة الضامة؟
الأنسجة الضامة بكل بساطة هي عبارة عن مياه + بروتين الكولاجينCollagen + بروتين الإيلاستين Elastin، فالفرق الأساسي بين انواع الأنسجة الضامة المختلفة هو اختلاف نوع الكولاجين و نسبته.
هناك 28 نوعًا مختلفًا من الكولاجين، فمثلًا 90% من الكولاجين في الجسم هو Type I Collagen الهام لتكوين اللييفات العضلية fibrils (اجزاء هامة توجد بداخل الألياف العضلية) كما أنه يمنح الأربطة والأوتار خواصهم الحركية، و Type III collagen مسئول عن إصلاح الكولاجين التالف، و Type V collagen مسئول عن تنظيم معدل تكوين اللييفات العضلية، وغيرها من انواع الكولاجين التي لها خصائص و وظائف مختلفة و هامة.
الكولاجين والإيلاستين
الكولاجين هو اكثر بروتين مُنتشِر في جسم الإنسان، فهو المكون الأساسي للأربطة والغضاريف والأوتار كما أنه أساسي لتكوين الجلد، فالكولاجين والإيلاستين هي المواد التي تكسب الجلد مطاطيته مما يدل على استنتاجين هامين:
- اهمية الكولاجين والإيلاستين للحماية من الترهلات
الكولاجين والإيلاستين بروتينات هامة لتكوين الجلد كما ذكرت، فالأساس العلمي وراء الاستخدام الطبي لبعض المنشطات كالديكا في علاج المصابين بالحروق هو فاعلية تلك المواد في زيادة تخليق الكولاجين.
السبب وراء ظهور الترهلات (والسيلوليت لدى النساء) هو تمدد الجلد لفترات طويلة نتيجة لزيادة نسبة الدهون في الجسم مما يؤدي إلى ارتخاء الجلد و حدوث ضرر في انسجة الجلد التي تتكون بشكل أساسي من بروتينات الكولاجين والإيلاستين، و هذا الضرر يظهر بشكل اكبر كلما كانت نسبة دهونك مرتفعة بشكل اكبر.
كما أنه عند محاولة تقليل نسبة دهونك بطرق غير صحية لخسارة الوزن بشكل سريع سواء بالأنظمة شديدة النقص في العناصر الغذائية الضرورية لتكوين الكولاجين والإيلاستين أو بجراحات تكميم المعدة ستلاحظ ظهور الترهلات والجلد الزائد بعدها وهي ظاهرة اثبتتها الدراسات العلمية.
فهناك دراسة لاحظوا فيها أن حوالي 70% من الذين قاموا بعمليات التكميم ظهرت لديهم تلك المشكلة، كما أن العادات غير الصحية كالتدخين لها ايضًا دور في ظهور تلك المشاكل.
لهذا السبب اقوم في خدمة التدريب بالتعرُّف اولًا على تاريخ المُتدرِب بالتفصيل كمحاولاته السابقة لخسارة الوزن أو العادات غير الصحية التي يقوم بها، فتحديد اصل المشكلة يضمن حلها بشكل فعال.
- اهمية الكولاجين والإيلاستين للتمرين وعلاقتهم بالإصابات
الأمر الذي يتجاهله العديد من المُدرِبين عند تصميم البرامج التدريبية هو أن العضلات ليست المُكوِن الأساسي للجسم وكأن الإجهاد العضلي و إصابات العضلات هي المشاكل الوحيدة التي يمكن أن يتعرض لها المُتدرِب، كما أن معظم دورات التدريب والكتب لا تحتوي على معلومات مُفصَّلة عن العظام والأنسجة الضامة كالأربطة والأوتار والغضاريف واستجابتها للتمرين، لهذا السبب لن تجد مُدرِبًا يفقه في تلك الأمور إلا إذا كان مُجتهدًا و حريصًا على أن يتعلم و يقرأ في مجال التدريب باستمرار.
