Ензими и тяхната роля в човешкото тяло

В организма на всички живи същества, включително и на най-примитивните микроорганизми, се откриват ензими. Броят на ензимите във всяко живо същество е различен, това се дължи на това колко разнообразна е диетата на това същество. Например, човек има около 2000 от тях, тъй като хората предпочитат да ядат различни храни. Обичайната храна може дори временно да изчезне от дневната диета, ако говорим за пътуване до друга държава. Ето защо, необичайни храни често причиняват нарушаване на стомашно-чревния тракт сред туристите. И така, какво са ензимите и защо се нуждаем от ензими в човешкото тяло?

За по-пълен и разбираем отговор на въпроса „какво представляват ензимите и каква роля играят в човешкото тяло” е необходимо да се разгледа накратко какво е съставено от него и какви вътрешни, невидими процеси в него се случват.

Човешкото тяло

Всички органи на човешкото тяло, както и цялото тяло, се състоят от живи клетки. Като цяло, човешкото тяло има около сто трилиона живи клетки, или 10 14. От своя страна клетките са от различен тип, а свойствата и действията на всеки тип клетки се определят от тяхната структура и функция. Например, някои клетки могат да се движат свободно по тялото - левкоцити, други са плътно привързани един към друг, но в същото време могат да се свият и отпускат - мускулните клетки и т.н. Животът на различните типове също е различен. Има краткотрайни (1-2 дни) - клетки на чревния епител и има такива, чийто живот съответства на живота на организма - клетките на скелетните мускулни влакна. Въз основа на гореизложеното следва, че основата на живота на всеки жив организъм се състои от клетки.

Функция на клетката

Всяка секунда в клетката има хиляди различни динамични процеси. Резултатът от тези процеси е да се осигури жизнената активност на клетъчната система и реализирането на специфични функции, които са присъщи само за определен тип клетка. Напредъкът на горепосочените процеси се осигурява от производството на енергия, която се образува при разграждането на хранителните вещества. Разграждането или образуването (синтеза) на веществата става с участието на специфични протеини, които най-активно влияят върху хода на тези химични процеси.

Какво представляват ензимите (ензимите)?

Както е отбелязано по-горе, хиляди различни динамични процеси се случват всяка секунда в клетката. От техническа гледна точка, за да се гарантира едновременното протичане на такъв голям брой различни процеси, са необходими няколко фактора - много висока температура, налягане и катализатори (мощни ускорители на химичните реакции). При хората първите два фактора отсъстват. Въпреки това, сложната система на човешкото тяло функционира. Той функционира поради какво? Благодарение на катализаторите. Ролята на катализаторите се извършва от ензими. Ензимите са специфични протеини, които драстично увеличават както степента на разграждане на хранителните вещества, така и синтеза на нови. Те играят ключова роля в регулирането на метаболизма. Всяка молекула на ензима има активно място, което осигурява каталитична активност. Въпреки това, в зависимост от вида на ензима, в молекулите може да има няколко такива активни центъра.

Ролята на ензимите в човешкото тяло

В някои части на всяка клетка има около хиляда различни ензими. Характерна особеност на всички ензими е, че всеки вид от тях изпълнява специфична функция, която е присъща само на една. Според функциите им ензимите в тялото се разделят на групи:

1. Храносмилателни - разградете хранителните компоненти в прости съединения, които се абсорбират от чревните стени, влизат в кръвния поток и продължават пътя си към клетките. Тези ензими се съдържат в храносмилателния тракт. Те живеят в слюнка, черва, панкреасни секрети.

2. Метаболитни - са отговорни за метаболитните процеси, протичащи вътре в клетката. Тези ензими се намират в клетката по ред. Те изпълняват различни процеси, които осигуряват жизнената активност на клетката. Редокс реакции, активиране на аминокиселини, трансфер на аминокиселинни остатъци и т.н. могат да се разглеждат като такива процеси. С разрушаването на клетъчните мембрани, такива ензими проникват в междуклетъчното пространство и кръвта, където продължават да развиват своята активност. Лабораторни методи за тяхното откриване в кръвни изследвания, в зависимост от вида на ензима, е възможно да се установи диагнозата, при която настъпват патологични промени на органите.

3. Защитни - премахване на възпаление като имунни агенти.

Химично, ензимите са протеинови молекули, които произвеждат живи клетки. Тези вещества, които се състоят от набор от аминокиселини, се наричат ​​прости ензими. В същото време съществуват вещества, които се състоят от набор от аминокиселини и различни вещества без протеинова природа. Веществата с не-протеинова природа включват витамини от група В, витамини от група В, витамин С, коензим Q-10 и много микроелементи. Такива съединения на протеини с малки не-протеинови молекули се наричат ​​коензими. Коензимите, за разлика от ензимите, не могат да се синтезират вътре в тялото, а се хранят с храна.

Според броя и последователността на аминокиселините в вериги с различна дължина съществуват видове ензими. Структурата на ензимите включва 20 вида аминокиселини. Осем вида аминокиселини в човешкото тяло не се синтезират, а се хранят с храна.

Взаимодействието на ензими с други вещества

При хората каталитичната функция на много ензими зависи от наличието на някои коензими, витамини, микроелементи. Отсъствието на тези вещества прави ензимите безсилни и в резултат на това могат постепенно да доведат до патологични промени. Повечето от витамините, както и микроелементите и коензимите навлизат в тялото отвън (с храна). Въпреки че е необходимо да се вземе предвид фактът, че не всички храни могат да съдържат тези вещества в неговия състав. Колкото по-висока е температурата на готвене, толкова по-трудно е за организма да използва хранителни вещества за синтеза на ензими, а витамините също умират в такава храна. Поради тази причина много специалисти по хранене съветват да не се пекат, а да се готвят или да варят храната.

