Enzimele- functii si roluri

Cum funcţionează enzimele?

Majoritatea enzimelor funcţionează prin „dislocarea”  două elemente,  aşa cum am văzut in subcapitolul destinat explicaţiilor de natură biochimică.  De exemplu,  dacă consumăm un aliment,  enzimele digestive vor fi cele care vor descompune alimentul in cele mai mici părţi componente ale sale,  in amino-acizi,  mono- şi dizaharide,  esteri etc.  Dantura face numai un sfert din treabă.  Enzimele din tractul digestiv sunt cele care desfac legăturile dintre diverşii compuşi ai alimentului consumat.  Doar un procent mic de enzime (3-5 %) sintetizează in loc să disloce.  Cele care sintetizează sunt enzime anabolice,  iar cele care dislocă – enzime catabolice.  

Există câte o enzimă specializată in dislocarea fiecărui element care a compus masa noastră de seară.  De ce este nevoie de atâtea enzime? Deoarece,  cu foarte puţine excepţii,  fiecare enzimă este dedicată acţionării asupra unei anumite substanţe,  şi aceasta intr-un mod particular.  Enzimele sunt foarte specializate.

Cât de repede acţionează enzimele?

Fiecare enzimă acţionează in condiţii unice şi are viteza proprie.  Ele sunt,  in orice caz,  foarte rapide.  Putem să avem o imagine clară asupra vitezei de acţiune a enzimelor dacă ne gândim că cea mai „înceată” enzimă,  lizozima,  acţionează asupra bacteriilor şi substanţelor intr-un ritm de 30 de molecule pe minut.  Aceasta ar însemna câte un substrat molecular (subdiviziuni moleculare) la fiecare două secunde!

Cât despre cea mai rapidă moleculă cunoscută,  aceasta este,  fără îndoială,  carboanhidraza,  care procesează 36 de milioane de substraturi moleculare intr-un minut!

Viteza enzimelor este condiţionată de mediul ei ambiant.  Totul poate fi asemănat condiţiilor de lucru dintr-o fabrică.  Dacă un muncitor beneficiază de condiţii de lucru plăcute,  el va putea acţiona la maximum de capacităţi de care dispune in mod ideal.  Dacă este prea frig sau prea cald,  „muncitorii” vor avea de suferit,  şi,  odată cu ei,  şi procesul de producţie.  

Fiecare enzimă acţionează,  aşa cum am văzut,  când sunt îndeplinite condiţiile de pH,  indicele care măsoară aciditatea şi alcalinitatea.  Anumite enzime acţionează mai bine intr-un mediu acid (cum sunt enzimele din stomac),  in timp ce altele pot avea nevoie de un mediu mai alcalin pentru a fi eficiente.  

Coenzimele şi cofactorii

Deşi enzimele stimulează o largă varietate de reacţii chimice,  ele pot realiza acest lucru numai in „colaborare” cu alte molecule numite coenzime şi cofactori.  

Cofactorii sunt substanţe care trebuie să fie prezente pentru ca o anumită enzimă să funcţioneze.  

Minerale precum: zincul,  magneziul,  cuprul,  calciul – sunt astfel de cofactori care determină funcţionarea anumitor enzime.

Coenzimele sunt substanţe organice care se combină cu o enzimă inactivă (o apoenzimă) pentru a forma o enzimă activă (o holoenzimă).  O coenzimă poate fi,  in acelaşi timp,  şi cofactor,  determinând funcţionarea altei enzime.

Exemple de coenzime: complexul vitaminelor B şi C.  

De ce este inhibată activitatea enzimelor?

Aşa cum există unele substanţe care fac ca enzimele să funcţioneze,  sau,  după caz,  să funcţioneze mai bine,  există şi alte substanţe care inhibă activitatea enzimelor.  Anumite astfel de substanţe intră intr-o „competiţie” cu enzima respectivă,  încercând să ajungă la substratul care trebuie metabolizat înaintea enzimei,  pentru a împiedica procesarea.  