هل تعلم أن إجهاد الأنسجة الضامة و مشاكل الأربطة والأوتار والعظام والغضاريف هي أكثر المشاكل انتشارًا و أنه نادرًا ما تكون العضلات هي المُشكِلة الأساسية التي تُعيق تطورك؟
السبب هو أن استشفاء تلك الأنسجة يكون ابطأ من الاستشفاء العضلي بكثير، فإصلاح الكولاجين عملية مُعقَدة و بطيئة جدًا على عكس العضلات التي تستغرق وقتًا اقل بكثير، فمن الأسباب وراء فاعلية العديد من المُنشِطات كما ذكرت -التي لا انصح بها بالطبع ولكن الهدف من المعلومة هو تثقيف القارئ فقط لا غير- في زيادة القوة والحجم العضلي هو أنها تزيد من تخليق الكولاجين في الجسم بشكل كبير مما يسمح بالتمرين بشدة و حجم تدريبي اعلى.
إن تصميم برنامج تدريبي يؤدي لأفضل و اسرع نتائج و اقل احتمالية للإصابات هو أمر مُعقَد يتطلب مراعاة كل الأنسجة في الجسم وليس الأنسجة العضلية فقط، و إذا كنت مُهتَمًا بأن اقوم بكتابة مقال مُفصَل عن اساليب تمرين الأنسجة الضامة اترك تعليقًا على هذا المقال.
من الجدير بالذكر أن كمية الإيلاستين المُخزَنة في الأوتار هي التي تعطيك اداء افضل في الرياضات التي تعتمد على الجري أو القفز و دفع الأوزان اثناء التمرين بسرعة عالية في بعض التمارين كالسكوات والبنش برس عند محاولة الصعود بالوزن وهو ما يُعرف بال Stretch shortening cycle وهي من اسباب اهتمامي بتقوية الأنسجة الضامة لدى المتدربين الذين يريدون اداء رياضي افضل أو اوزان اعلى في التمرين، وهو موضوع مُعقَد اريد كما ذكرت أن اخصص له مقالًا كاملًا لأنني اريد أن اخصص هذا المقال للحديث عن نقطة التغذية.
نقص الفيتامينات والمعادن
الآن قد وصلنا إلى النقطة التي كانت سبب في كتابتي لتلك المقدمة عن الأنسجة الضامة و مكوناتها الأساسية ( الكولاجين والإيلاستين ) و أهميتهم الشديدة، فلماذا يسبب الدايت عالي البروتين هشاشة العظام على الرغم من أن معظم مكونات الجسم عبارة عن بروتين؟
الحقيقة أن المشكلة ليست في البروتين في حد ذاته بل في الدايت بشكل عام…..
يعتقد الكثير من المدربين للأسف الشديد أن البروتين هو العنصر الوحيد الضروري للتخسيس وبناء العضلات بشكل صحي، فتجد العجائب في الأنظمة الغذائية التي يضعونها كأن يقوم مثلًا بتصميم دايت يحتوي على كمية هائلة من البروتين الحيواني (بعض تلك الأنظمة قد تتجاوز ال500 جرام بروتين وهذا ما رأيته بعيني بلا مبالغة) و في نفس الوقت يكون النظام فقيرًا في العديد من الفيتامينات والمعادن وهي أنظمة كارثية تثير استفزازي.
فمثلًا مضادات الأكسدة كفيتامينات C و E ضرورية لتخليق الكولاجين، لهذا ستجد أن العديد من كريمات الجلد تحتوي على تلك الفيتامينات لتحفيز تخليق الكولاجين في الجلد و منع (أو تقليل) ظهور الترهلات والتجاعيد.
- فيتامين C (الموجود مثلًا في الكيوي والفلفل والفراولة) أساسي لعملية تحويل حمض البرولين Proline الأميني إلى 4-hydroxyproline وهي عملية هامة جدًا و معروفة في علم الإنزيمات -الذي يجهله العديد من المدربين للأسف- بال Enzymatic hydroxylation، حيث إن 4-hydroxyproline هي مادة ضرورية لتكوين الكولاجين والإيلاستين.
- كما أن نقص معدن النحاس يُسبب خللًا في إنزيم lysyl oxidase الذي يجب أن يكون نشطًا للاستفادة من الحمض الأميني ليسين Lysine في تخليق الكولاجين والإيلاستين، و من الجدير بالذكر أن المفتفة -وهي وصفة شعبية تقليدية تُستخدم لزيادة الوزن منذ زمن طويل- غنية بالعسل الأسود الغني بمعدن النحاس الذي يمكننا الآن استنتاج أنه يساعد على بناء العضلات والأنسجة الضامة، و هذا هو السر وراء فاعليتها.