За храносмилателните ензими, техните видове и функции

Храносмилателните ензими са протеинови вещества, които се произвеждат в стомашно-чревния тракт. Те осигуряват процеса на усвояване на храната и стимулират неговата абсорбция.

Ензимни функции

Основната функция на храносмилателните ензими е разграждането на сложни вещества в по-прости, които лесно се абсорбират в червата на човека.

Действието на протеиновите молекули е насочено към следните групи вещества:

• протеини и пептиди;
• олиго- и полизахариди;
• мазнини, липиди;
• нуклеотиди.

Видове ензими

1. Пепсин. Ензимът е вещество, което се произвежда в стомаха. Тя засяга протеиновите молекули в състава на храната, разлагайки ги на елементарни компоненти - аминокиселини.
2. Трипсин и химотрипсин. Тези вещества принадлежат към групата на панкреатичните ензими, които се произвеждат от панкреаса и се доставят в дванадесетопръстника. Тук те действат и върху протеиновите молекули.
3. Амилаза. Ензимът се отнася до вещества, които разграждат захари (въглехидрати). Амилазата се произвежда в устната кухина и в тънките черва. Разлага един от основните полизахариди - нишесте. Резултатът е малка въглехидратна - малтоза.
4. Малтаза. Ензимът засяга и въглехидратите. Специфичният му субстрат е малтозата. Разлага се на 2 глюкозни молекули, които се абсорбират от чревната стена.
5. Захарозо. Протеинът действа върху друг обичаен дизахарид, захароза, която се намира във всяка храна с високо съдържание на въглехидрати. Въглехидратите се разграждат на фруктоза и глюкоза, лесно се абсорбират от организма.
6. Лактаза. Специфичен ензим, който действа върху въглехидратите от млякото, е лактоза. Когато се разлага, се получават други продукти - глюкоза и галактоза.
7. Nuclease. Ензимите от тази група засягат нуклеиновите киселини - ДНК и РНК, които се съдържат в храната. След тяхното въздействие веществата се разделят на отделни компоненти - нуклеотиди.
8. Нуклео. Втората група ензими, действащи върху нуклеиновите киселини, се нарича нуклеотидаза. Те разлагат нуклеотидите, за да произвеждат по-малки компоненти - нуклеозиди.
9. Карбоксипептидаза. Ензимът действа върху малки протеинови молекули - пептиди. В резултат на този процес се получават отделни аминокиселини.
10. Липаза. Веществото разгражда мазнините и липидите, влизащи в храносмилателната система. Същевременно се образуват съставните им части - алкохол, глицерин и мастни киселини.

Липса на храносмилателни ензими

Недостатъчното производство на храносмилателни ензими е сериозен проблем, който изисква медицинска намеса. С малко количество ендогенни ензими храната не може нормално да се усвоява в червата на човека.

Ако веществата не се усвояват, те не могат да се абсорбират в червата. Храносмилателната система е способна да усвои само малки фрагменти от органични молекули. Големите компоненти, които съставляват храната, не могат да бъдат от полза за човека. В резултат на това организмът може да развие дефицит на определени вещества.

Липсата на въглехидрати или мазнини ще доведе до факта, че тялото ще загуби "горивото" за енергична дейност. Липсата на протеини лишава човешкото тяло от строителния материал, който е аминокиселина. В допълнение, нарушение на храносмилането води до промяна в естеството на изпражненията, което може да повлияе неблагоприятно на характера на чревната перисталтика.

причини

• възпалителни процеси в червата и стомаха;
• нарушения в храненето (преяждане, недостатъчна топлинна обработка);
• метаболитни заболявания;
• панкреатит и други заболявания на панкреаса;
• увреждане на черния дроб и жлъчните пътища;
• вродени аномалии на ензимната система;
• следоперативни ефекти (липса на ензими, дължащи се на отстраняване на част от храносмилателната система);
• лекарствени ефекти върху стомаха и червата;
• бременност;
• дисбиоза.

симптоми

• тежест или болка в корема;
• метеоризъм, подуване на корема;
• гадене и повръщане;
• усещане за кипене в стомаха;
• диария, промяна в изпражненията;
• киселини в стомаха;
• оригване.

Продължителното запазване на храносмилателната недостатъчност е придружено от появата на общи симптоми, свързани с намален прием на хранителни вещества в организма. Тази група включва следните клинични прояви:

• обща слабост;
• намалена производителност;
• главоболие;
• нарушения на съня;
• раздразнителност;
• при тежки случаи симптомите на анемия се дължат на недостатъчно усвояване на желязото.

Излишните храносмилателни ензими

Излишък от храносмилателни ензими най-често се наблюдава при заболяване като панкреатит. Състоянието е свързано с хиперпродукция на тези вещества чрез панкреатични клетки и нарушение на екскрецията им в червата. Във връзка с това се развива активното възпаление в тъканта на органа, причинено от действието на ензимите.

Признаци на панкреатит могат да бъдат:

• тежка коремна болка;
• гадене;
• подуване;
• нарушение на естеството на председателя.

Често се развива общото влошаване на състоянието на пациента. Обща слабост, раздразнителност, намаляване на телесното тегло, нарушен нормален сън.

Как да се идентифицират нарушения в синтеза на храносмилателни ензими?

1. Изследването на изпражненията. Откриването на неразградени остатъци от храната в изпражненията показва нарушение на активността на ензимната система на червата. В зависимост от естеството на промените може да се предположи, че има дефицит на ензима.
2. Биохимичен анализ на кръвта. Проучването позволява да се оцени състоянието на метаболизма на пациента, което зависи пряко от активността на храносмилането.
3. Изследването на стомашния сок. Методът позволява да се оцени съдържанието на ензими в кухината на стомаха, което показва активността на храносмилането.
4. Изследване на панкреатични ензими. Анализът дава възможност да се проучи подробно количеството на секретния орган, така че да се определи причината за нарушенията.
5. Генетични изследвания. Някои ферментопатии могат да бъдат наследствени. Те се диагностицират чрез анализ на човешка ДНК, в която се откриват гени, съответстващи на конкретно заболяване.

