10 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ферменты и их функции

О пищеварительных ферментах, их видах и функциях

Пищеварительные ферменты – это вещества белковой природы, которые вырабатываются в желудочно-кишечном тракте. Они обеспечивают процесс переваривания пищи и стимулируют ее усвоение.

Функции ферментов

Основной функцией пищеварительных ферментов является разложение сложных веществ на более простые, которые легко усваиваются в кишечнике человека.

Действие белковых молекул направлено на следующие группы веществ:

  • белки и пептиды;
  • олиго- и полисахариды;
  • жиры, липиды;
  • нуклеотиды.

Виды ферментов

  1. Пепсин. Фермент представляет собой вещество, которое вырабатывается в желудке. Он воздействует на белковые молекулы в составе пищи, разлагая их на элементарные составляющие – аминокислоты.
  2. Трипсин и химотрипсин. Эти вещества входят в группу панкреатических ферментов, которые вырабатываются поджелудочной железой и доставляются в двенадцатиперстный кишечник. Здесь они также воздействуют на белковые молекулы.
  3. Амилаза. Фермент относится к веществам, разлагающим сахара (углеводы). Амилаза вырабатывается в ротовой полости и в тонком кишечнике. Она разлагает один из главных полисахаридов – крахмал. В результате получается небольшой углевод – мальтоза.
  4. Мальтаза. Фермент также воздействует на углеводы. Его специфическим субстратом является мальтоза. Она разлагается на 2 молекулы глюкозы, которые всасываются стенкой кишечника.
  5. Сахараза. Белок воздействует на другой распространенный дисахарид – сахарозу, которая содержится в любой высокоуглеводной пище. Углевод распадается на фруктозу и глюкозу, легко усваивающиеся организмом.
  6. Лактаза. Специфический фермент, который воздействует на углевод из молока – лактозу. При ее разложении получаются другие продукты – глюкоза и галактоза.
  7. Нуклеазы. Ферменты из данной группы воздействуют на нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК, которые содержатся в пище. После их воздействия вещества распадаются на отдельные составляющие – нуклеотиды.
  8. Нуклеотидазы. Вторая группа ферментов, которая воздействует на нуклеиновые кислоты, называется нуклеотидазами. Они разлагают нуклеотиды с получением более мелких составляющих – нуклеозидов.
  9. Карбоксипептидаза. Фермент воздействует на небольшие белковые молекулы – пептиды. В результате такого процесса получаются отдельные аминокислоты.
  10. Липаза. Вещество разлагает жиры и липиды, поступающие в пищеварительную систему. При этом образуются их составные части – спирт, глицерин и жирные кислоты.

Недостаток пищеварительных ферментов

Недостаточная выработка пищеварительных ферментов – это серьезная проблема, которая требует врачебного вмешательства. При небольшом количестве эндогенных энзимов пища не сможет нормально перевариваться в кишечнике человека.

Если вещества не перевариваются, то они не могут всасываться в кишечнике. Пищеварительная система способна усвоить только небольшие фрагменты органических молекул. Большие компоненты, которые входят в состав еды, не смогут принести пользу человеку. Вследствие этого в организме может развиться недостаточность тех или иных веществ.

Нехватка углеводов или жиров приведет к тому, что организм лишится «топлива» для активной деятельности. Недостаточность белков лишает тело человека строительного материала, которым являются аминокислоты. Кроме того, нарушение пищеварения приводит к изменению характера кала, которое может неблагоприятно влиять на характер кишечной перистальтики.

Причины

  • воспалительные процессы в кишечнике и желудке;
  • нарушения характера питания (переедание, недостаточная термическая обработка);
  • болезни обмена веществ;
  • панкреатит и другие болезни поджелудочной железы;
  • поражение печени и желчных путей;
  • врожденные патологии ферментной системы;
  • послеоперационные последствия (недостаточность энзимов из-за удаления части пищеварительной системы);
  • лекарственные воздействия на желудок и кишечник;
  • беременность;
  • дисбактериоз.

Симптомы

  • тяжесть или боль в животе;
  • метеоризм, вздутие;
  • тошнота и рвота;
  • ощущение бурления в животе;
  • диарея, изменение характера стула;
  • изжога;
  • отрыжка.

Длительное сохранение недостаточности пищеварения сопровождается появлением общих симптомов, связанных с пониженным поступлением питательных веществ в организм. В данную группу входят следующие клинические проявления:

  • общая слабость;
  • снижение работоспособности;
  • головные боли;
  • нарушения сна;
  • повышенная раздражительность;
  • в тяжелых случаях – симптомы анемии из-за недостаточного усвоения железа.

Избыток пищеварительных ферментов

Избыток пищеварительных ферментов наиболее часто наблюдается при таком заболевании, как панкреатит. Состояние связано с гиперпродукцией этих веществ клетками поджелудочной железы и нарушением их выведения в кишечник. В связи с этим развивается активное воспаление в ткани органа, вызванное воздействием ферментов.

Признаками панкреатита могут быть:

  • сильные боли в области живота;
  • тошнота;
  • вздутие;
  • нарушение характера стула.

Часто развивается общее ухудшение состояния больного. Появляется общая слабость, раздражительность, снижается масса тела, нарушается нормальный сон.