- اثبتت الدراسات ايضًا أن فيتامين B (الموجود في المكسرات بالمناسبة مما يُفسر فاعليتها في زيادة الوزن بجانب سعراتها العالية ولذلك يتم إضافتها إلى المفتقة- هام لتخليق الكولاجين و أن نقص فيتامين B5 يسبب مشكلة في المفاصل و صعوبة في استشفاء الجروح، كما أن احتياجاتك من فيتامين B6 (الموجود في المفتقة بسبب العسل الأسود والخميرة) تزداد كلما زاد استهلاكك للبروتين، فهو ضروري لعملية تكوين إنزيم S-Adenosyl-methionine الضروري لصحة المفاصل (وعملية الMethylation الهامة لبناء العضلات والعديد من الجوانب الصحية ولكنّه ليس موضوعنا الآن) والذي يتم تصنيعه من الحمض الأميني Methionine.
- بالإضافة إلى عدة عناصر اخرى كالمنجنيز (موجود في اللوز والشوفان وهو تفسير آخر لفاعلية المكسرات و وصفة الشوفان بالمكسرات لزيادة الوزن، كما أنه موجود في القصب وهو من اسرار نصيحة شرب عصير القصب بعد التمرين و كونه مشروبًا شائعًا بعد التمرين في مصر، بالإضافة إلى وجوده في جنين القمح و بذر الكتان لهذا يستخدمان في علاج النحافة) والبورون (الموجود بكمية كبيرة في زبدة الفول السوداني مما يُفسر فاعليتها في زيادة الوزن) والزنك (من مصادره جنين القمح والخميرة والشوفان والمكسرات) تُعد اساسية لتكوين الكولاجين والإيلاستين، و هنا اريد أن اقوم ايضًا بتوصيل فكرة أن فيتامين B ليس الفيتامين السحري لتقوية الأعصاب كما يدّعي المدربون الذين يقومون بوصف حقن فيتامين B مع تجاهل احتمالية نقص أي عناصر اخرى من الدايت فهناك عناصر أخرى!
لاحظت الدراسات بالفعل تأثيرًا سلبيًا على الدايت عالي البروتين، ولكن تفاعلات البروتين في الجسم ليست ببساطة أن تكون إيجابية فقط أو سلبية فقط، بمعنى أنه عندما تجعل شخصًا يتبع نظامًا غذائيًا يتكون من البروتين المعزول عن أي عناصر غذائية أخرى ستلاحظ خسارة كمية ملحوظة من الكالسيوم من الجسم.
ولكن في الدراسات التي اعتمدت على استخدام دايت يحتوي على عناصر مختلفة كالفيتامينات والمعادن و أطعمة حقيقية (وليس مجرد مشروب بروتين معزول من العناصر الأخرى) لاحظوا تأثيرًا إيجابيًا للدايت عالي البروتين.
وهو أمر منطقي لأن البروتين يحتوي مثلًا على الحمض الأميني Lysine الهام لامتصاص الكالسيوم، لهذا السبب تختفي اضرار البروتين في الدراسات التي يتم الحرص فيها على إعطاء المتطوعين كمية كافية من الكالسيوم وفيتامين D.
فمن أسباب أن بعض الدراسات (التي لم يحصل المتطوعون فيها على كمية كافية من الكالسيوم و فيتامين D) اثبتت أن البروتين النباتي أفضل لصحة العظام ليس أن له افضلية في حد ذاته، السبب هو أن مصادر البروتين الحيواني كاللحوم والبيض غنية بالLysine بنسبة أكبر من المصادر النباتية كالبطاطس!
فماذا تتوقع أن يحدث عندما تقوم بتناول مادة لها دور في زيادة امتصاص مادة اخرى ناقصة من الأساس؟ من البديهي أن تكون هناك أضرار ملحوظة!
