Czym są enzymy? Rola enzymów w organizmie człowieka

Często wraz z witaminami, minerałami i innymi pierwiastkami, które są korzystne dla organizmu człowieka, wymieniono substancje zwane enzymami. Czym są enzymy i jaką funkcję pełnią w ciele, jaki mają charakter i gdzie się znajdują? Są to substancje o charakterze białkowym, biokatalizatory. Bez nich nie byłoby żywności dla dzieci, gotowych zbóż, kwas chlebowy, ser, ser, jogurt, kefir. Wpływają na działanie wszystkich systemów ludzkiego ciała. Niewystarczająca lub nadmierna aktywność tych substancji ma negatywny wpływ na zdrowie, dlatego trzeba wiedzieć, jakie enzymy są, aby uniknąć problemów spowodowanych ich brakiem.

Co to jest?

Enzymy to cząsteczki białek syntetyzowane przez żywe komórki. Jest ich ponad setka w każdej komórce. Rola tych substancji jest ogromna. Wpływają na szybkość reakcji chemicznych w temperaturze odpowiedniej dla danego organizmu. Inną nazwą enzymów są biologiczne katalizatory. Wzrost szybkości reakcji chemicznych następuje dzięki ułatwieniu jego wystąpienia. Jako katalizatory nie są one zużywane podczas reakcji i nie zmieniają kierunku. Główną funkcją enzymów jest to, że bez nich wszystkie reakcje przebiegałyby bardzo powoli w żywych organizmach, co miałoby zauważalny wpływ na żywotność.

Na przykład, podczas żucia produktów zawierających skrobię (ziemniaki, ryż), słodki smak pojawia się w jamie ustnej, co jest związane z działaniem amylazy, enzymu do rozpadu skrobi obecnej w ślinie. Sam krochmal jest bez smaku, ponieważ jest polisacharydem. Jego produkty rozszczepienia mają słodki smak (monosacharydy): glukozę, maltozę, dekstryny.

Wszystkie enzymy białkowe są podzielone na proste i złożone. Pierwszy składa się tylko z białka, a drugi z części białkowych (apoenzym) i niebiałkowych (koenzym). Koenzymy mogą być witaminami z grup B, E, K.

Klasy enzymów

Tradycyjnie substancje te są podzielone na sześć grup. Nazwę pierwotnie im podano w zależności od substratu, na którym działa dany enzym, poprzez dodanie do jego korzenia końcówki -az. Tak więc, enzymy hydrolizujące białka (białka) zaczęto nazywać proteinazami, tłuszczami (lipos) - lipazami, skrobią (amylo) - amylazami. Następnie nazwano enzymy, które katalizują podobne reakcje, które wskazują na rodzaj odpowiedniej reakcji - acylazy, dekarboksylazy, oksydazy, dehydrogenazy i innych. Większość tych nazw jest dziś używana.

Później Międzynarodowa Unia Biochemiczna wprowadziła nazewnictwo, zgodnie z którym nazwa i klasyfikacja enzymów powinna odpowiadać rodzajowi i mechanizmowi katalizowanej reakcji chemicznej. Ten krok przyniósł ulgę systematyzacji danych, które dotyczą różnych aspektów metabolizmu. Reakcje i ich enzymy katalityczne dzieli się na sześć klas. Każda klasa składa się z kilku podklas (4-13). Pierwsza część nazwy enzymu odpowiada nazwie substratu, druga - rodzaj katalizowanej reakcji z końcem - dla. Każdy enzym według klasyfikacji (CF) ma swój własny numer kodu. Pierwsza cyfra to klasa odpowiedzi, następna to podklasa, a trzecia to podklasa. Czwarta cyfra to numer enzymu w kolejności w podklasie. Na przykład, jeśli KF 2.7.1.1, wówczas enzym należy do 2. klasy, 7 podklasy, 1. podklasy. Ostatnią cyfrą jest enzym heksokinaza.