Основните принципи на лечението на ензимните нарушения

Промените в производството на храносмилателни ензими са причина за търсене на лекарска помощ. След цялостен преглед лекарят ще определи причината за появата на заболяването и ще предпише подходящо лечение. Не се препоръчва самостоятелно да се борите с патологията.

Важен компонент на лечението е правилното хранене. На пациента се възлага подходяща диета, която има за цел да улесни храносмилането. Необходимо е да се избягва преяждането, тъй като то провокира чревни нарушения. На пациентите се предписва медикаментозна терапия, включително субституираща терапия с ензимни препарати.

Специфични средства и техните дози се избират от лекар.

Списък на ензими за подобряване на храносмилането и тяхното приемане

Храносмилателните ензими са биологично активни вещества, чиято основна цел е да помогнат в храносмилането. Те са в състояние да взаимодействат със структурите на протеини, мазнини и въглехидрати, като ги разделят на съединения, достъпни за усвояване. В човешкото тяло, те се произвеждат на почти всички етапи на храносмилането, но понякога те не са достатъчни и се изисква допълнителна подкрепа отвън като лекарства.

Видове ензими

Има няколко вида храносмилателни ензими, всеки от които е в състояние да разгради определено съединение:

• Алфа-амилаза или пталин. Той се произвежда от слюнчените жлези и започва да разгражда сложни въглехидратни съединения (скорбяла), които вече са в устната кухина, до по-прости (декстроза, захароза, малтоза).
• Пепсин. Ензим, който се произвежда от "главните" клетки на стомаха. В състава на стомашния сок разделя протеиновите съединения на пептидите под въздействието на стомашния сок.
• Трипсин. Ензимът, подобен по функция на пепсина, но произвеждан от клетки на панкреаса, също разгражда протеиновите съединения в отделни пептиди, които са достъпни за абсорбция.
• Химотрипсина. Трипсинов аналог, също произвеждан от панкреаса.
• Еластазната. Произвежда се от панкреаса. Единственият ензим, способен да разцепва еластин, е протеин, който се намира в месната храна. Не се разпада в хода на хранене, може да бъде диагностичен маркер за ензимна панкреатична недостатъчност.
• Амилаза. Синтезирано от панкреаса, продължава да разгражда въглехидратите, които не могат да се справят с алфа-амилазата.
• Липаза. Основният ензим, способен да разгражда мазнините, се секретира от панкреаса. Разрушава триглицеридите до по-висши мастни киселини и глицерол.
• Аланин аминопептидаза и ентеропептидаза. Ензимите произвеждат и действат в тънките черва, като продължават разграждането на хранителните протеини.
• Сукраза, малтаза и лактаза. Ентерични ензими, които ви позволяват да разграждате сложни въглехидрати.
• Чревна липаза. Продължава да се смила мазнините, се произвежда в тънките черва.
• Хемицелулазните. Той се секретира от чревната микрофлора и допринася за разграждането на сложни въглехидратни съединения, по-специално целулоза.

Списък на ензимните препарати

Ензимните препарати също се разделят на групи, в зависимост от основната активна съставка и състава на препарата:

1. Панкреатин-съдържащи лекарства: панкреатин, мезим-форте, Penzital, Pangrol, Creon и др.
2. Комплексни ензимни препарати. Освен панкреатин, те съдържат жлъчка, хемицелулаза, панкран, ензистал и други.
3. Липолитични комбинирани лекарства: Somilaz, Solizim и др.

панкреатин

Популярно, достъпно лекарство. Основната цел - разграждането на протеинови храни. Показания за употреба са:

• да се оптимизира храносмилането с грешки в диетата (преяждане, диария, неинфекциозен характер и др.);
• преди ендоскопски изследвания;
• изразено подуване на корема;
• панкреатична недостатъчност (различни панкреатити, кистозна фиброза и т.н.);
• разстройство на функционалните нарушения в детството;
• радиация по време на лъчетерапия или в контакт с радиоактивни вещества;
• хронични възпалителни заболявания на горната част на стомашно-чревния тракт (холецистит, гастрит, гастроезофагеална рефлуксна болест, пептична язва и др.).

mezim

Освен панкреатин, препаратът включва ензими и липаза. Той действа по-нежно от панкреатина, дори на децата е разрешено да го използват. Лекарството Mezim-forte 10000 е подобно на панкреатин.

Показанията за употреба са почти същите като за панкреатин. Става дума не за медицински, а за профилактични лекарства, предназначени за превенция и превенция на по-нататъшно влошаване на състоянието при такива заболявания като: хроничен панкреатит, гастродуоденит, холецистит. Основната цел на приложението е преяждане и функционални храносмилателни нарушения.

Penzinal

Лекарството е аналог на панкреатин, но съдържа в състава си повече активни ензими. Препоръчва се за лечение на остри състояния:

• остър панкреатит и панкреанекроза;
• състояние след отстраняване на жлъчния мехур;
• състояние след резекция на стомаха, червата;
• период на обезводняване, който продължи дълго време и т.н.

След стабилизиране на процесите се препоръчва преминаването към по-слаби ензимни препарати (панкреатин, мезим).

Mikrazim

Разтвор на капсулно лекарство на чревно ниво. Стомашният сок няма ефект върху капсулата и преминава през дванадесетопръстника, където активните вещества се освобождават под действието на чревен сок.