و هذا يُذكرني بقصة The last chance diet وهو نظام غذائي ظهر في السبعينيات و يتكون من مشروب بروتين سائل (كولاجين فقط وليس بروتينًا كاملًا حتى) مع تجاهل الفيتامينات والمعادن والعناصر الأخرى مما كان سببًا في العديد من حالات الوفاة.
لهذا السبب -وكما ذكرت في مقالي عن المكرونة والعضلات– اؤكد دائمًا على نقطة أنه ليس من المنطقي أن تعزل عنصرًا غذائيًا واحدًا و تُقرر أنه صحي أو غير صحي، لأن ما يحدث في الواقع أننا نتناول مزيجًا من العناصر الغذائية والأطعمة المختلفة وليس كل عنصر بمفرده، وهو ما يغير تأثير كل عنصر تمامًا مما يدل على اهمية النظر إلى سياق الكلام.
وبالمناسبة يحتوي الحليب على حمض الLysine بالإضافة إلى حمض ال Threonine الهام لتكوين الكولاجين والإيلاستين، وهي معلومة لمن يصدقون خرافة أن الحليب يسبب هشاشة العظام!
من هنا نصل إلى استنتاج أن جودة النظام الغذائي لا تُقاس بنوعيات مُحدَدة من الأطعمة أو كمية البروتين أو نسبة البروتين الحيواني والنباتي أو الفيتامينات والمعادن فقط، بل أن يكون غنيًا بالعناصر الغذائية الضرورية ايًا كان مصدرها.
مشكلتي مع توصيات البروتين
هذا موضوع يحتاج مقالًا طويلًا لأطرح كل الأسباب والنقاط، ولكن النقطة التي تهمنا هنا هو أن معظم توصيات البروتين مبنية على دراسة التغيرات التي تحدث في الكتلة العضلية في الدراسات العلمية مع عدم الأخذ بالأنسجة الضامة في الاعتبار على الرغم من أن إحدى الدراسات اثبتت أن تخليق البروتين في الأنسجة الضامة مُطابِق تقريبًا للأنسجة العضلية مما يعني أن لها احتياجات من البروتين ايضًا!
فهناك عدة توصيات أعلى و أقل من اللازم، و هناك الكثير من المُتعصِبين لنسب بروتين معينة، فعلى الرغم من أنّي انصح ب1.6 جرام بروتين في اليوم لا يمكنني -أو لأي احد- الوصول لنسبة مؤكدة لأنه من الصعب أن تقوم بتحديد كمية بروتين تدعم كل العمليات الحيوية و مناسبة لتخليق البروتين (بالإضافة إلى تقليل هدم البروتين) في العضلات والعظام والأربطة والغضاريف والأوتار والجهاز المناعي، فأنا اقوم بتحديد نسبة البروتين لكل متدرب على اساس استجابة جسمه طبقًا لخبرتي ولكن الرقم الذي ذكرته هو مجرد نقطة بداية تصلح لمُعظَم الحالات.
لأنه كما ترى هناك العديد من العوامل المُتداخلة والمُغذيات الأخرى المُؤثِرة، و هدفي من هذا المقال كان توضيح اهمية الفيتامينات والمعادن و إثبات أن تصميم نظام غذائي جيد هو امر اكثر تعقيدًا من مجرد إضافة كميات خرافية من البروتين.
و قد يتسائل العديد من القرّاء الآن عن ما إذا كانت مكملات الكولاجين مُفيدة بعد أن عرفوا اهمية الكولاجين و علاقته بالأنسجة الضامة، وهو موضوع قد اخصص له مقالًا إذا وجدت الكثير من المُهتمين به.
هل تريد مني أن اقوم بإكمال تلك السلسلة؟ شاركني برأيك و لا تنسَ إرسال المقال لصديقك الذي لا يُدرك اهمية الفيتامينات والمعادن في النظام الغذائي!
لتفاصيل التدريب إذا كنت تريد نظامًا محسوبًا في الفيتامينات والمعادن و يُطبق كل ما هو مذكور في المقال!