Как выявить нарушения в синтезе пищеварительных ферментов?

  1. Исследование кала. Обнаружение непереваренных остатков пищи в кале свидетельствует о нарушении активности ферментативной системы кишечника. В зависимости от характера изменений можно предположить, недостаточность какого фермента имеется.
  2. Биохимический анализ крови. Исследование позволяет оценить состояние метаболизма пациента, которое напрямую зависит от активности пищеварения.
  3. Исследование желудочного сока. Методика позволяет оценить содержание ферментов в полости желудка, что свидетельствует об активности пищеварения.
  4. Исследование ферментов поджелудочной железы. Анализ дает возможность детально изучить количество секрета органа, благодаря чему можно установить причину нарушений.
  5. Генетическое исследование. Некоторые ферментопатии могут иметь наследственный характер. Их диагностируют с помощью анализа ДНК человека, в которой обнаруживаются соответствующие тому или иному заболеванию гены.

Основные принципы терапии ферментных нарушений

Изменение выработки пищеварительных ферментов является поводом для обращения к врачу. После проведения комплексного обследования доктор определит причину возникновения нарушений и назначит соответствующее лечение. Самостоятельно бороться с патологией не рекомендуется.

Важным компонентом лечения является правильное питание. Больному назначается соответствующая диета, которая направлена на облегчение переваривания пищи. Необходимо избегать переедания, так как это провоцирует кишечные расстройства. Пациентам назначается лекарственная терапия, в том числе и заместительное лечение ферментативными препаратами.

Конкретные средства и их дозировки подбираются врачом.

Что такое ферменты? Роль ферментов в организме человека

Часто наряду с витаминами, минералами и другими полезными для организма человека элементами упоминают вещества под названием ферменты. Что такое ферменты и какую функцию в организме они выполняют, какова их природа и где они находятся?

Что это такое?

Ферменты – это синтезирующиеся живыми клетками белковые молекулы. Их более сотни насчитывается в каждой клетке. Роль этих веществ колоссальна. Они влияют на течение скорости химических реакций при температуре, которая подходит для данного организма. Другое название ферментов – биологические катализаторы. Увеличение скорости химической реакции происходит за счет облегчения ее протекания. Как катализаторы, они не расходуются в процессе реакции и не изменяют ее направления. Главные функции ферментов заключаются в том, что без них очень медленно в живых организмах протекали бы все реакции, а это бы заметно сказывалось на жизнеспособности.

Например, при пережевывании продуктов, которые содержат крахмал (картофель, рис), во рту появляется сладковатый привкус, что связано с работой амилазы – фермента для расщепления крахмала, присутствующего в слюне. Сам по себе крахмал безвкусный, так как является полисахаридом. Сладкий вкус имеют продукты его расщепления (моносахариды): глюкоза, мальтоза, декстрины.

Все ферменты белков делятся на простые и сложные. Первые состоят только из белка, а вторые – из белковой (апофермент) и небелковой (кофермент) части. Коферментами могут быть витамины групп В, Е, К.

Классы ферментов

Традиционно эти вещества разделены на шесть групп. Название им первоначально давали в зависимости от субстрата, на который действует определенный фермент, путем добавления к его корню окончания –аза. Так, те ферменты, что гидролизируют белки (протеины) стали называть протеиназами, жиры (липос) – липазами, крахмал (амилон) – амилазами. Потом ферменты, катализирующие сходные реакции, получили названия, которые указывают на тип соответствующей реакции – ацилазы, декарбоксилазы, оксидазы, дегидрогеназы и другие. Большинство этих названий и сегодня используется.

Позже Международный биохимический союз ввел номенклатуру, согласно которой название и классификация ферментов должны соответствовать типу и механизму катализируемой химической реакции. Данный шаг принес облегчение в систематизации данных, что относятся к различным аспектам метаболизма. Реакции и катализирующие их ферменты делятся на шесть классов. Каждый класс состоит из нескольких подклассов (4-13). Первая часть названия фермента отвечает названию субстрата, вторая – типу катализируемой реакции с окончанием –аза. У каждого фермента по классификации (КФ) есть свой кодовый номер. Первой цифре отвечает класс реакции, следующей – подкласс и третьей – подподкласс. Четвертой цифрой обозначен номер фермента по порядку в его подподклассе. Например, если КФ 2.7.1.1, то фермент принадлежит ко 2-му классу, 7-му подклассу, 1-му подподклассу. Последней цифрой обозначается фермент гексокиназа.

Значение

Если говорить о том, что такое ферменты, нельзя обойти стороной вопрос об их значении в современном мире. Они нашли широкое применение почти во всех отраслях деятельности человека. Такая их распространенность связана с тем, что они способны вне живых клеток сохранять свои уникальные свойства. В медицине, например, применяются ферменты групп липаз, протеаз, амилаз. Они расщепляют жиры, белки, крахмал. Как правило, этот тип входит в состав таких лекарственных препаратов, как «Панзинорм», «Фестал». Эти средства в первую очередь используются с целью лечения заболеваний ЖКТ. Некоторые ферменты способны растворять в кровеносных сосудах тромбы, они помогают при лечении гнойных ран. В лечении онкологических заболеваний энзимотерапия занимает особое место.

