Същност и роля на ензимите в човешкото тяло

В човешкия организъм непрекъснато работят хиляди различни ензими. Това са сложни протеинови молекули или техни комплекси. Благодарение на тях се осъществяват, ускоряват и контролират процесите, поддържащи живота на организма. Ензимите спомагат за ускоряването на химичните реакции в човешкото тяло. Те се свързват с молекулите и ги променят по специфични начини. От съществено значение са за дишането, храносмилането, мускулната и нервната функция, наред с много други важни роли в тялото. Те не се променят, затова се наричат биокатализатори.

Същност на ензимите

Ензимите са изградени от протеини, нагънати в сложни форми. Присъстват в цялото тяло. Химичните реакции, които ни поддържат живи (нашият метаболизъм) разчитат на работата, която извършват ензимите.

Тяхната роля е да ускоряват (катализират) химичните реакции в човешкото тяло. В някои случаи те могат да предизвикат химическа реакция милиони пъти по-бързо, отколкото би било възможно без тях.

Субстратът се свързва с активното място на ензима и се превръща в продукт. След като продуктите напуснат активното място, ензимът е готов да се прикрепи към нов субстрат и да повтори процеса.

Ензимите са гениално творение на природата. Само с тяхна помощ е възможно:

• обновяването на клетките;
• трансформирането на хранителните вещества в енергия и строителни материали;
• изхвърлянето на отпадъците от метаболизма и чуждите вещества в тялото;
• предпазването на организма от патогенни микроорганизми;
• зарастването на раните.

Каква роля имат ензимите в човешкото тяло?

Без ензимите животът би бил абсолютно невъзможен, всеки от тях е буквално "тесен специалист" и има една единствена задача, която изпълнява по най-съвършения и безупречен начин. За живота и здравето на организма е задължително да присъстват всички ензими в него и те да бъдат в достатъчно количество, оптимално съотношение и нормално функционално състояние.

Остарявайки, те губят своята първоначална ефективност и започват да правят грешки, затова трябва непрекъснато да се обновяват. 

В храносмилателната система ензимите помагат на тялото да разгражда по-големите сложни молекули на по-малки, като глюкоза, така че тялото да може да ги използва като гориво за своите цели.

Всяка клетка в човешкото тяло съдържа ДНК (нуклеинова киселина). Всеки път, когато клетката се раздели, тази ДНК трябва да бъде копирана. Ензимите помагат в този процес, наречен репликация на ДНК, като развиват двойно спираловидната молекула на ДНК в две единични вериги, за да се копира информацията, съдържаща се в нея.

Черният дроб разгражда токсините в тялото. За целта използва редица чернодробни ензими.

Как действат ензимите в човешкото тяло?

Моделът на Фишер "ключ и ключалка" е предложен за първи път през 1894 г. Същността му се основава на това, че активното място на ензима има специфична форма, в която само субстратът може да се побере, както ключът пасва идеално към ключалката. Този модел вече се нарича модел на индуцирано структурно съответствие между ензим и субстрат. Същността му се изразява в това, че активната страна променя формата си, когато взаимодейства със субстрата. След като субстратът е напълно заключен и в точното положение, катализата може да започне.

Перфектните условия за действие на ензимите в човешкото тяло

Ензимите могат да действат само при определени условия. Те са много чувствителни към температурата. Установено е, че при 38-40 градуса стават мързеливи, безсилни, а при 43 градуса умират. Подходящо условие за тяхното действие в човешкото тяло е телесна температура около 37 градуса. При по-ниски температури също действат, но много по-бавно.

Ензимите могат да функционират само в определен диапазон на pH (киселинен или алкален). Стойностите на pH зависят от това къде се намират ензимите в човешкото тяло. Например, чернодробните ензими действат най-добре при pH 7,5, докато тези в стомаха при pH 2, защото там средата е много по-кисела.

Ако температурата е твърде висока или ако средата е твърде кисела или алкална, ензимът променя формата си. Това изменя формата на активното място, така че субстратите да не могат да се свързват с него - ензимът е денатуриран.

Кофактори

Някои ензими не могат да функционират, освен ако нямат специфична непротеинова молекула, прикрепена към тях. Те се наричат кофактори. Например, карбоанхидразата, ензим, който помага да се поддържа pH на тялото, не може да функционира, освен ако не е прикрепен към цинков йон.

Инхибиране и видове инхибитори

За да се гарантира, че човешкият организъм работи правилно, понякога трябва да се забави действието на ензимите. Например, ако те произвеждат твърде много продукти, трябва да има начин за намаляване или спиране на производството им. Активността им може да бъде възпрепятствана по няколко начина:

• Конкурентни инхибитори - Молекулата блокира активното място, така че субстратът трябва да се конкурира с инхибитора, за да се прикрепи към ензима.
• Неконкурентни инхибитори - Молекулата се свързва с ензима на различно от активното място и намалява ефективността му.
• Неконкурентни инхибитори - Те са като предходните, но се свързват само с ензима, когато субстратът е свързан с него. Тоест свързва се само с ензим-субстратния комплекс.
• Необратими инхибитори - Необратими са тези, които се свързват с ензима и го инактивират за постоянно.

Примери за видове специфични ензими

В човешкото тяло има хиляди видове ензими. Ето някои от тях:

• Липазите са група ензими, които помагат за храносмилането на мазнините в червата.
• Амилазата се намира в слюнката и помага за превръщането на нишестето в захар.
• Малтазата също се намира в слюнката. Тя разгражда захарната малтоза до глюкоза. Малтозата се съдържа в храни като картофи, тестени изделия и бира.
• Трипсинът се намира в тънките черва. Разгражда протеините до аминокиселини.
• Лактазата също се намира в тънките черва. Разгражда лактозата (млечната захар) до глюкоза и галактоза.
• Ацетилхолинестеразата разгражда невротрансмитера ацетилхолин в нервите и мускулите.
• Хеликазата развива двойно спираловидната молекула на ДНК.
• ДНК полимеразата синтезира ДНК от дезоксирибонуклеотиди.

Източници и храни, богати на ензими

Основни източници на ензими са суровите плодове и зеленчуци. Също семената и особено техните кълнове са храни, богати на ензими, тъй като природата дава най-ценното за храненето на младите растения. Само такава "жива храна" е способна да осигури на нашия организъм всички необходими ензими в достатъчни количества, което е гаранция за добро здраве във всяка възраст.