Znaczenie

Jeśli mówimy o tym, czym są enzymy, nie możemy ignorować pytania o ich znaczenie we współczesnym świecie. Są szeroko stosowane w prawie wszystkich dziedzinach ludzkiej działalności. Taka powszechność wynika z faktu, że są w stanie zachować swoje unikalne właściwości poza żywymi komórkami. W medycynie stosuje się na przykład enzymy grup lipazowych, proteazy, amylazy. Rozkładają tłuszcze, białka, skrobię. Z reguły ten typ jest częścią takich leków jak Panzinorm, Festal. Środki te są głównie wykorzystywane w leczeniu chorób przewodu pokarmowego. Niektóre enzymy są zdolne do rozpuszczania skrzepów krwi w naczyniach krwionośnych, w czym pomagają leczenie ropnych ran. Enzymoterapia zajmuje szczególne miejsce w leczeniu chorób onkologicznych.

Ze względu na zdolność do rozkładania skrobi w przemyśle spożywczym powszechnie stosowany jest enzym amylaza. W tym samym obszarze stosuje się lipazy, które rozkładają tłuszcze i proteazy rozkładające białka. W piwowarstwie, winiarstwie i pieczeniu przy użyciu enzymów amylazowych. W przygotowaniu gotowych zbóż i zmiękczeniu mięsa używanego proteazy. W produkcji sera za pomocą lipazy i podpuszczki. W przemyśle kosmetycznym również nie może się bez nich obejść. Są one częścią proszków do prania, kremów. Na przykład amylazy trawiące skrobię dodaje się do detergentów piorących. Zanieczyszczenia białek i białka są rozkładane przez proteazy, a lipazy oczyszczają tkaninę oleju i tłuszczu.

Rola enzymów w organizmie

W ludzkim ciele są odpowiedzialne dwa procesy metabolizm: anabolizm i katabolizm. Pierwszy zapewnia asymilację energii i niezbędnych substancji, drugi - rozkład odpadów. Stałe oddziaływanie tych procesów wpływa na wchłanianie węglowodanów, białek i tłuszczów oraz utrzymanie żywotnej aktywności organizmu. Procesy wymiany są regulowane przez trzy systemy: nerwowy, hormonalny i krążeniowy. Mogą one normalnie funkcjonować za pomocą łańcucha enzymów, które z kolei zapewniają przystosowanie się osoby do zmian w warunkach środowiska zewnętrznego i wewnętrznego. Enzymy obejmują zarówno produkty białkowe, jak i niebiałkowe.

W procesie reakcji biochemicznych w organizmie, w trakcie którego biorą udział enzymy, same nie są konsumowane. Każdy z nich ma swoją własną strukturę chemiczną i swoją własną unikalną rolę, więc każdy inicjuje tylko określoną reakcję. Katalizatory biochemiczne pomagają odbytnicy, płucom, nerkom i wątrobie usuwać toksyny i produkty przemiany materii z organizmu. Przyczyniają się również do budowy skóry, kości, komórek nerwowych, tkanki mięśniowej. Specyficzne enzymy są używane do utleniania glukozy.

Wszystkie enzymy w organizmie są podzielone na metaboliczne i trawienne. Metaboliczne biorą udział w neutralizacji toksyn, produkcji białek i energii, przyspieszają procesy biochemiczne w komórkach. Na przykład dysmutaza ponadtlenkowa jest najsilniejszym przeciwutleniaczem występującym w jej naturalnej postaci w większości zielonych roślin, białka, Brukselka i brokuły, w kiełkach pszenicy, zieleniach, jęczmieniu.

Aktywność enzymu

Aby te substancje mogły w pełni spełniać swoje funkcje, konieczne są określone warunki. Temperatura wpływa głównie na ich aktywność. Wraz ze wzrostem prędkości wzrasta reakcja chemiczna. W wyniku zwiększenia prędkości cząsteczek, mają one większe szanse na zderzanie się ze sobą, a zatem zwiększa się możliwość reakcji. Optymalna temperatura zapewnia największą aktywność. Ze względu na denaturację białek, która występuje, gdy optymalna temperatura odbiega od normy, szybkość reakcji chemicznej maleje. Po osiągnięciu temperatury zamarzania enzym nie ulega denaturacji, ale ulega dezaktywacji. Metoda szybkiego zamrażania, która jest szeroko stosowana do długotrwałego przechowywania produktów, zatrzymuje wzrost i rozwój drobnoustrojów z późniejszą inaktywacją enzymów, które są w środku. W rezultacie żywność nie ulega rozkładowi.