• панкреатична недостатъчност;
• състояние след отстраняване на жлъчния мехур, резекция на стомаха и част от червата;
• кистозна фиброза;
• тумори на горния стомашно-чревен тракт;
• нарушения на евакуацията и насърчаване на чревното съдържание (чревна пареза, частична и пълна чревна обструкция) и др.

Креон

Лекарството, основното предимство на което е капсула, способна на частично освобождаване на ензими. Капсулата се разтваря в стомаха, микрогранулите имат ентерично покритие, следователно, непроменени, влизат в червата, където лекарството започва своята работа, придвижвайки се по-нататък заедно с химуса.

• кистозна фиброза, най-доброто решение в детска възраст;
• панкреатична некроза;
• отстраняване на част от панкреаса с тежък ензимен дефицит;
• онкопатология на стомашно-чревния тракт;
• Schwachman Diamond болест и други.

Somilaza

Препаратът съдържа два ензима: липолитичен солизим и алфа-амилаза. Всички компоненти са получени от растения. Лекарството се показва само в нарушение на панкреаса, свързан с недостиг на липолиза. Може да се използва в нарушение на диетата и прекомерната консумация на мазни храни, за да се опрости храносмилането.

Често причинява алергични реакции поради наличието на растителни съставки. За разлика от предишните продукти, които се приемат с храна, лекарството трябва да се консумира след хранене.

enzistal

Комбинираният препарат, като част съдържа компоненти на жлъчката, благодарение на което повишава активността на собствените ензими. Намерени основната употреба за хроничен холецистит, холелитиаза, хепатит, холангит и след отстраняване на жлъчния мехур - с липса на храносмилане и дефицит на жлъчката.

Приема се след хранене. Може да причини гадене и дори повръщане, подлежащо на предозиране на лекарството.

Кога се предписват ензими?

Ензимите на панкреаса са далеч от безвредни лекарства. Назначаването им трябва да се контролира от общопрактикуващи лекари или гастроентеролози. Основните указания, за които е необходимо тяхното предназначение:

• панкреатична недостатъчност поради възпалителни заболявания с различна етиология (автоимунни, алкохолни, панкреатична некроза, след диетични нарушения и др.), онкологични процеси и резекция на жлезата;
• възпалителни заболявания на лигавицата на стомаха и червата за подобряване на храносмилането и улесняване на абсорбцията;
• при жлъчна недостатъчност при възпалителни заболявания на черния дроб, в каналите му, жлъчния мехур, както и след операции за отстраняване на резекцията на пикочния мехур и черния дроб;
• еднократна или краткотрайна употреба за функционални нарушения на храносмилателната система (след диетични нарушения, хлабави изпражнения, киселини, гадене) и преяждане.

Противопоказания

Ензимите имат свои собствени противопоказания, особено в присъствието на растителни или животински съставки: t

• алергични реакции към компонентите на продукта;
• подагра, тъй като лекарствата могат допълнително да увеличат съдържанието на соли на пикочна киселина, това състояние се нарича хиперурикурия;
• "Мързелив" синдром на панкреаса - когато няма доказателства и лекарството се приема редовно, жлезата престава да произвежда сами ензими и когато ензимната терапия бъде спряна, се развива синдромът на отнемане.

Оправдан ли е ензимният прием или може да бъде избегнат?

Ензимните препарати трябва да се предписват стриктно според показанията. Прекомерният ентусиазъм за лекарства от тази фармакологична група води до значително намаляване на функцията на самия панкреас и дори понякога до атрофия на стомашната лигавица и клетки, секретиращи ензими за тяхната безполезност.

В случай на тежко състояние на пациента, в случай на недостатъчност на храносмилането и слаба абсорбция е необходима заместителна терапия. При недостатъчно храносмилане не само може да се развие кахексия с нормален апетит и добро хранене, но и значителни недостатъци на витамините.

В зависимост от патологията лекарят изчислява дозата и показва продължителността на лечението. Понякога след продължителна употреба се препоръчва лекарството постепенно да се преустанови в продължение на няколко дни или седмици. Панкреасът се активира, за да работи в стандартен режим след разтоварване.

Основни препоръки за подобряване на ензимната активност

Основни препоръки за добро и правилно храносмилане:

• Правилното хранене. Тази концепция включва не само диетични продукти, но и рационален режим (ядене при строго регулирано време, поне три пъти на ден, на равни части).
• Преместване на начин на живот. Спортът подобрява чревната подвижност, повишава тонуса на жлъчните пътища и панкреасните канали, като подобрява евакуацията на тайната.
• Увеличете консумацията на чиста вода до 2-2,5 литра. Той насърчава по-доброто разтваряне на съединенията и улеснява абсорбцията, омекотява химуса и улеснява движението му през чревната тръба.
• Дъвчете храната бавно. В древна Япония самураите дъвчеха част от ориза, изчислявайки 40 дъвчащи движения. Добре механично обработената храна е по-лесна за усвояване, ензимите в слюнката успяват да разрушат повече съединения, което улеснява по-нататъшната работа.

Ензими на храносмилателната система

Дефиниция на концепцията

Ензимите (синоним: ензими) на храносмилателната система са белтъчни катализатори, които се произвеждат от храносмилателните жлези и разграждат хранителните вещества в прости компоненти по време на храносмилателния процес.

Ензимите (латински), те са ензими (гръцки), разделени на 6 основни класа.

Ензимите, които работят в организма, могат да бъдат разделени на няколко групи:

1. Метаболитни ензими - катализират почти всички биохимични реакции в организма на клетъчно ниво. Техният набор е специфичен за всеки тип клетка. Двата най-важни метаболитни ензима са: 1) супероксиддисмутаза (супероксиддисмутаза, SOD), 2) каталаза (каталаза). С uperoxide dismutase предпазва клетките от окисление. Каталазата разлага водороден пероксид, който е опасен за организма, който се образува в процеса на метаболизма, в кислород и вода.

