BEZ (PROBAVNIH) ENZIMA NEMA ŽIVOTA U današnje doba kod mnogih se osoba javljaju brojne tegobe u probavnom sustavu. Ponekad su tegobe poput nadutosti, dispepsije, neprobavljivosti, sindroma iritabilnog crijeva te intolerancije na hranu izazvane nedostatkom enzima i stoga se mogu olakšati njihovim dodatnim uzimanjem. AUTORICA ČLANKA:
prof.dr.sc. Darija Vranešić Bender, dipl.ing.
M
nogobrojni kemijski procesi u stanici koja predstavlja temeljnu jedinicu svih živih bića i o kojoj ovisi život ne mogu se odvijati bez prisustva enzima. Stoga je sasvim jasno da bez enzima nema ni života. Otkriće enzima i enzimskih reakcija, kao i mnoge druge velike znanstvene spoznaje, dogodilo se slučajno. Više je povijesnih protagonista bitno za otkriće enzima, no najvažnija su trojica: Louis Pasteur, Wilhelm Kuhne i Eduard Buchner. Bilo je potrebno promijeniti stare paradigme i uvjerenja da bi znanstvena istina isplivala na površinu, a kako to obično biva, bilo je tu i nesuglasica među velikim znanstvenicima, poput Pasteura i Liebiga.
Kako je enzimologija postala središnja dogma biokemije Prva poznata enzimska reakcija je alkoholna fermentacija, za koju se smatralo da se događa spontano, sve dok Louis Pasteur nije dokazao da to nije tako. Taj veliki um koji je svojim otkrićima tijekom 19. stoljeća zadužio čovječanstvo postavivši temelje razvoja cjepiva, pasterizacije i fermentacije, pokazao je kako stanice kvasca koriste šećere za vlastiti metabolizam. Njemački fiziolog Wilhelm Kuhne skovao je 1978. godine pojam “enzim“ od dvije riječi koje u prijevodu znače “u“ i “kvascu“. Na taj način opisao je proces alkoholne fermentacije koja se doista zbiva u stanici kvasca. Slučajnim otkrićem još jednog njemačkog znanstvenika, Eduarda Buchnera, postalo je jasno da za fermentaciju zapravo nisu potrebne žive stanice kvasca. Do tog otkrića, Buchner je došao dvije godine nakon Pasteurove smrti, 1897. i to tako što je razorio stanice kvasca i unatoč tome došlo je do pretvorbe šećera u alkohol. Stoga je postalo posve jasno da su neke čestice koje nastaju u stanici, a mogu djelovati i izvan stanice, odgovorne za kataliziranje reakcije alkoholne fermentacije. Za to otkriće dobio je 1907. godine Nobelovu nagradu. Zanimljivo je da su polemike oko te činjenice vodili Pasteur i Liebig ranije tijekom 19. stoljeća. Pasteur je vjerovao da je alkoholna fermentacija vitalni fiziološki čin živog kvasca, dok je Liebig tvrdio da se ta reakcija zbiva zbog nekog kemijskog agensa u stanici kvas ca. Zapravo su obojica bila u pravu, jer enzimi nastaju u živoj stanici kvasca, ali mogu djelovati i kad ih se iz nje izdvoji. Mala skupina fiziologa, kemičara i mikrobiologa koji su se bavili tim područjem krajem 19. i početkom 20. stoljeća počela se nazivati biokemičarima, a vjerovali su da su sve fiziološke funkcije žive stanice posredovane enzimima. S vremenom je ta ideja postala središnja dogma biokemije. Međutim, tada, na kraju 19. stoljeća, to je bilo subverzivno razmišljanje. Nakon Buchnerovog otkrića, mnogi su znanstvenici svoja istraživanja temeljili na hipotezi da se fermentacija i druge metaboličke reakcije događaju zbog enzima. Ipak, pokušaji izolacije i definiranja kemijske strukture enzima dugo su bili neuspješni. Tek je 1926.
Louis Pasteur (1822. - 1895.)
Wilhelm Kuhne (1837. - 1900.)
Eduard Buchner (1860. - 1917.)
godine, nakon devet godina istraživanja, američki biokemičar James Sumner izolirao enzim ureazu iz jedne vrste graha. Probavni enzimi pepsin i tripsin izolirani su četiri godine kasnije, a tek nakon toga postalo je jasno da su enzimi po kemijskoj strukturi proteini.
Vrste i uloge enzima Danas je poznato da enzimi predstavljaju katalizatore gotovo svake biokemijske reakcije u tijelu. Postoje tri temeljne skupine enzima: probavni, metabolički i prehrambeni enzimi. Probavni enzimi luče se u probavnom sustavu i omogućuju probavu hrane te olakšavaju njezinu apsorpciju. Metabolički enzimi kataliziraju brojne biokemijske reakcije u tijelu, a prehrambeni enzimi u tijelo dospijevaju putem sirove hrane. Unos prehrambenih enzima putem hrane potpomaže probavne procese koji kataliziraju naši endogeni probavni enzimi. Budući da se prehrana tijekom posljednjih desetljeća sve više temelji na kuhanoj i procesiranoj hrani, ona je često deficitarna prehrambenim enzimima. Probavni enzimi nastaju sekrecijom u organizmu, te omogućuju iskorištavanje tvari iz hrane za proizvodnju energije u organizmu. Takvi enzimi pomažu u eliminaciji ostataka hrane i toksina, a dijele se na proteaze, lipaze, amilaze - enzime koji su potrebni za razgradnju proteina, masti i ugljikohidrata. Probava započinje u usnoj šupljini djelovanjem alfa-amilaze (ptijalin) koju luče žlijezde slinovnice. Ona djeluje na molekule škroba unesenog hranom. Hrana se u želucu omekšava djelovanjem želučane kiseline (HCl), a u takvom se kiselom mediju aktivira i enzim pepsin koji pospješuje razgradnju makromolekula bjelančevina na aminokiseline. Gušterača, nadalje, luči mješavinu ostalih, najvažnijih enzima za probavu bjelančevina, masti i ugljikohidrata, koja se najvećim dijelom događa u tankom crijevu. Prehrambeni enzimi prisutni su u sirovim namirnicama, obično u količinama dovoljnim za probavu pojedine namirnice (ne skladiš te se u organizmu). Uništavaju se preradom hrane (kuhanje, pečenje), točnije, svi enzimi se deaktiviraju na temperaturi od 48°C prilikom kuhanja te na temperaturi od 65°C u suhom stanju. www.inpharma.hr
23