Благодаря способности расщеплять крахмал в пищевой промышленности широко используется фермент амилаза. В этой же области применяют липазы, которые расщепляют жиры и протеазы, расщепляющие белки. В пивоварении, виноделии и хлебопечении используют ферменты амилазы. В приготовлении готовых каш и для смягчения мяса применяют протеазы. В производстве сыра используют липазы и сычужный фермент. В косметической промышленности также не обойтись без них. Они входят в состав стиральных порошков, кремов. В стиральные порошки, например, добавляют расщепляющую крахмал амилазу. Белковые загрязнения и белки расщепляются протеазами, а липазы очищают ткань от масла и жира.

Роль ферментов в организме

Два процесса отвечают в организме человека за обмен веществ: анаболизм и катаболизм. Первый обеспечивает усвоение энергии и необходимых веществ, второй – распад продуктов жизнедеятельности. Постоянное взаимодействие этих процессов влияет на усвоение углеводов, белков и жиров и поддержание жизнедеятельности организма. Обменные процессы регулируются тремя системами: нервной, эндокринной и кровеносной. Они могут нормально функционировать с помощью цепи ферментов, которые в свою очередь обеспечивают адаптацию человека к изменениям условий внешней и внутренней среды. В состав ферментов входит как белковая, так и небелковая продукция.

В процессе биохимических реакций в организме, в протекании которых принимают участие ферменты, сами они не расходуются. У каждого из них своя химическая структура и своя уникальная роль, поэтому каждый инициирует только определенную реакцию. Биохимические катализаторы помогают прямой кишке, легким, почкам, печени выводить токсины и продукты жизнедеятельности из организма. Также они способствуют построению кожи, костей, нервных клеток, мышечных тканей. Специфические ферменты используются для окисления глюкозы.

Все ферменты в организме делятся на метаболические и пищеварительные. Метаболические участвуют в нейтрализации токсинов, производстве белков и энергии, ускоряют в клетках биохимические процессы. Так, например, супероксидисмутаза является сильнейшим антиоксидантом, который содержится в естественном виде в большинстве зеленых растений, белокочанной, брюссельской капусте и брокколи, в проростках пшеницы, зелени, ячмене.

Активность ферментов

Для того чтобы данные вещества полностью выполняли свои функции, необходимы определенные условия. На их активность влияет в первую очередь температура. При повышенной возрастает скорость химических реакций. В результате увеличения скорости молекул у них появляется больше шансов на столкновение друг с другом, и возможность протекания реакции, следовательно, увеличивается. Оптимальная температура обеспечивает наибольшую активность. Вследствие денатурации белков, которая происходит при отклонении оптимальной температуры от нормы, снижается скорость химической реакции. При достижении температуры точки замерзания фермент не денатурирует, но инактивируется. Способ быстрого замораживания, который широко используют для длительного хранения продуктов, останавливает рост и развитие микроорганизмов с последующей инактивацией ферментов, которые находятся внутри. Как результат, продукты питания не разлагаются.

Читать еще:  Что делать при возникновении отложений холестерина в желчном пузыре

На активность ферментов также влияет кислотность окружающей среды. Работают они при нейтральном рН. Только некоторые из ферментов работают в щелочной, сильнощелочной, кислой или сильнокислой среде. Например, сычужный фермент расщепляет белки в сильнокислой среде в желудке человека. На фермент могут действовать ингибиторы и активаторы. Активируют их некоторые ионы, например, металлов. Другие ионы оказывают подавляющее действие на активность ферментов.

Гиперактивность

Избыточная активность ферментов несет свои последствия для функционирования всего организма. Во-первых, она провоцирует повышение скорости действия фермента, что в свою очередь вызывает дефицит субстрата реакции и образование избытка продукта химической реакции. Дефицит субстратов и накопление названных продуктов заметно ухудшает самочувствие, нарушает жизнедеятельность организма, вызывает развитие заболеваний и может закончиться смертью человека. Накопление мочевой кислоты, например, приводит к возникновению подагры и почечной недостаточности. Из-за отсутствия субстрата не возникнет избытка продукта. Это работает только в тех случаях, когда без одного и другого можно обойтись.

Причин избытка активности ферментов несколько. Первая – это мутация гена, она может быть врожденной или приобретенной под влиянием мутагенов. Второй фактор – избыток в воде или пище витамина или микроэлемента, который необходим для работы фермента. Избыток витамина С, к примеру, через повышенную активность ферментов синтеза коллагена нарушает механизмы заживления ран.

Гипоактивность

Как повышенная, так и пониженная активность ферментов негативно сказывается на деятельности организма. Во втором случае возможно полное прекращение активности. Это состояние резко снижает скорость химической реакции фермента. Как результат, накапливание субстрата дополняется дефицитом продукта, что приводит к серьезным осложнениям. На фоне нарушений жизнедеятельности организма ухудшается самочувствие, развиваются заболевания, и может быть летальный исход. Накопление аммиака или дефицит АТФ приводит к смерти. Из-за накопления фенилаланина развивается олигофрения. Здесь также действует принцип, что при отсутствии субстрата фермента не возникнет накопления субстрата реакции. Плохое влияние на организм оказывает состояние, при котором не выполняют своих функций ферменты крови.