2. Храносмилателни ензими - катализират разграждането на сложните хранителни вещества (протеини, мазнини, въглехидрати, нуклеинови киселини) в по-прости компоненти. Тези ензими се произвеждат и действат в храносмилателната система на организма.

3. Хранителни ензими - поглъщат се с храна. Любопитно е, че някои хранителни продукти осигуряват в процеса на производството им етапа на ферментация, през който те са наситени с активни ензими. Микробиологичната обработка на хранителните продукти също ги обогатява с ензими с микробен произход. Разбира се, наличието на готови допълнителни ензими улеснява усвояването на такива продукти в стомашно-чревния тракт.

4. Фармакологични ензими - се въвеждат в организма под формата на лекарства за терапевтични или профилактични цели. Храносмилателните ензими са едни от най-често използваните в гастроентерологичните групи лекарства. Основното показание за употребата на ензимни агенти е състоянието на нарушено храносмилане и абсорбция на хранителни вещества - синдром на малдагезия / малабсорбция. Този синдром има сложна патогенеза и може да се развие под въздействието на различни процеси на нивото на секреция на отделните храносмилателни жлези, интралуминално храносмилане в стомашно-чревния тракт (GIT) или абсорбция. Най-честите причини за храносмилането и абсорбционните нарушения в практиката на гастроентеролог са хроничен гастрит с намалена киселинно-формираща функция на стомаха, пост-стомашно-резекционни нарушения, холелитиаза и жлъчна дискинезия, екзокринна панкреатична недостатъчност. В момента световната фармацевтична индустрия произвежда голям брой ензимни препарати, които се различават едно от друго както по дозата на храносмилателните ензими, съдържащи се в тях, така и в различните добавки. Ензимните препарати се предлагат в различни форми - под формата на таблетки, прах или капсули. Всички ензимни препарати могат да бъдат разделени на три големи групи: таблетни препарати, съдържащи панкреатин или храносмилателни ензими от растителен произход; лекарства, които включват, в допълнение към панкреатин, компоненти на жлъчката, и лекарства, произведени под формата на капсули, съдържащи ентерично покрити микрогранули. Понякога съставът на ензимните препарати включва адсорбенти (симетикон или диметикон), които намаляват тежестта на газове.

ензими

Ензимите са специален вид протеини, които по природа играят ролята на катализатори на различни химически процеси.

Този термин се чува постоянно, но не всеки разбира какво представлява ензим или ензим, какви функции изпълнява това вещество, както и как се различават ензимите от ензимите и дали те се различават изобщо. Всичко това сега и разберете.

Без тези вещества нито хората, нито животните могат да усвоят храната. И за първи път човечеството прибягна до използването на ензими в ежедневието преди повече от 5 хиляди години, когато нашите предци са се научили да съхраняват мляко в „ястия“ от животинските стомаси. При такива условия, под влиянието на сирище, млякото се превръща в сирене. И това е само един пример за това как ензимът действа като катализатор, който ускорява биологичните процеси. Днес ензимите са незаменими в промишлеността, те са важни за производството на захар, маргарини, кисели млека, бира, кожа, текстил, алкохол и дори бетон. Тези полезни вещества присъстват и в детергентите и праховете за пране - те помагат за отстраняване на петна при ниски температури.

История на откриването

Ензимът се превежда от гръцки означава "закваска". А откриването на тази субстанция от човечеството се дължи на холандеца Ян Баптиста Ван Хелмонт, който е живял през 16 век. По едно време той много се е интересувал от алкохолна ферментация и в хода на изследванията си е открил неизвестно вещество, което ускорява този процес. Холандецът го нарича fermentum, което означава „ферментация“. Тогава, почти три века по-късно, французинът Луи Пастьор, който също наблюдаваше процесите на ферментация, стигна до заключението, че ензимите не са нищо повече от вещества от живата клетка. След известно време немският Едуард Бюхнер добил ензима от дрожди и установил, че това вещество не е жив организъм. Той също му даде името си - "zimaza". Няколко години по-късно, друг германец, Willy Kühne, предложи всички протеинови катализатори да бъдат разделени на две групи: ензими и ензими. Освен това той предлага да се нарече втори термин „квас“, чиито действия се разпространяват извън живите организми. И само 1897 г. сложи край на всички научни спорове: решено е да се използват и двата термина (ензим и ензим) като абсолютни синоними.

Структура: верига от хиляди аминокиселини

Всички ензими са протеини, но не всички протеини са ензими. Подобно на други протеини, ензимите са съставени от аминокиселини. Интересното е, че създаването на всеки ензим преминава от сто до един милион аминокиселини, нанизани като перли на връв. Но тази нишка никога не е дори - обикновено извита стотици пъти. По този начин за всеки ензим се създава триизмерна уникална структура. Междувременно, ензимната молекула е сравнително голяма формация и само малка част от нейната структура, така нареченият активен център, участва в биохимичните реакции.

Всяка аминокиселина е свързана с друг специфичен вид химична връзка и всеки ензим има своя уникална аминокиселинна последователност. За създаването на повечето от тях се използват около 20 вида аминови вещества. Дори незначителни промени в последователността на аминокиселините могат драстично да променят външния вид и "талантите" на ензима.

Биохимични свойства

Въпреки че с участието на ензими в природата има огромен брой реакции, но всички те могат да бъдат групирани в 6 категории. Съответно, всяка от тези шест реакции протича под въздействието на определен вид ензим.

Ензимни реакции:

1. Окисляване и редукция.

Ензимите, участващи в тези реакции, се наричат ​​оксидоредуктази. Като пример можем да си припомним как алкохолните дехидрогенази превръщат първичните алкохоли в алдехид.