Alte substanţe inhibitive sunt non-competitive,  şi sunt responsabile doar de întârzierea procesului de metabolizare a substratului asupra căruia enzima este datoare să acţioneze.

Aşadar,  in oricare dintre cazuri,  aceste substanţe inhibitive pot bloca sau întârzia activitatea enzimatică.  

Întâlnim in fiecare zi astfel de substanţe care inhibă procesele enzimatice ce ar trebui să aibă loc la modul optim in organismul nostru,  şi printre aceste substanţe sunt incluse majoritatea medicamentelor – chiar şi aspirina.  Exemple de alte substanţe inhibitive – solvenţii organici,  chimicalele produce cel mai frecvent in Statele Unite,  produsul cel mai căutat.   Obţinuţi la început din petrol sau gaz natural,  aceste substanţe sunt utilizate pe scară largă in industria chimică şi in multe procese de manufacturare şi se ştie că inhibă acţiunea multor enzime.

Exemple de solvenţi organici:

·                    metanol

·                    etanol

·                    propanol

·                    acid formic

·                    etilenglicol

·                    hexan

·                    benzen

·                    butanol.  

Care este durata de viaţă a enzimelor?

Ca oricare altă proteină,  enzimele nu au o existenţă infinită.  Ele îmbătrânesc şi,  in cele din urmă,  mor.  Când o enzimă începe să dea semne de oboseală,  o altă enzimă o distruge şi o înlocuieşte.  

Unele enzime au o existenţă de doar douăzeci de minute.  După aceea,  ele sunt inlocuite de alte enzime identice.  Alte enzime pot fi active,  insă,  timp de săptămâni intregi până să fie înlocuite de altele noi.  

Una dintre cele mai fascinante proprietăţi ale enzimelor este aceea de a schimba continuu informaţii necesare desfăşurării activităţii.  Echilibrul  tuturor aparatelor şi sistemelor care alcătuiesc organismul uman este dat de acest efort comun al grupurilor enzimatice şi al colaborării dintre acestea.

Cum ştim dacă suferim de o deficienţă enzimatică?

Abilitatea organismului omenesc de a funcţiona la parametri optimi,  de a se vindeca in caz de răniri,  de a ne avertiza cu privire la apariţia unei boli,  toate acestea sunt legate in mod direct de puterea şi numărul de enzime de care dispunem.  Acesta este motivul pentru care deficienţa enzimatică poate fi atât de devastatoare.

Ce elemente afectează  nivelul optim enzimatic?

·                     bolile

·                     alimentele vechi care conţin enzime moarte

·                     chimioterapia

·                     stresul

·                     rănile fizice

·                     bolile

·                     îmbătrânirea

·                     problemele digestive

·                     radicalii liberi

Anumite persoane pot suferi chiar de probleme ereditare sau genetice legate de aparatul enzimatic.

Am văzut cu toţii pe unele sticle de băuturi răcoritoare indicaţia (avertismentul) că respectiva băutură conţine fenil-alanină.  Majoritatea băuturilor răcoritoare utilizează aspartamul drept îndulcitor.  Dar aspartamul este „fabricat” din noi amino-acizi:  fenil-alanină şi acid aspartic.  Persoanele care suferă de fenilketonurie nu vor avea in organism enzima numită fenil-alanină hidroxilază,  care este necesară pentru a cataboliza fenil-alanina din băuturile răcoritoare.  Şi dacă nu poate fi catabolizată,  ea va forma conglomerate care se vor integra in circuitul sangvin,  ducând şa simptome de ordin neurologic şi la retardare mentală.  

In cazul persoanelor care suferă de intoleranţă la lactoză,  organismul lor nu secretă suficiente enzime de tipul lactazei,  enzima răspunzătoare pentru catabolizarea lactozei,  astfel că,  pentru aceste persoane,  consumul laptelui (care conţine lactoză) are drept consecinţe diaree şi dureri violente de stomac.  

Boala lui Gaucher este,  de asemenea,  o boală (destul de rară) care se manifestă la persoanele având o greutate peste cea normală vârstei şi înălţimii lor.  Boala se declanşează in copilărie,  generată de insuficienta producere a enzimei glucocerebroxidază.  

Anumite deficiente enzimatice pot fi corectate cu suplimente alimentare (enzimatice),  altele nu.  Dar o deficienţă enzimatică nu trebuie neapărat să ne ducă cu gândul că viaţa ne este in pericol.  De fapt,  foarte multe din motivele pentru care nu suferim de o sănătate optimă sunt reprezentate de absenţa anumitor enzime din organismul nostru.

Semne ale deficienţei enzimatice

Primul indiciu că organismul nu produce suficiente enzime este reprezentat de problemele digestive,  indigestie,  balonări,  dureri.  Mulţi oameni observă  că suferă de balonări după ce au consumat un anumit aliment,  cum sunt fasolea sau conopida.  Acesta este semnul că nu există,  in organismul lor,  suficiente enzime pentru a digera acel tip de aliment.  

De ce anumite alimente produc astfel de probleme? Spre exemplu,  fasolea şi conopida conţin zaharuri complexe.  Dacă aceste zaharuri nu pot fi catabolizate,  ele se vor conglomera in intestinul gros şi vor putrezi,  ducând la un sentiment de balonare şi la gaze.  Acest lucru poate fi corectat foarte simplu prin administrarea unor suplimente alimentare enzimatice care au chiar rolul specific de a ajuta organismul la digerarea respectivelor alimente.  

Bolile cauzate de deficienţe enzimatice

·                     Acatalazemia – enzima deficitară – catalaza

·                     Boala lui Fabry – enzima deficitară – alfa-galactoxidaza A

·                     Boala lui Gaucher – enzima deficitară – glucocerebroxidaza

·                     Boala depozitării de glicogen – mai multe enzime deficitare in cazul acestei boli,  printre ele:

§                Glucoza-6-fosfataza

§                Glucoza-6-fosfataza translocaza

§                Glucoxidaza lizozomală

§                Fosforilaza ficatului

§                Fosfofructokinaza

·                     Boala Niemann-Pick – enzima deficitară – spingomielinaza

·                     Fenilketonuria – enzima deficitară – fenilalanina hidroxilază

·                     Boala Tay-Sachs – enzima deficitară – hexosaminidaza A

·                     Boala Wolman – enzima deficitară – acid colesteril ester hidrolaza

Un alt semn că organismul manifestă un deficit enzimatic – insă un semn care este mai greu observabil – este reprezentat de formarea radicalilor liberi.  

După anumiţi cercetători,  omul,  dacă ar respecta anumite condiţii,  ar putea trăi până la vârsta de 120 de ani,  fără probleme.   Dar media speranţei de viaţă este in prezent de 72 de ani.  Care sunt cauzele acestei micşorări a speranţei de viaţă,  in raport cu vârsta biologic normală la care ar putea ajunge orice om (120 ani)? Explicaţia rezidă in procesul de îmbătrânire.  

Ce este,  de fapt,  îmbătrânirea? Este atacarea organismului uman de către poluare,  de către propriul stil de viaţă,  de către radicalii liberi di mediul inconjurător dar şi de către ceiproduşi de către organismul nostru – toate acestea determină îmbătrânirea şi deteriorarea omului.  

Ridurile reprezintă un semn exterior al deteriorării radicale instalate in organism.  Anumite enzime sunt antioxidanţi,  luptând împotriva radicalilor liberi (antioxidanţii cei mai cunoscuţi sunt superoxid dismutaza,  catalaza,  glutation peroxidaza).

Starea de boală reprezintă cel mai sigur semnal că in organism nu se produc suficiente enzime.  Aşa cum am mai menţionat anterior,  enzimele sunt cele care menţin sănătatea perfectă a organismului.  Orice boală,  cum ar fi bolile cardiovasculare,  cancerul,  sau chiar o recuperare întârziată,  lentă,  după o intervenţie chirurgicală sunt semnale de alarmă in ceea ce priveşte echilibrul enzimatic al organismului nostru.