Aktywność enzymów wpływa również na kwasowość środowiska. Działają w neutralnym pH. Tylko niektóre enzymy działają w środowisku zasadowym, silnie alkalicznym, kwaśnym lub silnie kwaśnym. Na przykład, podpuszczka rozszczepia białka w silnie kwaśnym środowisku w żołądku człowieka. Enzym może działać inhibitorami i aktywatorami. Niektóre jony aktywują je, na przykład metale. Inne jony mają hamujący wpływ na aktywność enzymów.

Nadpobudliwość

Nadmierna aktywność enzymów ma swoje konsekwencje dla funkcjonowania całego organizmu. Po pierwsze wywołuje to wzrost szybkości działania enzymu, co z kolei powoduje niedobór substratu reakcji i powstawanie nadmiaru produktu reakcji chemicznej. Brak substratów i nagromadzenie tych produktów znacznie pogarsza stan zdrowia, zaburza funkcje życiowe organizmu, powoduje rozwój chorób i może prowadzić do śmierci osoby. Nagromadzenie kwasu moczowego, na przykład, prowadzi do dny moczanowej i niewydolności nerek. Ze względu na brak substratu nie będzie nadwyżki produktu. Działa to tylko w przypadkach, w których można się obejść bez jednego i drugiego.

Istnieje kilka przyczyn nadmiernej aktywności enzymów. Pierwszą jest mutacja genu, może być wrodzona lub nabyta pod wpływem mutagenów. Drugim czynnikiem jest nadmiar wody lub pożywienia witaminy lub pierwiastka śladowego, który jest niezbędny do działania enzymu. Nadmiar witaminy C, na przykład poprzez zwiększoną aktywność enzymów syntezy kolagenu, narusza mechanizmy gojenia się ran.

Aktywność hipo

Zarówno zwiększona, jak i zmniejszona aktywność enzymu niekorzystnie wpływa na aktywność organizmu. W drugim przypadku możliwe jest całkowite zaprzestanie działalności. Ten stan dramatycznie zmniejsza szybkość reakcji chemicznej enzymu. W rezultacie akumulacja podłoża jest uzupełniona niedoborem produktu, co prowadzi do poważnych komplikacji. Na tle upośledzenia funkcjonowania organizmu pogarsza się samopoczucie, rozwijają się choroby i może dojść do zgonu. Akumulacja amoniaku lub niedoboru ATP prowadzi do śmierci. Ze względu na nagromadzenie fenyloalaniny, rozwija się oligofrenia. Zasada obowiązuje tu również, że przy braku substratu enzymatycznego nie będzie gromadzenia się substratu reakcji. Zły wpływ na organizm ma stan, w którym enzymy krwi nie spełniają swoich funkcji.

Rozważ kilka przyczyn niedoczynności. Mutacja genów wrodzonych lub nabytych - jest to pierwsze. Stan można skorygować za pomocą terapii genowej. Możesz spróbować wykluczyć z substratów żywnościowych brakującego enzymu. W niektórych przypadkach może to pomóc. Drugim czynnikiem jest brak witamin lub mikroelementów w żywności, które są niezbędne do działania enzymu. Następujące powody - upośledzona aktywacja witaminy, niedobór aminokwasów, kwasica, pojawienie się inhibitorów w komórce, denaturacja białka. Aktywność enzymu również spada wraz ze spadkiem temperatury ciała. Niektóre czynniki wpływają na funkcję enzymów wszystkich typów, podczas gdy inne wpływają tylko na działanie niektórych typów.

Enzymy trawienne

Z procesu jedzenia człowiek czerpie przyjemność, a czasem ignoruje fakt, że głównym zadaniem trawienia jest przekształcenie żywności w substancje, które mogą stać się źródłem energii i materiału budowlanego dla organizmu, wchłoniętego w jelicie. Enzymy białkowe przyczyniają się do tego procesu. Substancje trawienne są produkowane organy trawienne, uczestnicząc w procesie dzielenia żywności. Działanie enzymów jest potrzebne, aby uzyskać niezbędne węglowodany, tłuszcze, aminokwasy z pożywienia, które są niezbędnymi składnikami odżywczymi i energią do normalnego funkcjonowania organizmu.