Рассматривают несколько причин гипоактивности. Мутация генов врожденная или приобретенная – это первое. Состояние можно откорректировать с помощью генотерапии. Можно попробовать исключить из пищи субстраты отсутствующего фермента. В некоторых случаях это может помочь. Второй фактор – отсутствие в пище витамина или микроэлемента, необходимых для работы фермента. Следующие причины – нарушенная активация витамина, дефицит аминокислот, ацидоз, появление ингибиторов в клетке, денатурация белков. Активность ферментов снижается также со снижением температуры тела. Некоторые факторы влияют на функции ферментов всех типов, а другие — только на работу определенных.

Пищеварительные ферменты

От процесса приема пищи человек получает удовольствие и иногда игнорирует то, что главная задача пищеварения – это превращение продуктов питания в вещества, способные стать источником энергии и строительным материалом для тела, всасываясь в кишечник. Ферменты белков способствуют этому процессу. Пищеварительные вещества вырабатываются органами пищеварения, принимающими участие в процессе расщепления пищи. Действие ферментов нужно для того, чтобы получать необходимые углеводы, жиры, аминокислоты из пищи, что составляет необходимые питательные вещества и энергию для нормальной жизнедеятельности организма.

С целью нормализации нарушенного пищеварения рекомендуется с приемом пищи одновременно применять и необходимые белковые вещества. При переедании можно принять 1-2 таблетки после или во время еды. В аптеках продается большое количество различных ферментных препаратов, которые способствуют улучшению процессов пищеварения. Запастись ими следует при приеме одного вида питательных веществ. При проблемах с пережевыванием или глотанием пищи необходимо во время еды принимать ферменты. Весомыми причинами для их использования могут быть также такие заболевания, как приобретенные и врожденные ферментопатии, синдром раздраженной толстой кишки, гепатит, холангит, холецистит, панкреатит, колит, хронический гастрит. Ферментные препараты следует принимать вместе с лекарствами, влияющими на процесс пищеварения.

Энзимопатология

В медицине есть целый раздел, который занимается поиском связи между заболеванием и отсутствием синтеза определенного фермента. Это область энзимологии – энзимопатология. Недостаточный синтез ферментов также подлежит рассмотрению. Например, наследственное заболевание фенилкетонурия развивается на фоне потери способности клеток печени осуществлять синтез этого вещества, что катализирует превращение в тирозин фенилаланина. Симптомами данного заболевания являются расстройства психической деятельности. Из-за постепенного накопления токсических веществ в организме больного тревожат такие признаки, как рвота, беспокойство, повышенная раздражительность, отсутствие интереса к чему-либо, выраженная усталость.

При рождении ребенка патология не проявляется. Первичную симптоматику можно заметить в возрасте от двух до шести месяцев. Второе полугодие жизни малыша характеризируется выраженным отставанием в психическом развитии. У 60% больных развивается идиотия, менее чем 10% ограничиваются слабой степенью олигофрении. Ферменты клетки не справляются со своими функциями, но это можно поправить. Своевременная диагностика патологических изменений способна приостановить развитие заболевание до периода полового созревания. Лечение заключается в ограничении поступления с пищей фенилаланина.

Ферментные препараты

Отвечая на вопрос о том, что такое ферменты, можно отметить два определения. Первое – это биохимические катализаторы, а второе – это препараты, которые их содержат. Они способны нормализировать состояние среды в желудке и кишечнике, обеспечить расщепление до микрочастиц конечных продуктов, улучшить процесс всасывания. Они также препятствуют возникновению и развитию гастроэнтерологических заболеваний. Наиболее известным из ферментов является лекарственный препарат «Мезим Форте». В своем составе он имеет липазу, амилазу, протеазу, которые способствуют уменьшению болей при хроническом панкреатите. Капсулы принимают в качестве заместительного лечения при недостаточной выработке поджелудочной железой необходимых ферментов.

Данные препараты употребляются преимущественно во время еды. Количество капсул или таблеток назначает доктор, исходя из выявленных нарушений механизма всасывания. Хранить их лучше в холодильнике. При длительном приеме пищеварительных ферментов привыкания не возникает, и на работе поджелудочной железы это не сказывается. При выборе препарата стоит обратить внимание на дату, соотношение качества и цены. Препараты ферментов рекомендуют принимать при хронических заболеваниях органов пищеварения, при переедании, при периодических проблемах с желудком, а также при отравлении продуктами питания. Чаще всего доктора назначают таблетированный препарат «Мезим», который хорошо зарекомендовал себя на отечественном рынке и уверенно держит позиции. Есть и другие аналоги этого препарата, не менее известные и более чем доступные по цене. В частности, многие предпочитают таблетки «Пакреатин» или «Фестал», обладающие теми же свойствами, что и более дорогие аналоги.

Ферменты: их роль в организме человека.

Ферменты — это белки, которые в качестве биокатализатора контролируют и ускоряют биохимические реакции в организме, не изменяя себя. Они содержатся во всех клетках организма и необходимы для всех ее функций. Ферменты контролируют не только пищеварение, но и весь обмен веществ и, следовательно, являются важным фактором для здоровья. Прочитайте все, что важно об энзимах: определение, структура, функции и проблемы со здоровьем, связанные с энзимами!