References:
- The Protein Book: A Complete Guide for the Athlete and Coach by Lyle McDonald
- Optimal Nutrition for Injury Recovery by Lyle McDonald
- Dawson-Hughes B. (2003). Calcium and protein in bone health. The Proceedings of the Nutrition Society, 62(2), 505–509. https://doi.org/10.1079/pns2003267
- Bonjour J. P. (2005). Dietary protein: an essential nutrient for bone health. Journal of the American College of Nutrition, 24(6 Suppl), 526S–36S. https://doi.org/10.1080/07315724.2005.10719501
- Zitnay, J. L., & Weiss, J. A. (2018). Load transfer, damage, and failure in ligaments and tendons. Journal of orthopaedic research : official publication of the Orthopaedic Research Society, 36(12), 3093–3104. https://doi.org/10.1002/jor.24134
- Purslow P. P. (2010). Muscle fascia and force transmission. Journal of bodywork and movement therapies, 14(4), 411–417. https://doi.org/10.1016/j.jbmt.2010.01.005
- Langevin HM, Huijing PA. Communicating about fascia: history, pitfalls, and recommendations. Int J Ther Massage Bodywork. 2009;2(4):3-8. Published 2009 Dec 7. doi:10.3822/ijtmb.v2i4.63
- Krause F, Wilke J, Vogt L, Banzer W. Intermuscular force transmission along myofascial chains: a systematic review. J Anat. 2016;228(6):910-918. doi:10.1111/joa.12464
- Findley, T., Chaudhry, H., & Dhar, S. (2015). Transmission of muscle force to fascia during exercise. Journal of bodywork and movement therapies, 19(1), 119–123. https://doi.org/10.1016/j.jbmt.2014.08.010
- Cruz-Montecinos C, González Blanche A, López Sánchez D, Cerda M, Sanzana-Cuche R, Cuesta-Vargas A. In vivo relationship between pelvis motion and deep fascia displacement of the medial gastrocnemius: anatomical and functional implications. J Anat. 2015;227(5):665-672. doi:10.1111/joa.12370
- Wilke, J., Schleip, R., Yucesoy, C. A., & Banzer, W. (2018). Not merely a protective packing organ? A review of fascia and its force transmission capacity. Journal of applied physiology (Bethesda, Md. : 1985), 124(1), 234–244. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00565.2017
- Huijing P. A. (2009). Epimuscular myofascial force transmission: a historical review and implications for new research. International Society of Biomechanics Muybridge Award Lecture, Taipei, 2007. Journal of biomechanics, 42(1), 9–21. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2008.09.027
- Gordon MK, Hahn RA. Collagens. Cell Tissue Res. 2010;339(1):247-257. doi:10.1007/s00441-009-0844-4
- Kastelic, J., Galeski, A., & Baer, E. (1978). The multicomposite structure of tendon. Connective tissue research, 6(1), 11–23. https://doi.org/10.3109/03008207809152283
- Shoulders MD, Raines RT. Collagen structure and stability. Annu Rev Biochem. 2009;78:929-958. doi:10.1146/annurev.biochem.77.032207.120833
- Baillot, A., Brais-Dussault, E., Bastin, A., Cyr, C., Brunet, J., Aimé, A., Romain, A. J., Langlois, M. F., Bouchard, S., Tchernof, A., Rabasa-Lhoret, R., Garneau, P. Y., & Bernard, P. (2017). What Is Known About the Correlates and Impact of Excess Skin After Bariatric Surgery: a Scoping Review. Obesity surgery, 27(9), 2488–2498. https://doi.org/10.1007/s11695-017-2814-3
- Sami, K., Elshahat, A., Moussa, M., Abbas, A., & Mahmoud, A. (2015). Image analyzer study of the skin in patients with morbid obesity and massive weight loss. Eplasty, 15, e4.
- Choo, S., Marti, G., Nastai, M., Mallalieu, J., & Shermak, M. A. (2010). Biomechanical properties of skin in massive weight loss patients. Obesity surgery, 20(10), 1422–1428. https://doi.org/10.1007/s11695-010-0147-6
- Morita, A., Torii, K., Maeda, A., & Yamaguchi, Y. (2009). Molecular basis of tobacco smoke-induced premature skin aging. The journal of investigative dermatology. Symposium proceedings, 14(1), 53–55. https://doi.org/10.1038/jidsymp.2009.13