Ензимите, които предизвикват тези реакции, се наричат ​​трансферази. Те имат способността да преместват функционални групи от една молекула в друга. Това се случва например, когато аланин аминотрансферазата движи алфа-амино групи между аланин и аспартат. Също така, трансферазът премества фосфатни групи между АТР и други съединения, а дизахариди се създават от глюкозни остатъци.

Хидролазите, участващи в реакцията, са способни да разрушат единични връзки чрез добавяне на елементи от водата.

1. Създайте или изтрийте двойна връзка.

Този вид нехидролитична реакция протича с участието на лиаза.

1. Изомеризация на функционални групи.

При много химични реакции позицията на функционалната група варира в рамките на молекулата, но самата молекула се състои от същия брой и вид атоми, които са били преди началото на реакцията. С други думи, субстратът и реакционният продукт са изомери. Този тип трансформация е възможна под влияние на изомеразните ензими.

1. Образуването на единична връзка с елиминирането на елемента вода.

Хидролазите разрушават връзката чрез добавяне на вода към молекулата. Лиазите извършват обратна реакция, като отстраняват водната част от функционалните групи. По този начин се създава проста връзка.

Как работят в тялото?

Ензимите ускоряват почти всички химични реакции в клетките. Те са жизненоважни за хората, улесняват храносмилането и ускоряват метаболизма.

Някои от тези вещества помагат да се прекъснат твърде големи молекули на по-малки „парчета“, които тялото може да усвои. Други се свързват с по-малки молекули. Но научните термини са силно селективни. Това означава, че всяко от тези вещества може само да ускори специфична реакция. Молекулите, с които ензимите "работят", се наричат ​​субстрати. Субстратите от своя страна създават връзка с част от ензима, наречена активен център.

Съществуват два принципа, обясняващи спецификата на взаимодействието на ензими и субстрати. В така наречения модел ключ-заключване, активният център на ензима заема мястото на строго определена конфигурация. Според друг модел, както участниците в реакцията, така и активният център и субстратът, сменят формите си, за да се свържат.

Независимо от принципа на взаимодействие, резултатът винаги е един и същ - реакцията под въздействието на ензима протича многократно по-бързо. В резултат на това взаимодействие се раждат нови молекули, които след това се отделят от ензима. Веществото-катализатор продължава да върши своята работа, но с участието на други частици.

Хипер- и хипоактивност

Има случаи, когато ензимите изпълняват функциите си с неправилна интензивност. Прекомерната активност причинява прекомерно образуване на реакционния продукт и недостиг на субстрат. Резултатът е влошаване на здравето и тежко заболяване. Причината за хиперактивността на ензима може да бъде както генетично нарушение, така и излишък на витамини или микроелементи, използвани в реакцията.

Хипоактивността на ензимите може дори да причини смърт, когато например ензимите не отстраняват токсините от тялото или се наблюдава дефицит на АТФ. Причината за това състояние може да бъде и мутирали гени или, обратно, хиповитаминоза и дефицит на други хранителни вещества. Освен това ниската телесна температура също забавя функционирането на ензимите.

Катализатор и не само

Днес често можете да чуете за ползите от ензимите. Но какви са тези вещества, от които зависи работата на нашето тяло?

Ензимите са биологични молекули, чийто жизнен цикъл не се определя от рамката от раждането и смъртта. Те просто работят в тялото, докато се разтворят. По правило това става под влияние на други ензими.

В процеса на биохимичните реакции те не стават част от крайния продукт. Когато реакцията приключи, ензимът напуска субстрата. След това веществото е готово да се върне на работа, но на различна молекула. И така продължава дотогава, докато тялото се нуждае.

Уникалността на ензимите е, че всеки от тях изпълнява само една функция, възложена му. Биологичната реакция се проявява само когато ензимът намира подходящия субстрат за него. Това взаимодействие може да се сравни с принципа на действие на ключа и ключалката - само правилно избраните елементи ще могат да „работят заедно”. Друга особеност: те могат да работят при ниски температури и умерено рН, а като катализатори са по-стабилни от всички други химикали.

Ензимите като катализатори ускоряват метаболитните процеси и други реакции.

По правило тези процеси се състоят от определени етапи, всяка от които изисква работа на определен ензим. Без това цикълът на преобразуване или ускорение не може да завърши.

Може би най-известната от всички функции на ензимите е ролята на катализатор. Това означава, че ензимите комбинират химикали по такъв начин, че да намалят енергийните разходи, необходими за по-бързото формиране на продукта. Без тези вещества химическите реакции биха продължили стотици пъти по-бавно. Но ензимните способности не са изчерпани. Всички живи организми съдържат енергията, от която се нуждаят, за да продължат да живеят. Аденозин трифосфат, или АТФ, е вид заредена батерия, която доставя клетки с енергия. Но функционирането на АТФ е невъзможно без ензими. А основният ензим, който произвежда АТФ, е синтаза. За всяка молекула глюкоза, която се трансформира в енергия, синтетазата произвежда около 32-34 АТР молекули.

В допълнение, активно се използват ензими (липаза, амилаза, протеаза) в медицината. По-специално, те служат като компонент на ензимни препарати като „Фестал“, „Мезим“, „Панзинорм“ и „Панкреатин“, които се използват за лечение на нарушено храносмилане. Но някои ензими също могат да повлияят на кръвоносната система (разтварят кръвни съсиреци), ускоряват зарастването на гнойни рани. И дори при противоракови терапии се прибягва и до използване на ензими.