Что такое ферменты?

В большинстве случаев ферменты в организме человека представляют собой гигантские молекулы, состоящие из белка, и они необходимы для жизни. В организме практически ничего не работает без ферментов. Функцией этих так называемых биокатализаторов является включение или ускорение биохимических реакций в клетках.

В таких реакциях, например, некоторые вещества (субстраты) разрушаются или преобразуются. Некоторые ферменты работают очень специфическим образом: они могут только связывать определенный субстрат и обеспечивать его химическое превращение. Другие реагируют с различными субстратами, но тесно связаны с одним типом реакции (см. Ниже: классы ферментов).

Ферменты часто могут развить свои эффекты, только если они активируются так называемым кофактором или несколькими кофакторами. Это могут быть ионы металлов (например, ионы железа или меди) или органические молекулы (например, витамины). Кофакторы временно или постоянно и постоянно связаны с ферментом. Во втором случае их также называют протезной группой.

Какова функция ферментов?

Ферменты включают и ускоряют почти все биохимические реакции в организме. Эти реакции включают широкий спектр метаболических процессов, а также «чтение» (транскрибирование) и удвоение (тиражирование) генетической информации.

В таких реакциях ферменты временно связываются с веществом, подлежащим реакции (субстратом), так что, например, оно может быть разрушено или иным образом изменено. Сами ферменты остаются неизменными. Однако они гарантируют, что энергия, необходимая для реакции (энергия активации), уменьшается. На самом деле, большинство химических процессов в клетках требуют такой высокой энергии активации, что они не могут происходить очень медленно при преобладающей температуре окружающей среды (внутренняя температура тела около 37 градусов Цельсия). Снижая энергию активации, ферменты делают такие реакции возможными или ускоренными в достаточной степени.

Ферменты можно разделить на шесть основных групп, в зависимости от типа химической реакции, которую они катализируют. Эти классы ферментов (и некоторые из их подгрупп):

  1. Оксидоредуктазы: они катализируют реакции, в которых переносятся электроны (окислительно-восстановительные реакции); например, дегидрогеназы, оксидазы, редуктазы, каталазы.
  2. Трансферазы: они катализируют реакции, в которых целые функциональные группы (такие как фосфатная группа) переносятся из одной молекулы в другую; например, транс-миназы, киназы, ДНК-полимеразы.
  3. Гидролазы: они катализируют реакции, в которых химическая связь либо образуется когда вода выходит, либо расщепляется под удержанием воды; например, пептиды, фосфатазы, протеазы.
  4. Лиазы: они катализируют реакции, в которых химические связи расщепляются или образуются без потребления энергии.
  5. Изомеразы: они гарантируют, что отношения связи внутри молекулы перестроены; например, рацемазы, топоизомеразы.
  6. Лигазы (синтетазы): они катализируют реакции, в которых две молекулы соединяются друг с другом с помощью энергии; например, карбоксилазы.

Какие существуют виды ферментов?

Ниже вы найдете небольшой выбор важных ферментов, их возникновение и задачи.

имявхождениезадачи
Лизоцимслюнарасщепляет определенные строительные блоки бактериальных клеточных стенок и таким образом убивает патогенные микроорганизмы (бактерицидный эффект)
Амилазы, липазы, протеазыРот и поджелудочная железа, желудочный сок и кишечные выделенияПереваривание углеводов (амилаз), жиров (липаз) и белков (протеаз)
Глутамат оксалоацетат трансаминазаПечень , сердце и скелетные мышцы, почки и легкиеускоряет метаболизм аминокислот (строительные блоки белков)
Глутамат-пируваттрансаминазапеченьРасщепление белка в клетках печени
KреатинкиназаМышечные клетки и мозгЭнергообеспечение
Щелочная фосфатазав клетках и жидкостях организма, особенно в печени, желчных протоках и костяхрасщепляет так называемые эфиры фосфорной кислоты, уровень их крови, дает информацию о заболеваниях печени и желчевыводящих путей
Лейцин-аминопептидазаКишечник , почки, желчь , желудочный сок, слюна, плазмаВажно для белкового обмена
Гамма-глутамилтрансферазаособенно в почках (меньше в поджелудочной железе, селезенке , печени и тонкой кишке )Перенос аминокислот
Сорбитолдегидрогеназа, сукцинатдегидрогеназапеченьПревращение сорбита в фруктозу
Лактатдегидрогеназаво всех клетках всех органовБрожение молочной кислоты для энергии
ХолинэстеразаСыворотка, кишечник, поджелудочная железарасщепляет так называемые холиновые соединения; показатель крови показывает, насколько хорошо печень может производить белки
Альдолаз3 подгруппы: в области сердца и скелетных мышц; в нервах, щитовидной железе и жировой ткани; в печени, почках, тонкой кишкекатализирует расщепление фруктозы.
Кислотные фосфатазыв крови , кости, спермы и секрета простатыРасщепляет эфиры фосфорной кислоты и катализирует трансфосфори-лирование

Какие проблемы могут вызывать ферменты?