Aby znormalizować upośledzenie trawienia, zaleca się jednoczesne stosowanie niezbędnych substancji białkowych z pożywieniem. Podczas przejadania się można przyjmować 1-2 tabletki po posiłku lub podczas posiłku. Apteki sprzedają dużą liczbę różnych preparatów enzymatycznych, które przyczyniają się do poprawy procesów trawiennych. Zapasy na nich powinny być przy przyjmowaniu jednego rodzaju składników odżywczych. Jeśli masz problemy z przeżuwaniem lub połykaniem jedzenia, musisz przyjmować enzymy podczas jedzenia. Istotnymi przyczynami ich stosowania mogą być również choroby, takie jak nabyte i wrodzone fermentopatie, zespół jelita drażliwego, zapalenie wątroby, zapalenie dróg żółciowych, zapalenie pęcherzyka żółciowego, zapalenie trzustki, zapalenie okrężnicy, przewlekłe zapalenie żołądka. Preparaty enzymatyczne należy przyjmować razem z lekami, które wpływają na proces trawienia.

Enzymopatologia

W medycynie istnieje cała sekcja, która zajmuje się poszukiwaniem związku między chorobą a brakiem syntezy pewnego enzymu. To dziedzina enzymologii - enzymopatologii. Niedostateczna synteza enzymów również podlega przeglądowi. Na przykład dziedziczna choroba fenyloketonurii rozwija się w wyniku utraty zdolności komórek wątroby do syntezy tej substancji, która katalizuje konwersję fenyloalaniny do tyrozyny. Objawami tej choroby są zaburzenia psychiczne. Ze względu na stopniowe gromadzenie substancji toksycznych w ciele pacjenta, takie objawy, jak wymioty, lęk, drażliwość, brak zainteresowania czymś, ciężkie zmęczenie są niepokojące.

Przy narodzinach patologia się nie objawia. Pierwotne objawy występują w wieku od dwóch do sześciu miesięcy. Druga połowa życia dziecka charakteryzuje się wyraźnym opóźnieniem w rozwoju umysłowym. 60% pacjentów rozwija idiotyzm, mniej niż 10% jest ograniczone do niskiego stopnia oligofrenii. Enzymy komórkowe nie radzą sobie z ich funkcjami, ale można to poprawić. Szybka diagnoza zmian patologicznych może powstrzymać rozwój choroby do dojrzewania. Leczenie polega na ograniczeniu przyjmowania fenyloalaniny.

Preparaty enzymatyczne

Odpowiadając na pytanie, jakie są enzymy, można zauważyć dwie definicje. Pierwszy to biochemiczne katalizatory, a drugi to leki, które je zawierają. Są w stanie znormalizować stan środowiska w żołądku i jelitach, aby zapewnić podział końcowych produktów na mikrocząstki i poprawić proces wchłaniania. Zapobiegają także powstawaniu i rozwojowi chorób gastroenterologicznych. Najbardziej znanym enzymem jest lek "Mezim Forte". W swoim składzie zawiera lipazę, amylazę, proteazę, które pomagają zmniejszyć ból w przewlekłym zapaleniu trzustki. Kapsułki są traktowane jako leczenie zastępcze z niewystarczającą produkcją niezbędnych enzymów przez trzustkę.

Leki te są stosowane głównie podczas posiłków. Liczba kapsułek lub tabletek przepisanych przez lekarza na podstawie stwierdzonych naruszeń mechanizmu wchłaniania. Trzymaj je lepiej w lodówce. Przy długotrwałym stosowaniu enzymów trawiennych nie występuje uzależnienie, co nie wpływa na pracę trzustki. Przy wyborze leku należy zwrócić uwagę na datę, stosunek jakości do ceny. Preparaty enzymatyczne zaleca się przyjmować w przypadku przewlekłych chorób układu trawiennego, przejadania się, sporadycznych problemów z żołądkiem, a także zatrucia pokarmowego. Najczęściej lekarze przepisują tabletki leku "Mezim", które sprawdziły się na rynku krajowym i pewnie utrzymują pozycję. Istnieją inne analogi tego leku, nie mniej znane i bardziej niż przystępne. W szczególności wielu preferuje tabletki "Preatatin" lub "Festal", mające takie same właściwości jak droższe odpowiedniki.