Фактори, определящи активността на ензимите

Тъй като ензимът може да ускори реакцията многократно, неговата активност се определя от така наречения брой обороти. Този термин се отнася до броя на субстратните молекули (реагент), които 1 ензимна молекула може да трансформира за 1 минута. Въпреки това, съществуват няколко фактора, които определят скоростта на реакцията:

Увеличаването на концентрацията на субстрата води до ускоряване на реакцията. Колкото повече молекули на активното вещество са, толкова по-бързо протича реакцията, тъй като участват повече активни центрове. Обаче, ускорението е възможно само докато се активират всички ензимни молекули. След това дори увеличаването на концентрацията на субстрата няма да ускори реакцията.

Обикновено повишаването на температурата води до по-бързи реакции. Това правило работи за повечето ензимни реакции, но само докато температурата се повиши над 40 градуса по Целзий. След този знак скоростта на реакцията, напротив, започва рязко да намалява. Ако температурата падне под критичната точка, скоростта на ензимните реакции ще се повиши отново. Ако температурата продължава да се повишава, ковалентните връзки се разрушават и каталитичната активност на ензима се губи завинаги.

Скоростта на ензимните реакции също се влияе от рН. За всеки ензим съществува свое оптимално ниво на киселинност, при което реакцията е най-подходяща. Промените в рН влияят на активността на ензима и следователно на скоростта на реакцията. Ако промените са твърде големи, субстратът губи способността си да се свързва с активната сърцевина и ензимът вече не може да катализира реакцията. С възстановяването на необходимото ниво на рН, активността на ензима също се възстановява.

Ензими за храносмилането

Ензимите в човешкото тяло могат да бъдат разделени на 2 групи:

Метаболитна "работа" за неутрализиране на токсични вещества, както и допринасяне за производството на енергия и протеини. И, разбира се, ускоряване на биохимичните процеси в организма.

От името, което е отговорно за храносмилането, е ясно. Но и тук действа принципът на селективността: определен вид ензим засяга само един вид храна. Ето защо, за да се подобри храносмилането, можете да прибегнете до малко измама. Ако тялото не усвоява нищо от храната, тогава е необходимо да се допълни диетата с продукт, съдържащ ензим, който е способен да разгради трудно усвоимата храна.

Хранителните ензими са катализатори, които разграждат храната до състояние, при което тялото може да абсорбира от тях хранителни вещества. Храносмилателните ензими са от няколко вида. В човешкото тяло различни типове ензими се съдържат в различни части на храносмилателния тракт.

На този етап храната се влияе от алфа-амилаза. Той разгражда въглехидрати, нишестета и глюкозата в картофи, плодове, зеленчуци и други храни.

Тук пепсин разцепва белтъците до състояние на пептиди, а желатиназа - желатин и колаген, съдържащи се в месото.

На този етап "работа":

• трипсинът е отговорен за разграждането на протеините;
• алфа химотрипсин - спомага за усвояването на протеини;
• еластаза - разгражда някои видове протеини;
• нуклеази - спомагат за разграждането на нуклеиновите киселини;
• стеапсин - насърчава абсорбцията на мастни храни;
• амилаза - отговаря за абсорбцията на нишестето;
• липаза - разгражда мазнини (липиди), съдържащи се в млечни продукти, ядки, масла и месо.

Над храна частици "conjure":

• пептидази - разцепват пептидните съединения до нивото на аминокиселини;
• захараза - спомага за усвояването на сложни захари и нишесте;
• малтаза - разгражда дизахаридите до състояние на монозахариди (малцова захар);
• лактаза - разгражда лактозата (глюкоза, съдържаща се в млечните продукти);
• липаза - насърчава усвояването на триглицериди, мастни киселини;
• Ерепсин - засяга протеини;
• изомалтаза - "работи" с малтоза и изомалтоза.

Тук функциите на ензимите са:

• Е. coli - отговаря за усвояването на лактоза;
• лактобацили - засягат лактозата и някои други въглехидрати.

В допълнение към тези ензими има и:

• диастаза - смилане на растителна скорбяла;
• инвертаза - разгражда захарозата (таблична захар);
• глюкоамилаза - превръща нишестето в глюкоза;
• Алфа-галактозидаза - подпомага храносмилането на боб, семена, соеви продукти, кореноплодни и листни;
• Бромелаин, ензим, получен от ананаси, насърчава разграждането на различни видове протеини, е ефективен при различни нива на киселинност, има противовъзпалителни свойства;
• Папаинът, ензим, изолиран от сурова папая, спомага за разграждането на малки и големи протеини и е ефективен при широк спектър от субстрати и киселинност.
• целулаза - разгражда целулозата, растителните влакна (не се срещат в човешкото тяло);
• ендопротеаза - разцепва пептидните връзки;
• екстракт от говежди жлеза - ензим от животински произход, стимулира чревната подвижност;
• Панкреатин - ензим от животински произход, ускорява усвояването на мазнини и протеини;
• Панкрелипаза - животински ензим, който насърчава абсорбцията на протеини, въглехидрати и липиди;
• пектиназа - разгражда полизахаридите, открити в плодовете;
• фитаза - насърчава абсорбцията на фитинова киселина, калций, цинк, мед, манган и други минерали;
• ксиланаза - разгражда глюкозата от зърнени култури.

Катализатори в продукти

Ензимите са критични за здравето, защото те помагат на тялото да разгради хранителните компоненти до състояние, подходящо за използване на хранителни вещества. Червата и панкреасът произвеждат широк спектър от ензими. Но освен това, много от техните полезни вещества, които насърчават храносмилането, се намират и в някои храни.

Ферментираните храни са почти идеалният източник на полезни бактерии, необходими за правилното храносмилане. И в момент, когато фармацията пробиотици "работят" само в горната част на храносмилателната система и често не достигат до червата, ефектът на ензимните продукти се усеща в стомашно-чревния тракт.

Например, кайсии съдържат смес от полезни ензими, включително инвертаза, която е отговорна за разграждането на глюкозата и допринася за бързото освобождаване на енергия.