Существуют различные врожденные дефекты ферментов, некоторые из которых могут иметь серьезные последствия. Одним из примеров является порфирия: это группа метаболических заболеваний, которые все идут рука об руку с нарушением образования гема эритроцитарной массы. Причина в том, что один или несколько ферментов, участвующих в образовании гема, имеют генетически обусловленное функциональное расстройство.

В зависимости от типа порфирии это может привести к различным симптомам, таким как колики в животе, рвота, хронический запор, лихорадка, перепады настроения, паралич или сердечно-сосудистые проблемы.

При врожденном метаболическом заболевании фенилкетонурия строительный блок белка фенилаланин не может быть разрушен из-за нарушения фермента. Поэтому он накапливается в организме. Это уже заметно в детстве: избыток фенилаланина влияет на развитие мозга. Последствиями являются умственная отсталость, медленное физическое развитие и судороги.

Так называемая галактоземия очень опасна, но, к счастью, встречается редко: и здесь это ферментативно обусловленное нарушение метаболизма сахара. В организме пострадавших не хватает ферментов для переработки галактозы. Сахар может всасываться в кровь через кишечную стенку, но не может быть переработан дальше. Так он накапливается в крови. Поскольку лактоза также присутствует в грудном молоке, у кормящих детей, которые уже страдают непереносимостью лактозы, проявляются такие симптомы, как рвота, диарея и неспособность развиваться. Если они будут продолжать получать галактозу вместе с пищей, они могут получить серьезные повреждения и даже смерть.

При непереносимости лактозы организм не вырабатывает достаточное количество фермента лактазы. В результате молочный сахар (лактоза) не может расщепляться в тонкой кишке и, следовательно, не может всасываться в кровь. Вместо этого он продолжает поступать в толстую кишку, где он метаболизируется бактериями. Среди прочего, это может вызвать боль в животе, вздутие живота и диарею.

Гистамин нетерпимости . Вещество гистамин естественно встречается в организме. Кроме того, определенные продукты могут увеличить количество гистамина в организме. Некоторые люди реагируют на это реакциями с непереносимостью ( зуд , крапивница, учащенное сердцебиение и т. Д.). Ферменты, которые необходимы для расщепления гистамина, могут быть недоступны в достаточных количествах или их функция может быть нарушена.

Об этом тексте

дата:9 октября 2018 г.

Этот текст соответствует спецификациям медицинской литературы, медицинским руководствам и текущим исследованиям и был проверен медицинскими работниками.

Ферменты и их функции

В организме постоянно происходит ряд химических превращений веществ, поступающих извне. Эти реакции могут происходить только в присутствии определённых катализаторов. Последние в свою очередь представлены в виде веществ белковой природы – ферментов. Они ускоряют процесс обмена веществ, способствуют достижению равновесия. Благодаря воздействию ферментов реакции, происходящие в организме, ускоряются в сотни раз. Изменение концентрации этих веществ в организме указывает на развитие очень опасных заболеваний. При этом активность ферментов снижается намного раньше, чем появляются более явные признаки болезни. Данный вид анализа позволяет точно диагностировать наличие того или иного заболевания и своевременно приступить к лечению. В нашей лаборатории Вы сможете пройти все необходимые исследования.

Цены на услуги Услуги

  • Аланинаминотрансфераза (АЛТ) 385 a
  • Аспартатаминотрансфераза (АСТ) 385 a
  • Щелочная фосфатаза 385 a
  • Альфа-амилаза общая 385 a
  • Альфа-амилаза панкреатическая 385 a
  • Гамма-глутамилтранспептидаза (ГГТП) 385 a
  • Липаза 495 a
  • Креатинкиназа / креатинфосфокиназа (КК/КФК) 385 a
  • Креатинкиназа МВ (КФК-МБ) 605 a
  • Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) 385 a
  • Ренин 2002 a
  • Лактат (молочная кислота) в плазме крови 1210 a
  • Холинэстераза 385 a
  • Гастропанель 4700 a
  • Гастрин 1540 a
  • Пепсиноген I 1650 a
  • Ливер-тест 660 a
  • Эластаза в сыворотке 5100 a

Наши клиники в Санкт-Петербурге

Получить подробную информацию и записаться на прием Вы можете по телефону +7 (812) 640-55-25

Свойства ферментов:

  • В первую очередь, как уже было сказано выше, ферменты непосредственно влияют на скорость химических реакций, происходящих внутри организма.
  • Специфичность действия. Так как в организме постоянно протекает огромное количество реакций, для ускорения каждой из них вырабатывается свой особый фермент, который не может действовать на другие процессы. В связи со специфичностью действия различают две группы ферментов:
  1. относительную — фермент катализирует определённый вид реакций;
  2. абсолютную — когда фермент отвечает за ход только одной реакции.
  • Активность ферментов характеризует их способность в различной степени ускорять происходящие в организме реакции. Этот показатель зависит от следующих факторов: температуры, рН среды т. д.

Виды анализов на ферменты

Аланинаминотрансфераза (АЛТ) является ферментом печени и принимает участие в обмене аминокислот. При разрушении клеток почек, печени, скелетной мускулатуры и сердечной мышцы происходит увеличение концентрации АЛТ в крови. Результаты анализа могут указывать на следующие заболевания:

  • вирусный гепатит А и другие виды гепатита;
  • цирроз или рак печени;
  • поражение печени токсинами;
  • хронический алкоголизм;
  • панкреатит;
  • желтуха;
  • инфаркт миокарда;
  • ожоги.

Амилаза вырабатывается в поджелудочной и слюнных железах. Обеспечивает расщепление углеводов, поступающих в организм вместе с пищей. Повышенное содержание альфа-амилазы является симптомом следующих заболеваний: киста, перитонит, панкреатит, паротит, сахарный диабет, почечная недостаточность. Так же увеличение альфа-амилазы происходит при прерывании беременности или травме живота. Панкреатическая амилаза синтезируется в поджелудочной железе. Её уровень возрастает при травмах поджелудочной железы, острых панкреатитах, почечной недостаточности, алкоголизме, язве.

Аспартатаминотрансфераза (АСТ) — фермент, который содержится в нервной, скелетной тканях, а так же в клетках сердца, почек, печени и других органов. Результаты анализа могут давать как повышенные значения (при раке печени, гепатите, сердечной недостаточности, стенокардии), так показывать и низкий уровень вследствие разрыва печени и тяжёлых заболеваний.

Креатинкиназа входит в состав клеток головного мозга, лёгких, щитовидной железы, скелетной мускулатуры, сердечной мышцы. Повышение креатинкиназы отмечается, когда происходит нарушение в работе любого из перечисленных органов. Наиболее часто увеличение активности наблюдается при остром инфаркте миокарда, заболеваниях скелетных мышц, головного мозга, гипотериозе.

Липаза синтезируется органами для расщепления жиров. Анализ проводится для выявления и диагностики заболеваний. Повышенное содержание липазы в крови говорит о наличии следующих заболеваний:

  • опухоли;
  • панкреатит;
  • болезни желчного пузыря;
  • рак молочной железы;
  • почечная недостаточность;
  • ожирение;
  • подагра.

Понижение уровня встречается в случае возникновения онкологических заболеваний.

Холинэстераза образуется в печени. Анализ на холинэстеразу проводится для оценки функции печени либо при отравлении инсектицидами. Содержание фермента резко снижается при тяжёлых заболеваниях печени, инфаркте миокарда, циррозе, онкологических заболеваниях, гепатите (например, при гепатите В). Понижение уровня этого фермента характерно на последнем сроке беременности, в то время как на начальном этапе отмечается его увеличение. Повышение холинэстеразы является симптомом следующих заболеваний: ожирение, рак молочной железы, столбняк, сахарный диабет, алкоголизм, маниакально-депрессивный психоз, неврозы.

Щелочная фосфатаза принимает участие в обмене фосфорной кислоты. Проводят анализ для диагностики заболеваний печени, костной системы. Повышение щелочной фосфатазы встречается при миеломной болезни, рахите, инфекционном мононуклеозе, поражениях костей, заболеваниях печени, снижение – признак недостатка витаминов, магния, цинка, анемии. При мониторинге беременности так же проводится анализ на щелочную фосфатазу. Снижение её активности происходит в случае недостаточного развития плаценты.

30% скидка на анализы по воскресеньям во всех филиалах «Медицентр»

Ферменты – биологические катализаторы. Значение ферментов

В природе существуют особые вещества белковой природы, одинаково успешно функционирующие как в живой клетке, так и за её пределами. Это ферменты. С их помощью организм переваривает пищу, выращивает и разрушает клетки, благодаря им эффективно работают все системы нашего организма и, в первую очередь, центральная нервная система. Без ферментов в мире не существовало бы йогурта, кефира, сыра, брынзы, кваса, готовых каш, детского питания. Из чего состоят и как устроены эти биокатализаторы, недавно ставшие верными помощниками биотехнологов, как их отличают друг от друга, как они облегчают нашу жизнь, об этом вы узнаете из этого урока.

Определение ферментов

Ферменты – это белковые молекулы, которые синтезируются живыми клетками. В каждой клетке насчитывается более сотни различных ферментов. Роль ферментов в клетке колоссальна. С их помощью химические реакции идут с высокой скоростью, при температуре, подходящей для данного организма.

То есть ферменты – это биологические катализаторы, которые облегчают протекание химической реакции и за счет этого увеличивают её скорость. Как катализаторы они не изменяют направление реакции и не расходуются в процессе реакции.

Ферментыбиокатализаторы – вещества, увеличивающие скорость химических реакций.

Без ферментов все реакции в живых организмах протекали бы очень медленно и не могли бы поддерживать его жизнеспособность.

Наглядный пример работы ферментов – сладковатый вкус во рту, который появляется при пережевывании продуктов, содержащих крахмал (например, риса или картофеля). Появление сладкого вкуса связано с работой фермента амилазы, которая присутствует в слюне и расщепляет крахмал (рис. 1). Крахмал является полисахаридом, и сам по себе безвкусный, но продукты расщепления крахмала (моносахариды) с меньшей молекулярной массой (декстрины, мальтоза, глюкоза) сладкие на вкус.

Рис. 1. Механизм действия амилазы

Все ферменты – глобулярные белки с третичной или четвертичной структурой. Ферменты могут быть простыми, состоящими только из белка, и сложными.