Естествен източник на липаза (допринася за по-бързото усвояване на липидите) може да служи като авокадо. В организма, това вещество произвежда панкреаса. Но за да улесни живота на този организъм, можете да се поглезите със салата от авокадо - вкусна и здравословна.

Освен факта, че един банан е може би най-известният източник на калий, той доставя амилаза и малтаза на тялото. Амилазата се намира и в хляб, картофи, зърнени храни. Maltase допринася за разделянето на малтозата, така наречената малцова захар, която е представена в изобилие в бирата и царевичния сироп.

Друг екзотичен плод - ананас съдържа цял набор от ензими, включително бромелаин. И той, според някои изследвания, също има противоракови и противовъзпалителни свойства.

Екстремофили и промишленост

Екстремофилите са вещества, които могат да поддържат препитанието си в екстремни условия.

Живите организми, както и ензимите, които им позволяват да функционират, са открити в гейзерите, където температурата е близка до точката на кипене и дълбоко в леда, както и в условия на екстремна соленост (Долината на смъртта в САЩ). Освен това учените са открили ензими, за които нивото на рН, както се оказа, също не е основно изискване за ефективна работа. Изследователите са особено заинтересовани от екстремофилните ензими като вещества, които могат да бъдат широко използвани в промишлеността. Въпреки че днес ензимите вече са намерили своето приложение в бранша като биологично и екологично чиста субстанция. Ензимите се използват в хранително-вкусовата промишленост, козметологията и битовата химия.

Освен това „услугите“ на ензимите в такива случаи са по-евтини от синтетичните аналози. Освен това, естествените вещества са биоразградими, което прави използването им безопасно за околната среда. В природата има микроорганизми, които могат да разграждат ензимите в отделни аминокиселини, които след това стават компоненти на нова биологична верига. Но това, както се казва, е съвсем различна история.

Какво представляват храносмилателните ензими?

В храносмилателния процес започва в устата и завършва в дебелото черво. Тя е разделена на две части. Това е механична и химична обработка на входящата храна. Механичната обработка се извършва в устната кухина чрез смилане и смилане.

В стомаха и червата, механичното лечение се състои от периодично смесване чрез перисталтика на мускулния слой. Химичната обработка на храната започва в устната кухина с помощта на слюнка, която разгражда някои от въглехидратите и обогатява храни с определени витамини. След като влезе в стомашната кухина, храната се обработва с концентрирана солна киселина. Това вещество дезинфекцира погълнатите вещества и допринася за по-бързото им разделяне. След това влизат в действие храносмилателните ензими, които се произвеждат в достатъчни количества от панкреаса и други органи на стомашно-чревния тракт.

Ензими на храносмилателните жлези

Стомашно-чревният тракт е структуриран по такъв начин, че ви позволява да създадете оптимални условия за храносмилането и усвояването на хранителните вещества. Храносмилателните ензими се отделят от жлезите, които се намират в лигавицата на стомашно-чревния тракт и могат да се движат в червата от външни органи и жлези, като черния дроб, слюнчените жлези и панкреаса.

Почти цялата чревна повърхност е облицована със секреторни клетки, които секретират слуз за защита на по-дълбоките слоеве, витамини и много храносмилателни ензими, слузта се секретира в целия тракт и няма ензимна активност. Основната роля на това вещество е лубрикант, който улеснява движението на храната през червата. В допълнение, слуз защитава чревната лигавица от химически процеси на храносмилане. Като цяло храносмилателните сокове (ензими и слуз), отделяни от целия стомашно-чревен тракт, съставляват от 6 до 7 литра на ден.

Съществуват различни фактори, които стимулират и инхибират секрецията на храносмилателни ензими, включително използването на определени видове храна, хормони и нарушена активност на инерция. Всяко заболяване, което засяга производството, секрецията и действието на тези ензими, може да доведе до редица проблеми с храносмилането.

Списък на храносмилателните ензими в човешкото тяло

Както бе споменато по-горе, храносмилателните ензими се секретират в хода на стомашно-чревния тракт. Нека се опитаме да ги класифицираме по място на производство и пускане.

Храносмилателните ензими на устната кухина се произвеждат от слюнчените жлези и включват:

• Ptyalin, съдържащ алфа-амилаза;
• лизозим;
• антибактериални ензими.

В устната кухина около 1 литър течности се екскретират на ден за процесите на храносмилане. В хранопровода се секретира само слуз, без ензими и биологично активни вещества.

Много по-храносмилателни ензими се отделят от жлезите, разположени в кухината на стомаха. Те включват:

• солна киселина (НС1), секретирана от париетални клетки;
• pepsinogen;
• вътрешен фактор;
• слуз.

Обемът на физиологичните течности, произвеждани от стомаха, е 1,5 литра на ден за възрастен. Хранителните ензими при деца се освобождават в много по-малки количества.

Най-многобройната група са панкреатичните ензими:

• трипсин
• химотрипсин;
• карбокси полипептидаза;
• амилаза;
• липаза;
• холестерол естераза.

Течността, секретирана от панкреаса, също съдържа бикарбонати, които деактивират действието на солна киселина. Общият дневен обем на флуида е 1 литър.

Черният дроб произвежда жлъчка, която сама по себе си не носи функционален храносмилателен товар. Основното въздействие - разделянето на мазнини и почистване на чревната повърхност на мастните киселини.

В тънките черва се извършват всички основни химични процеси на храносмилането. Тук мазнините, протеините и въглехидратите се разделят на прости химически съединения, които освен това се използват от нашето тяло за изграждане на нови клетки. Съответно, това изисква огромно количество помощни храносмилателни ензими. Сред тях си струва да се отбележи:

В дебелото черво се секретира само слуз, която улеснява акта на дефекация и евакуацията на изпражненията от ректума.