Сложные ферменты состоят из белковой и небелковой части (белковая часть – апофермент, а добавочная небелковая – кофермент). В качестве кофермента могут выступать витамины – E, K, B групп (рис. 2).

Рис. 2. Классификация ферментов по их составу

Фермент взаимодействует с субстратом, не всей молекулой, а отдельной её частью – т. н. активным центром.

Механизм действия ферментов

Фермент взаимодействует с субстратом и образует короткоживущий фермент-субстратный комплекс. По завершении реакции, фермент-субстратный комплекс распадается на продукты и фермент. Фермент в итоге не изменяется: по окончании реакции он остается таким же, каким был до неё, и может теперь взаимодействовать с новой молекулой субстрата (рис. 3).

Ферменты и их функции

В организме насчитывается всего около двух тысяч ферментов, каждый из которых выполняет свою уникальную функцию, катализирует один биохимический процесс.

Общепринятая классификация делит все ферменты на шесть классов по типу катализируемой реакции:

  • Оксидоредуктазы – участвуют в нескольких типах окислительно — восстановительных реакций, где переносят водород, электроны и катализируют биологическое окисление. (оксидаза, пероксидаза, дегидрогеназа).
  • Трансферазы – переносят группы атомов, метильные, карбоксильные, амино, сульфо, формильные и фосфорильные группы.
  • Гидролазы – участвуют в гидролитическом расщеплении. Представители этой группы носят названия в соответствии с типом разрываемой связи (пептидазы, гликозидазы, амилазы, эстеразы, липазы, фосфодиэстеразы, фосфатазы, уреаза).
  • Лиазы – отщепляют группы (например: СО2, Н2О, NH3) от молекулы субстрата (катализируемое исходное вещество) не гидролитическим способом (декарбоксилаза, альдолаза, лиаза, дегидратаза, дезаминаза).
  • Изомеразы – катализируют внутримолекулярное превращение изомеров (в том числе рацемилизацию, цистрансизомеризацию).
  • Лигазы – участвуют в реакциях соединения: белковом синтезе, биосинтезе глутамина, активации аминокислот, синтезе жирных кислот.

Для упрощения понимания того, чем заняты ферменты, их можно разделить по выполняемым функциям на несколько групп:

  • пищеварительные
  • метаболические
  • защитные

Пищеварительные ферменты действуют практически на всем протяжении пищеварительного тракта – расщепляют пищевые компоненты до химических соединений и способствуют их всасыванию в стенки кишечника с последующим попаданием в кровяное русло, где полезные вещества продолжают свой путь до клеток.

Например, амилаза (класс Гидролаза) находится в слюне, в секрете поджелудочной железы, в кишечнике, где расщепляет углеводы (ее разновидности расщепляют сахара)

Протеаза (класс Гидролаза), протеолитические ферменты, ускоряют гидролиз белков. Представители этой группы пепсин и трипсин расщепляют белки и полипептиды до аминокислот. Пепсин (выделяют железы слизистой желудка) работает в желудке в кислой среде и в кишечнике. Трипсин выделяется поджелудочной железой в виде профермента трипсиногена и активируется в кишечнике другими ферментами.

Липаза (класс Гидролаза), вырабатывается слюнными железами (у детей) и поджелудочной железой, расщепляет жиры, работает в двенадцатиперстной кишке.

Остатки веществ, «ускользнувшие» от действия ферментов, выделяемых самим организмом в ЖКТ, попадают в просвет толстого кишечника, где за их расщепление отвечают бактерии.

Кроме пищеварения, ферменты катализируют метаболические процессы дыхания (оксидаза, пероксидаза и каталаза); расщепляют гликозиды и полисахариды (карбоксидаза (арбутаза)), расщепляют мочевину (уреаза), регулируют процессы роста (кофермент биотин), участвуют в работе нервной системы, в процессах сокращения мышечной ткани и многих других процессах.

Кроме своих основных функций многие ферменты обладают способностью ликвидировать воспалительные процессы в организме подобно иммунным агентам — активируют систему комплемента при иммунном ответе (панкреатин, пепсин, ренин, трипсин и химотрипсин), участвуют в процессах свертывания крови (тромбин).

Ферменты клетки, отвечающие за метаболические процессы внутри клетки, в клеточном содержимом распределены упорядоченно, «по отсекам». Гидролазы и лиазы располагаются, как правило, в лизосомах; окислительно – восстановительные ферменты (например, цитохромы) находятся в митохондриях. Ферменты, активирующие аминокислоты, находятся в гиалоплазме и ядре. В рибосомах находятся ферменты – переносчики аминокислотных остатков. Каждая секция с ферментами участвует в отдельных циклах реакции, которые хорошо скоординированы между собой и таким образом обеспечивают жизнедеятельность каждой отдельной клетки и организма в целом.

При повреждении клеточных мембран в результате патологических процессов, клеточные ферменты попадают в русло крови, где развивают свою активность. При лабораторных исследованиях такая высокая ферментативная активность обращает на себя внимание и служит сигналом патологических явлений в организме. В зависимости от того, какой именно фермент активизируется, определяют, который из органов пострадал.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector