რისგან შედგება ფერმენტები. ფერმენტები ბიოლოგიური კატალიზატორებია

ნებისმიერი ორგანიზმის სიცოცხლე შესაძლებელია მასში მიმდინარე მეტაბოლური პროცესების გამო. ეს რეაქციები კონტროლდება ბუნებრივი კატალიზატორებით, ანუ ფერმენტებით. ამ ნივთიერებების სხვა სახელია ფერმენტები. ტერმინი "ფერმენტები" მომდინარეობს ლათინური fermentum-დან, რაც ნიშნავს "მაწონს". კონცეფცია ისტორიულად გაჩნდა დუღილის პროცესების შესწავლაში.

ბრინჯი. 1 - დუღილი საფუარის გამოყენებით - ფერმენტული რეაქციის ტიპიური მაგალითი

კაცობრიობა დიდი ხანია სარგებლობდა ამ ფერმენტების სასარგებლო თვისებებით. მაგალითად, მრავალი საუკუნის განმავლობაში, ყველს რძისგან ამზადებდნენ ნივრის გამოყენებით.

ფერმენტები განსხვავდება კატალიზატორებისგან იმით, რომ ისინი მოქმედებენ ცოცხალ ორგანიზმში, ხოლო კატალიზატორები - უსულო ბუნებაში. ბიოქიმიის ფილიალს, რომელიც სწავლობს სიცოცხლისთვის ამ აუცილებელ ნივთიერებებს, ეწოდება ფერმენტოლოგია.

ფერმენტების ზოგადი თვისებები

ფერმენტები არის ცილის მოლეკულები, რომლებიც ურთიერთქმედებენ სხვადასხვა ნივთიერებებთან, აჩქარებენ მათ ქიმიურ ტრანსფორმაციას გარკვეული გზით. თუმცა, ისინი არ მოიხმარენ. თითოეულ ფერმენტს აქვს აქტიური ადგილი, რომელიც მიმაგრებულია სუბსტრატზე და კატალიზური ადგილი, რომელიც იწყებს კონკრეტულ ქიმიურ რეაქციას. ეს ნივთიერებები აჩქარებს ორგანიზმში მიმდინარე ბიოქიმიურ რეაქციებს ტემპერატურის ამაღლების გარეშე.

ფერმენტების ძირითადი თვისებები:

  • სპეციფიკა: ფერმენტის უნარი იმოქმედოს მხოლოდ კონკრეტულ სუბსტრატზე, მაგალითად, ცხიმებზე ლიპაზებზე;
  • კატალიზური ეფექტურობა: ფერმენტული ცილების უნარი, დააჩქაროს ბიოლოგიური რეაქციები ასობით და ათასობით ჯერ;
  • რეგულირების უნარი: თითოეულ უჯრედში ფერმენტების წარმოება და აქტივობა განისაზღვრება გარდაქმნების თავისებური ჯაჭვით, რაც გავლენას ახდენს ამ ცილების ხელახლა სინთეზის უნარზე.

ფერმენტების როლი ადამიანის ორგანიზმში არ შეიძლება გადაჭარბებული იყოს. იმ დროს, როდესაც დნმ-ის სტრუქტურა ახლახან აღმოაჩინეს, ამბობდნენ, რომ ერთი გენი პასუხისმგებელია ერთი ცილის სინთეზზე, რომელიც უკვე განსაზღვრავს გარკვეულ მახასიათებელს. ახლა ეს განცხადება ასე ჟღერს: "ერთი გენი - ერთი ფერმენტი - ერთი თვისება". ანუ უჯრედში ფერმენტების აქტივობის გარეშე სიცოცხლე ვერ იარსებებს.

კლასიფიკაცია

ქიმიურ რეაქციებში როლიდან გამომდინარე, განასხვავებენ ფერმენტების შემდეგ კლასებს:

ცოცხალ ორგანიზმში ყველა ფერმენტი იყოფა უჯრედშიდა და უჯრედგარე. უჯრედშიდა მოიცავს, მაგალითად, ღვიძლის ფერმენტებს, რომლებიც მონაწილეობენ სისხლთან დაკავშირებული სხვადასხვა ნივთიერებების ნეიტრალიზაციის რეაქციებში. ისინი სისხლში აღმოჩენილია ორგანოს დაზიანებისას, რაც ხელს უწყობს მისი დაავადებების დიაგნოზს.

უჯრედშიდა ფერმენტები, რომლებიც წარმოადგენს შინაგანი ორგანოების დაზიანების მარკერებს:

  • ღვიძლი - ალანინ ამინოტრანსფერაზა, ასპარტატ ამინოტრანსფერაზა, გამა-გლუტამილ ტრანსპეპტიდაზა, სორბიტოლ დეჰიდროგენაზა;
  • თირკმელები - ტუტე ფოსფატაზა;
  • პროსტატი - მჟავა ფოსფატაზა;
  • გულის კუნთი - ლაქტატდეჰიდროგენაზა

უჯრედგარე ფერმენტები გამოიყოფა ჯირკვლების მიერ გარე გარემოში. მათგან ძირითად გამოიყოფა სანერწყვე ჯირკვლების, კუჭის კედლის, პანკრეასის, ნაწლავების უჯრედები და აქტიურად მონაწილეობს საჭმლის მონელებაში.

საჭმლის მომნელებელი ფერმენტები

საჭმლის მომნელებელი ფერმენტები არის ცილები, რომლებიც აჩქარებენ საკვების შემადგენელი დიდი მოლეკულების დაშლას. ისინი ასეთ მოლეკულებს ყოფენ უფრო პატარა ფრაგმენტებად, რომლებიც უფრო ადვილად ითვისებენ უჯრედებს. საჭმლის მომნელებელი ფერმენტების ძირითადი ტიპებია პროტეაზები, ლიპაზები და ამილაზები.

მთავარი საჭმლის მომნელებელი ჯირკვალი არის პანკრეასი. ის აწარმოებს ამ ფერმენტების უმეტესობას, ისევე როგორც ნუკლეაზებს, რომლებიც არღვევენ დნმ-ს და რნმ-ს და პეპტიდაზებს, რომლებიც მონაწილეობენ თავისუფალი ამინომჟავების ფორმირებაში. უფრო მეტიც, წარმოქმნილი ფერმენტების მცირე რაოდენობას შეუძლია დიდი რაოდენობით საკვების „დამუშავება“.

საკვები ნივთიერებების ფერმენტული დაშლის დროს გამოიყოფა ენერგია, რომელიც იხარჯება მეტაბოლური პროცესებისა და სასიცოცხლო აქტივობისთვის. ფერმენტების მონაწილეობის გარეშე, ასეთი პროცესები ძალიან ნელა წარიმართება, რაც ორგანიზმს არ მიეწოდება საკმარისი ენერგიით.

გარდა ამისა, ფერმენტების მონაწილეობა საჭმლის მონელების პროცესში უზრუნველყოფს საკვები ნივთიერებების დაშლას მოლეკულებად, რომლებსაც შეუძლიათ გაიარონ ნაწლავის კედლის უჯრედები და შევიდნენ სისხლში.

ამილაზა

ამილაზა წარმოიქმნება სანერწყვე ჯირკვლების მიერ. ის მოქმედებს საკვებ სახამებელზე, რომელიც გლუკოზის მოლეკულების გრძელი ჯაჭვისაგან შედგება. ამ ფერმენტის მოქმედების შედეგად იქმნება სექციები, რომლებიც შედგება ორი დაკავშირებული გლუკოზის მოლეკულისგან, ეს არის ფრუქტოზა და სხვა მოკლე ჯაჭვის ნახშირწყლები. ისინი შემდგომში მეტაბოლიზდება გლუკოზამდე ნაწლავებში და იქიდან შეიწოვება სისხლში.

სანერწყვე ჯირკვლები სახამებლის მხოლოდ ნაწილს ანადგურებს. სანერწყვე ამილაზა აქტიურია საკვების ღეჭვის დროს მცირე ხნით. კუჭში მოხვედრის შემდეგ ფერმენტი ინაქტივირებულია მისი მჟავე შემცველობით. სახამებლის უმეტესი ნაწილი უკვე იშლება თორმეტგოჯა ნაწლავში პანკრეასის ამილაზას მოქმედებით, რომელიც წარმოიქმნება პანკრეასის მიერ.


ბრინჯი. 2 - ამილაზა იწყებს სახამებლის დაშლას

პანკრეასის ამილაზას მოქმედებით წარმოქმნილი მოკლე ნახშირწყლები შედიან წვრილ ნაწლავში. აქ მალტაზას, ლაქტაზას, საქარაზას, დექსტრინაზას დახმარებით ისინი იშლება გლუკოზის მოლეკულებამდე. ბოჭკო, რომელიც არ იშლება ფერმენტებით, გამოიყოფა ნაწლავებიდან განავლით.

პროტეაზები

ცილები ან ცილები ადამიანის დიეტის განუყოფელი ნაწილია. მათი გაყოფის ფერმენტები - პროტეაზები აუცილებელია. ისინი განსხვავდებიან სინთეზის ადგილის, სუბსტრატებისა და სხვა მახასიათებლების მიხედვით. ზოგიერთი მათგანი აქტიურია კუჭში, როგორიცაა პეპსინი. სხვები წარმოიქმნება პანკრეასის მიერ და აქტიურია ნაწლავის სანათურში. თავად ჯირკვალში გამოიყოფა არააქტიური ფერმენტის წინამორბედი, ქიმოტრიფსინოგენი, რომელიც მოქმედებას იწყებს მხოლოდ მჟავე საკვების შემცველობასთან შერევის შემდეგ, გადაიქცევა ქიმოტრიფსინში. ეს მექანიზმი ხელს უწყობს პანკრეასის უჯრედების პროტეაზების მიერ თვითდაზიანების თავიდან აცილებას.


ბრინჯი. 3 - ცილების ფერმენტული დაშლა

პროტეაზები არღვევენ საკვების ცილებს პატარა ფრაგმენტებად - პოლიპეპტიდებად. ფერმენტები - პეპტიდაზები ანადგურებენ მათ ამინომჟავებამდე, რომლებიც შეიწოვება ნაწლავებში.

ლიპაზები

დიეტური ცხიმები იშლება ლიპაზას ფერმენტებით, რომლებიც ასევე წარმოიქმნება პანკრეასის მიერ. ისინი ანადგურებენ ცხიმის მოლეკულებს ცხიმოვან მჟავებად და გლიცეროლად. ასეთი რეაქცია მოითხოვს ნაღვლის თორმეტგოჯა ნაწლავის სანათურში ყოფნას, რომელიც წარმოიქმნება ღვიძლში.


ბრინჯი. 4 - ცხიმების ფერმენტული ჰიდროლიზი

ჩანაცვლებითი თერაპიის როლი მიკრაზიმთან

საჭმლის მომნელებელი დარღვევების მქონე მრავალი ადამიანისთვის, განსაკუთრებით პანკრეასის დაავადებების მქონე ადამიანებისთვის, ფერმენტების მიღება უზრუნველყოფს ორგანოს ფუნქციურ მხარდაჭერას და აჩქარებს შეხორცების პროცესს. პანკრეატიტის შეტევის ან სხვა მწვავე სიტუაციის შეჩერების შემდეგ, ფერმენტების მიღება შეიძლება შეწყდეს, რადგან ორგანიზმი დამოუკიდებლად აღადგენს მათ სეკრეციას.

ფერმენტული პრეპარატების ხანგრძლივი გამოყენება აუცილებელია მხოლოდ მძიმე ეგზოკრინული პანკრეასის უკმარისობის დროს.

ერთ-ერთი ყველაზე ფიზიოლოგიური მისი შემადგენლობით არის პრეპარატი "მიკრაზიმი". იგი შედგება პანკრეასის წვენში შემავალი ამილაზას, პროტეაზებისა და ლიპაზასგან. ამიტომ, არ არის საჭირო ცალკე არჩევა, რომელი ფერმენტი უნდა იქნას გამოყენებული ამ ორგანოს სხვადასხვა დაავადების დროს.

ამ მედიკამენტის გამოყენების ჩვენებები:

  • ქრონიკული პანკრეატიტი, კისტოზური ფიბროზი და პანკრეასის ფერმენტების არასაკმარისი სეკრეციის სხვა მიზეზები;
  • ღვიძლის, კუჭის, ნაწლავების ანთებითი დაავადებები, განსაკუთრებით მათზე ოპერაციების შემდეგ, საჭმლის მომნელებელი სისტემის უფრო სწრაფად აღდგენისთვის;
  • კვების შეცდომები;
  • საღეჭი ფუნქციის დარღვევა, მაგალითად, სტომატოლოგიური დაავადებებით ან პაციენტის უმოძრაობით.

საჭმლის მომნელებელი ფერმენტების ჩანაცვლებითი მიზნებისთვის მიღება ხელს უწყობს შებერილობის, ფხვიერი განავლის და მუცლის ტკივილის თავიდან აცილებას. გარდა ამისა, პანკრეასის მძიმე ქრონიკული დაავადებების დროს, Micrasim მთლიანად იღებს საკვები ნივთიერებების გაყოფის ფუნქციას. ამიტომ, ისინი თავისუფლად შეიწოვება ნაწლავებში. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია კისტოზური ფიბროზის მქონე ბავშვებისთვის.

მნიშვნელოვანია: გამოყენებამდე წაიკითხეთ ინსტრუქციები ან მიმართეთ ექიმს.

>>> ფერმენტები

რა იცით ფერმენტების შესახებ? სწორედ მათგან მზადდება ის აბები, რომლებსაც ტელევიზიით ყოველთვის რეკლამებენ? ეხმარებიან თუ არა ისინი შემწვარი ქათმის და ღვეზელების მთის მონელებას? არც ისე ბევრი ინფორმაცია. გსურთ მეტი იცოდეთ? წაიკითხეთ ეს სტატია.

ფერმენტები არის ნივთიერებები, რომელთა გარეშეც ორგანიზმში მრავალი პროცესი შეუძლებელია. ფაქტობრივად, ფერმენტები მონაწილეობენ არა მხოლოდ საკვების მონელებაში, არამედ ცენტრალური ნერვული სისტემის მუშაობაში, ახალი უჯრედების ზრდის პროცესებში.
ფერმენტები არის ცილები. მაგრამ ისინი ასევე შეიცავს მინერალურ მარილებს. არსებობს ბევრი ფერმენტი და თითოეულს აქვს სრულიად უნიკალური ეფექტი ნივთიერებების ვიწრო სპექტრზე. ფერმენტები ერთმანეთს ვერ შეცვლის.

ფერმენტებს შეუძლიათ იმოქმედონ მხოლოდ ტემპერატურაზე, რომელიც არ აღემატება ორმოცდათოთხმეტი გრადუსს. მაგრამ ძალიან დაბალი ტემპერატურა ასევე არ უწყობს ხელს მათ აქტივობას. ადამიანის ორგანიზმში ხომ ფერმენტები „მუშაობენ“ და სწორედ სხეულის ტემპერატურაა მათთვის ოპტიმალური. მზის სხივები და ჟანგბადი საზიანოა ფერმენტებისთვის. ცხიმების, ცილების, მინერალებისა და ნახშირწყლების მეტაბოლიზმი ხდება მხოლოდ ფერმენტების არსებობისას.

ფერმენტები მუშაობენ ნაწლავებში. ამავდროულად, ვიტამინი E ეხმარება ფერმენტებს ნაწლავებში უცვლელ მდგომარეობაში შეღწევაში. ფერმენტების მუშაობა მნიშვნელოვნად ამცირებს ორგანიზმის ენერგიის ხარჯებს საკვების გადამუშავებისთვის. თუ თქვენ არ ხართ უმი ხილისა და ბოსტნეულის გულშემატკივარი, მაშინ, სავარაუდოდ, თქვენი სხეული არ გამოიმუშავებს საკმარის ფერმენტებს.

ყველა ფერმენტი იყოფა სამ ძირითად ჯგუფად: ამილაზა, ლიპაზა და პროტეაზა.
ფერმენტი ამილაზასაჭიროა ნახშირწყლების გადამუშავებისთვის. ამილაზას გავლენით ნახშირწყლები ნადგურდება და ადვილად შეიწოვება სისხლში. ამილაზა არის როგორც ნერწყვში, ასევე ნაწლავში. ამილაზა ასევე განსხვავდება. შაქრის თითოეულ ტიპს აქვს ამ ფერმენტის საკუთარი ტიპი.

ლიპაზა- ეს არის ფერმენტები, რომლებიც კუჭის წვენშია და წარმოიქმნება პანკრეასის მიერ. ლიპაზა აუცილებელია ორგანიზმის მიერ ცხიმების შეწოვისთვის.

პროტეაზა- ეს არის ფერმენტების ჯგუფი, რომლებიც გვხვდება კუჭის წვენში და ასევე გამოიმუშავებს პანკრეასს. გარდა ამისა, პროტეაზა ასევე იმყოფება ნაწლავში. პროტეაზა აუცილებელია ცილების დაშლისთვის.

არსებობს ფერმენტები, რომლებიც იწყებენ მეტაბოლურ პროცესებს უჯრედებში. სხეულში პრაქტიკულად არ არსებობს ისეთი სისტემა, რომელიც არ გამოიმუშავებს საკუთარ ფერმენტებს. ასევე არის საკვები, რომელსაც აქვს საკუთარი ფერმენტები. ეს არის ავოკადო, ანანასი, პაპაია, მანგო, ბანანი და სხვადასხვა ამონაყარი მარცვლეული.

ორგანიზმი ასევე გამოიმუშავებს ეგრეთ წოდებულ პროტეოლიზურ ფერმენტებს, რომლებიც არა მხოლოდ მონაწილეობენ საჭმლის მონელებაში, არამედ ათავისუფლებს ანთებას. ეს ფერმენტებია პანკრეატინი, პეპსინი, რენინი, ტრიფსინი და ქიმოტრიფსინი.

დოზის ფორმაში ყველაზე გავრცელებულია პანკრეატინის ფერმენტი. იგი გამოიყენება ორგანიზმში ფერმენტების ნაკლებობის შემთხვევაში, საჭმლის მონელების გასაადვილებლად, კვებითი ალერგიის, სხვადასხვა მძიმე იმუნური დარღვევების, აგრეთვე სხვა რთული შინაგანი დაავადებების დროს.

თუ გაწუხებთ ფერმენტის დეფიციტი, მაშინ სასურველია გამოიყენოთ მედიკამენტები, რომლებიც შეიცავს რამდენიმე ფერმენტს ერთდროულად. მაგრამ არსებობს პრეპარატები, რომლებიც შეიცავს მხოლოდ ერთ ფერმენტს. როგორც წესი, ფერმენტული პრეპარატების მიღება უნდა მოხდეს საკვებთან ერთად, მაგრამ ზოგჯერ უფრო ეფექტურია ჭამის შემდეგ. მედიკამენტები, რომლებიც შეიცავს ფერმენტებს, უნდა ინახებოდეს მაცივარში.

ფერმენტულ პრეპარატებს უსაფრთხოდ შეიძლება ეწოდოს დიეტური დანამატები (ბიოლოგიურად აქტიური დანამატები). მაგრამ მაინც არ ღირს მათი დიდი ხნის განმავლობაში უკონტროლოდ გამოყენება. უმჯობესია ექიმთან კონსულტაციები.

Წაიკითხე მეტი:



















ხშირად ვიტამინებთან, მინერალებთან და ადამიანის ორგანიზმისთვის სასარგებლო სხვა ელემენტებთან ერთად ნახსენებია ნივთიერებები, რომლებსაც ფერმენტები ეწოდება. რა არის ფერმენტები და რა ფუნქციას ასრულებენ ისინი ორგანიზმში, როგორია მათი ბუნება და სად მდებარეობს?

ეს არის ცილოვანი ბუნების ნივთიერებები, ბიოკატალიზატორები. მათ გარეშე არ იქნებოდა ბავშვის საკვები, მზა მარცვლეული, კვაზი, ყველი, ყველი, იოგურტი, კეფირი. ისინი გავლენას ახდენენ ადამიანის სხეულის ყველა სისტემის ფუნქციონირებაზე. ამ ნივთიერებების არასაკმარისი ან გადაჭარბებული აქტივობა უარყოფითად მოქმედებს ჯანმრთელობაზე, ამიტომ უნდა იცოდეთ რა არის ფერმენტები, რათა თავიდან აიცილოთ მათი ნაკლებობით გამოწვეული პრობლემები.

რა არის ეს?

ფერმენტები არის ცილის მოლეკულები, რომლებიც სინთეზირებულია ცოცხალი უჯრედების მიერ. თითოეულ საკანში ასზე მეტია. ამ ნივთიერებების როლი კოლოსალურია. ისინი გავლენას ახდენენ ქიმიური რეაქციების სიჩქარეზე მოცემული ორგანიზმისთვის შესაფერის ტემპერატურაზე. ფერმენტების კიდევ ერთი სახელია ბიოლოგიური კატალიზატორები. ქიმიური რეაქციის სიჩქარის ზრდა ხდება მისი მიმდინარეობის გაადვილებით. როგორც კატალიზატორები, ისინი არ მოიხმარენ რეაქციის დროს და არ ცვლიან მის მიმართულებას. ფერმენტების ძირითადი ფუნქციებია ის, რომ მათ გარეშე ყველა რეაქცია ცოცხალ ორგანიზმებში ძალიან ნელა წარიმართება და ეს შესამჩნევად იმოქმედებს სიცოცხლისუნარიანობაზე.

მაგალითად, სახამებლის შემცველი საკვების (კარტოფილი, ბრინჯი) ღეჭვისას პირში ჩნდება ტკბილი გემო, რაც ასოცირდება ამილაზას მუშაობასთან, ფერმენტი, რომელიც არღვევს ნერწყვში არსებულ სახამებელს. თავისთავად, სახამებელი უგემოვნოა, რადგან ის პოლისაქარიდია. მის დაშლის პროდუქტებს (მონოსაქარიდებს) აქვთ ტკბილი გემო: გლუკოზა, მალტოზა, დექსტრინები.

ყველა იყოფა მარტივ და რთულად. პირველი შედგება მხოლოდ ცილისგან, ხოლო მეორე შედგება ცილოვანი (აპოენზიმი) და არაცილოვანი (კოენზიმი) ნაწილებისგან. B, E, K ჯგუფების ვიტამინები შეიძლება იყოს კოენზიმები.

ფერმენტების კლასები

ტრადიციულად, ეს ნივთიერებები იყოფა ექვს ჯგუფად. სახელი მათ თავდაპირველად ეწოდა სუბსტრატის მიხედვით, რომელზედაც მოქმედებს გარკვეული ფერმენტი, მის ფესვზე დაბოლოების -ase დამატებით. ასე რომ, იმ ფერმენტებს, რომლებიც ახდენენ ცილების (ცილების) ჰიდროლიზებას, დაიწყეს ეწოდოს პროტეინაზები, ცხიმები (ლიპოსი) - ლიპაზები, სახამებელი (ამილონი) - ამილაზები. შემდეგ ფერმენტებმა, რომლებიც ახდენენ მსგავსი რეაქციების კატალიზებას, მიიღეს სახელები, რომლებიც მიუთითებს შესაბამისი რეაქციის ტიპზე - აცილაზეები, დეკარბოქსილაზები, ოქსიდაზები, დეჰიდროგენაზები და სხვა. ამ სახელების უმეტესობა დღესაც გამოიყენება.

მოგვიანებით, საერთაშორისო ბიოქიმიურმა კავშირმა შემოიღო ნომენკლატურა, რომლის მიხედვითაც ფერმენტების დასახელება და კლასიფიკაცია უნდა შეესაბამებოდეს კატალიზებული ქიმიური რეაქციის ტიპსა და მექანიზმს. ამ ნაბიჯმა შვება მოიტანა იმ მონაცემების სისტემატიზაციაში, რომლებიც დაკავშირებულია მეტაბოლიზმის სხვადასხვა ასპექტთან. რეაქციები და ფერმენტები, რომლებიც მათ კატალიზებას ახდენენ, იყოფა ექვს კლასად. თითოეული კლასი შედგება რამდენიმე ქვეკლასისგან (4-13). ფერმენტის სახელწოდების პირველი ნაწილი შეესაბამება სუბსტრატის სახელს, მეორე - კატალიზებული რეაქციის ტიპს დაბოლოებით -აზა. თითოეულ ფერმენტს კლასიფიკაციის (CF) მიხედვით აქვს თავისი კოდის ნომერი. პირველი ციფრი შეესაბამება რეაქციის კლასს, შემდეგი ქვეკლასს და მესამე ქვეკლასს. მეოთხე ციფრი მიუთითებს ფერმენტის რაოდენობას მის ქვეკლასში. მაგალითად, თუ EC არის 2.7.1.1, მაშინ ფერმენტი ეკუთვნის მე-2 კლასს, მე-7 ქვეკლასს, 1 ქვეკლასს. ბოლო რიცხვი ეხება ფერმენტ ჰექსოკინაზას.

მნიშვნელობა

თუ ვსაუბრობთ იმაზე, თუ რა არის ფერმენტები, არ შეგვიძლია უგულებელვყოთ საკითხი მათი მნიშვნელობის შესახებ თანამედროვე სამყაროში. ისინი ფართოდ გამოიყენება ადამიანის საქმიანობის თითქმის ყველა დარგში. მათი ასეთი გავრცელება განპირობებულია იმით, რომ მათ შეუძლიათ შეინარჩუნონ უნიკალური თვისებები ცოცხალი უჯრედების გარეთ. მედიცინაში, მაგალითად, გამოიყენება ლიპაზების, პროტეაზებისა და ამილაზების ჯგუფების ფერმენტები. ისინი ანადგურებენ ცხიმებს, ცილებს, სახამებელს. როგორც წესი, ეს ტიპი არის ისეთი წამლების ნაწილი, როგორიცაა Panzinorm, Festal. ეს სახსრები ძირითადად გამოიყენება კუჭ-ნაწლავის ტრაქტის დაავადებების სამკურნალოდ. ზოგიერთ ფერმენტს შეუძლია სისხლძარღვებში თრომბის დაშლა, ისინი ხელს უწყობენ ჩირქოვანი ჭრილობების მკურნალობას. ონკოლოგიური დაავადებების მკურნალობაში განსაკუთრებული ადგილი უჭირავს ფერმენტულ თერაპიას.

სახამებლის დაშლის უნარის გამო ფერმენტ ამილაზა ფართოდ გამოიყენება კვების მრეწველობაში. ამავე ზონაში გამოიყენება ლიპაზები, რომლებიც ანადგურებენ ცხიმებს და პროტეაზებს, რომლებიც ანადგურებენ ცილებს. ამილაზას ფერმენტები გამოიყენება ლუდსახარშში, მეღვინეობასა და საცხობში. მზა ბურღულეულის მომზადებისა და ხორცის დასარბილებლად გამოიყენება პროტეაზები. ყველის წარმოებაში გამოიყენება ლიპაზები და ბადე. კოსმეტიკური ინდუსტრია მათ გარეშეც არ შეუძლია. ისინი სარეცხი ფხვნილების, კრემების ნაწილია. სარეცხი ფხვნილებში, მაგალითად, ემატება ამილაზა, რომელიც არღვევს სახამებელს. პროტეინის მინარევები და ცილები იშლება პროტეაზებით, ხოლო ლიპაზები ასუფთავებენ ქსოვილს ზეთისა და ცხიმისგან.

ფერმენტების როლი ორგანიზმში

ადამიანის ორგანიზმში მეტაბოლიზმზე ორი პროცესია პასუხისმგებელი: ანაბოლიზმი და კატაბოლიზმი. პირველი უზრუნველყოფს ენერგიისა და აუცილებელი ნივთიერებების შეწოვას, მეორე - ნარჩენების დაშლას. ამ პროცესების მუდმივი ურთიერთქმედება გავლენას ახდენს ნახშირწყლების, ცილების და ცხიმების შეწოვაზე და ორგანიზმის სასიცოცხლო ფუნქციების შენარჩუნებაზე. მეტაბოლური პროცესები რეგულირდება სამი სისტემით: ნერვული, ენდოკრინული და სისხლის მიმოქცევის სისტემა. მათ შეუძლიათ ნორმალური ფუნქციონირება ფერმენტების ჯაჭვის დახმარებით, რაც თავის მხრივ უზრუნველყოფს ადამიანის ადაპტაციას გარე და შიდა გარემოს პირობებში ცვლილებებთან. ფერმენტები შეიცავს როგორც ცილოვან, ასევე არაცილოვან პროდუქტებს.

ორგანიზმში ბიოქიმიური რეაქციების პროცესში, რომლის დროსაც ფერმენტები მონაწილეობენ, ისინი თავად არ მოიხმარენ. თითოეულ მათგანს აქვს თავისი ქიმიური სტრუქტურა და თავისი უნიკალური როლი, ამიტომ თითოეული იწყებს მხოლოდ გარკვეულ რეაქციას. ბიოქიმიური კატალიზატორები ეხმარება სწორ ნაწლავს, ფილტვებს, თირკმელებს, ღვიძლს ორგანიზმიდან ტოქსინებისა და ნარჩენების გამოდევნაში. ისინი ასევე ხელს უწყობენ კანის, ძვლების, ნერვული უჯრედების, კუნთოვანი ქსოვილების მშენებლობას. გლუკოზის დაჟანგვისთვის გამოიყენება სპეციფიური ფერმენტები.

ორგანიზმში არსებული ყველა ფერმენტი იყოფა მეტაბოლურ და საჭმლის მომნელებლად. მეტაბოლური მონაწილეობს ტოქსინების განეიტრალებაში, ცილების და ენერგიის გამომუშავებაში და აჩქარებს ბიოქიმიურ პროცესებს უჯრედებში. ასე, მაგალითად, სუპეროქსიდის დისმუტაზა არის ყველაზე ძლიერი ანტიოქსიდანტი, რომელიც ბუნებრივად გვხვდება მწვანე მცენარეების უმეტესობაში, თეთრ კომბოსტოში, ბრიუსელის კომბოსტოსა და ბროკოლში, ხორბლის ჩანასახში, მწვანილში, ქერში.

ფერმენტის აქტივობა

იმისათვის, რომ ამ ნივთიერებებმა სრულად შეასრულონ თავიანთი ფუნქციები, საჭიროა გარკვეული პირობები. მათი აქტივობა პირველ რიგში გავლენას ახდენს ტემპერატურაზე. გაზრდით, ქიმიური რეაქციების სიჩქარე იზრდება. მოლეკულების სიჩქარის გაზრდის შედეგად, ისინი უფრო მეტად შეეჯახებიან ერთმანეთს და შესაბამისად, იზრდება რეაქციის შესაძლებლობა. ოპტიმალური ტემპერატურა უზრუნველყოფს უდიდეს აქტივობას. ცილების დენატურაციის გამო, რაც ხდება ოპტიმალური ტემპერატურის ნორმიდან გადახრისას, მცირდება ქიმიური რეაქციის სიჩქარე. როდესაც გაყინვის წერტილის ტემპერატურა მიიღწევა, ფერმენტი არ დენატურდება, მაგრამ ინაქტივირებულია. სწრაფი გაყინვის მეთოდი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება პროდუქტების გრძელვადიანი შენახვისთვის, აჩერებს მიკროორგანიზმების ზრდას და განვითარებას, რასაც მოჰყვება შიგნით არსებული ფერმენტების ინაქტივაცია. შედეგად საკვები არ იშლება.

ფერმენტების აქტივობაზე გავლენას ახდენს გარემოს მჟავიანობაც. ისინი მუშაობენ ნეიტრალურ pH-ზე. მხოლოდ ზოგიერთი ფერმენტი მუშაობს ტუტე, ძლიერ ტუტე, მჟავე ან ძლიერ მჟავე გარემოში. მაგალითად, რენეტი არღვევს ცილებს ადამიანის კუჭის მაღალ მჟავე გარემოში. ფერმენტზე შეიძლება გავლენა იქონიოს ინჰიბიტორებმა და აქტივატორებმა. ზოგიერთი იონი, მაგალითად, ლითონი, ააქტიურებს მათ. სხვა იონებს აქვთ დამთრგუნველი ეფექტი ფერმენტების აქტივობაზე.

ჰიპერაქტიურობა

ფერმენტების გადაჭარბებულმა აქტივობამ თავისი შედეგები მოახდინა მთელი ორგანიზმის ფუნქციონირებაზე. პირველ რიგში, ის იწვევს ფერმენტის მოქმედების სიჩქარის მატებას, რაც თავის მხრივ იწვევს რეაქციის სუბსტრატის დეფიციტს და ქიმიური რეაქციის პროდუქტის ჭარბი წარმოქმნას. სუბსტრატების ნაკლებობა და ამ პროდუქტების დაგროვება მნიშვნელოვნად აუარესებს ჯანმრთელობის მდგომარეობას, არღვევს ორგანიზმის სასიცოცხლო აქტივობას, იწვევს დაავადებების განვითარებას და შეიძლება გამოიწვიოს ადამიანის სიკვდილი. მაგალითად, შარდმჟავას დაგროვება იწვევს პოდაგრის და თირკმელების უკმარისობას. სუბსტრატის ნაკლებობის გამო ზედმეტი პროდუქტი არ იქნება. ეს მუშაობს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ შესაძლებელია ერთი და მეორეს გაუქმება.

ფერმენტების ჭარბი აქტივობის რამდენიმე მიზეზი არსებობს. პირველი არის გენის მუტაცია; ის შეიძლება იყოს თანდაყოლილი ან შეძენილი მუტაგენების გავლენის ქვეშ. მეორე ფაქტორი არის ვიტამინის ან კვალი ელემენტის სიჭარბე წყალში ან საკვებში, რაც აუცილებელია ფერმენტის მუშაობისთვის. C ვიტამინის სიჭარბე, მაგალითად, კოლაგენის სინთეზის ფერმენტების გაზრდილი აქტივობის გამო, არღვევს ჭრილობების შეხორცების მექანიზმებს.

ჰიპოაქტიურობა

ფერმენტების როგორც მომატებული, ისე დაქვეითებული აქტივობა უარყოფითად მოქმედებს ორგანიზმის აქტივობაზე. მეორე შემთხვევაში შესაძლებელია საქმიანობის სრული შეწყვეტა. ეს მდგომარეობა მკვეთრად ამცირებს ფერმენტის ქიმიური რეაქციის სიჩქარეს. შედეგად, სუბსტრატის დაგროვებას ავსებს პროდუქტის დეფიციტი, რაც იწვევს სერიოზულ გართულებებს. სხეულის სასიცოცხლო აქტივობის დარღვევის ფონზე, ჯანმრთელობის მდგომარეობა უარესდება, ვითარდება დაავადებები და შეიძლება იყოს ფატალური შედეგი. ამიაკის დაგროვება ან ატფ-ის დეფიციტი იწვევს სიკვდილს. ოლიგოფრენია ვითარდება ფენილალანინის დაგროვების გამო. აქაც მოქმედებს პრინციპი, რომ ფერმენტული სუბსტრატის არარსებობის შემთხვევაში არ იქნება რეაქციის სუბსტრატის დაგროვება. სხეულზე ცუდი გავლენა აქვს მდგომარეობას, როდესაც სისხლის ფერმენტები არ ასრულებენ თავიანთ ფუნქციებს.

განიხილება ჰიპოაქტიურობის რამდენიმე მიზეზი. გენების მუტაცია, თანდაყოლილი თუ შეძენილი - ეს პირველია. მდგომარეობის გამოსწორება შესაძლებელია გენური თერაპიის დახმარებით. შეგიძლიათ სცადოთ გამორიცხოთ საკვებიდან დაკარგული ფერმენტის სუბსტრატები. ზოგიერთ შემთხვევაში ეს შეიძლება დაეხმაროს. მეორე ფაქტორი არის საკვებში ვიტამინის ან კვალი ელემენტის ნაკლებობა, რომელიც აუცილებელია ფერმენტის მუშაობისთვის. შემდეგი მიზეზებია ვიტამინის აქტივაციის დარღვევა, ამინომჟავების დეფიციტი, აციდოზი, უჯრედში ინჰიბიტორების გამოჩენა, ცილების დენატურაცია. ფერმენტების აქტივობა ასევე მცირდება სხეულის ტემპერატურის დაქვეითებით. ზოგიერთი ფაქტორი გავლენას ახდენს ყველა სახის ფერმენტის ფუნქციონირებაზე, ზოგი კი გავლენას ახდენს მხოლოდ გარკვეული ტიპის მუშაობაზე.

საჭმლის მომნელებელი ფერმენტები

ადამიანი ტკბება ჭამის პროცესით და ზოგჯერ უგულებელყოფს იმ ფაქტს, რომ საჭმლის მონელების მთავარი ამოცანაა საკვების გადაქცევა ნივთიერებებად, რომლებიც შეიძლება გახდეს ენერგიის წყარო და სხეულის სამშენებლო მასალა, შეიწოვება ნაწლავებში. პროტეინის ფერმენტები ხელს უწყობენ ამ პროცესს. საჭმლის მომნელებელ ნივთიერებებს გამოიმუშავებს საჭმლის მომნელებელი ორგანოები, რომლებიც მონაწილეობენ საკვების დაყოფის პროცესში. ფერმენტების მოქმედება აუცილებელია საკვებიდან საჭირო ნახშირწყლების, ცხიმების, ამინომჟავების მისაღებად, რაც წარმოადგენს ორგანიზმის ნორმალური ფუნქციონირებისთვის აუცილებელ საკვებ ნივთიერებებს და ენერგიას.

საჭმლის მონელების დარღვევის ნორმალიზებისთვის რეკომენდებულია საჭირო ცილოვანი ნივთიერებების ერთდროულად გამოყენება საკვებთან ერთად. ჭარბი კვების დროს შეგიძლიათ მიიღოთ 1-2 ტაბლეტი ჭამის შემდეგ ან მის დროს. აფთიაქებში იყიდება სხვადასხვა ფერმენტული პრეპარატების დიდი რაოდენობა, რომლებიც ხელს უწყობენ საჭმლის მონელების გაუმჯობესებას. მათი მარაგი უნდა მოხდეს ერთი ტიპის საკვები ნივთიერების მიღებისას. საკვების ღეჭვის ან გადაყლაპვის პრობლემების დროს აუცილებელია ფერმენტების მიღება კვებასთან ერთად. მათი გამოყენების მნიშვნელოვანი მიზეზები შეიძლება იყოს ისეთი დაავადებები, როგორიცაა შეძენილი და თანდაყოლილი ფერმენტოპათია, გაღიზიანებული ნაწლავის სინდრომი, ჰეპატიტი, ქოლანგიტი, ქოლეცისტიტი, პანკრეატიტი, კოლიტი, ქრონიკული გასტრიტი. ფერმენტული პრეპარატები უნდა იქნას მიღებული წამლებთან ერთად, რომლებიც გავლენას ახდენენ საჭმლის მონელების პროცესზე.

ენზიმოპათოლოგია

მედიცინაში არის მთელი განყოფილება, რომელიც ეხება დაავადებასა და გარკვეული ფერმენტის სინთეზის ნაკლებობას შორის კავშირის ძიებას. ეს არის ენზიმოლოგიის დარგი - ენზიმოპათოლოგია. ასევე გასათვალისწინებელია ფერმენტის არასაკმარისი სინთეზი. მაგალითად, მემკვიდრეობითი დაავადება ფენილკეტონურია ვითარდება ღვიძლის უჯრედების ამ ნივთიერების სინთეზის უნარის დაკარგვის ფონზე, რაც აკატალიზებს ფენილალანინის გარდაქმნას ტიროზინად. ამ დაავადების სიმპტომებია გონებრივი აქტივობის დარღვევა. პაციენტის ორგანიზმში ტოქსიკური ნივთიერებების თანდათანობით დაგროვების გამო აწუხებს ისეთი სიმპტომები, როგორიცაა ღებინება, შფოთვა, მომატებული გაღიზიანება, რაიმეს მიმართ ინტერესის ნაკლებობა, ძლიერი დაღლილობა.

ბავშვის დაბადებისას პათოლოგია არ იჩენს თავს. პირველადი სიმპტომები შეიძლება შეინიშნოს ორიდან ექვს თვემდე ასაკში. ბავშვის სიცოცხლის მეორე ნახევარი ხასიათდება გონებრივი განვითარების მკვეთრი ჩამორჩენით. პაციენტთა 60%-ში ვითარდება იდიოტიზმი, 10%-ზე ნაკლები შეზღუდულია ოლიგოფრენიის მსუბუქი ხარისხით. უჯრედის ფერმენტები არ უმკლავდებიან მათ ფუნქციებს, მაგრამ ეს შეიძლება გამოსწორდეს. პათოლოგიური ცვლილებების დროულმა დიაგნოზმა შეიძლება შეაჩეროს დაავადების განვითარება პუბერტატამდე. მკურნალობა მოიცავს ფენილალანინის საკვებთან ერთად მიღების შეზღუდვას.

ფერმენტული პრეპარატები

კითხვაზე, თუ რა არის ფერმენტები, შეიძლება აღინიშნოს ორი განმარტება. პირველი არის ბიოქიმიური კატალიზატორები და მეორე არის პრეპარატები, რომლებიც შეიცავს მათ. მათ შეუძლიათ კუჭსა და ნაწლავებში გარემოს მდგომარეობის ნორმალიზება, საბოლოო პროდუქტების მიკრონაწილაკებამდე დაშლა და შეწოვის პროცესის გაუმჯობესება. ისინი ასევე ხელს უშლიან გასტროენტეროლოგიური დაავადებების გაჩენას და განვითარებას. ფერმენტებიდან ყველაზე ცნობილია პრეპარატი Mezim Forte. თავის შემადგენლობაში შეიცავს ლიპაზას, ამილაზას, პროტეაზას, რაც ხელს უწყობს ქრონიკული პანკრეატიტის დროს ტკივილის შემცირებას. კაფსულები მიიღება, როგორც ჩანაცვლებითი მკურნალობა პანკრეასის მიერ საჭირო ფერმენტების არასაკმარისი წარმოებისთვის.

ამ პრეპარატებს ძირითადად საკვებთან ერთად იღებენ. კაფსულების ან ტაბლეტების რაოდენობას განსაზღვრავს ექიმი, შთანთქმის მექანიზმის გამოვლენილი დარღვევების საფუძველზე. უმჯობესია შეინახოთ ისინი მაცივარში. საჭმლის მომნელებელი ფერმენტების გახანგრძლივებული გამოყენებით, დამოკიდებულება არ ხდება და ეს გავლენას არ ახდენს პანკრეასის მუშაობაზე. პრეპარატის არჩევისას ყურადღება უნდა მიაქციოთ თარიღს, ხარისხისა და ფასის თანაფარდობას. ფერმენტული პრეპარატები რეკომენდებულია საჭმლის მომნელებელი სისტემის ქრონიკული დაავადებების, ჭარბი კვების, პერიოდული კუჭის პრობლემებისა და კვებითი მოწამვლის დროს. ყველაზე ხშირად, ექიმები განსაზღვრავენ მეზიმის ტაბლეტის პრეპარატს, რომელმაც კარგად დაამტკიცა თავი შიდა ბაზარზე და დამაჯერებლად ინარჩუნებს თავის პოზიციას. ამ პრეპარატის სხვა ანალოგებიც არსებობს, არანაკლებ ცნობილი და ხელმისაწვდომი. კერძოდ, ბევრს ურჩევნია Pacreatin ან Festal ტაბლეტები, რომლებსაც აქვთ იგივე თვისებები, რაც უფრო ძვირიან კოლეგებს.

ფერმენტები, ცილოვანი ბუნების ორგანული ნივთიერებები, რომლებიც სინთეზირდება უჯრედებში და მრავალჯერ აჩქარებს მათში მიმდინარე რეაქციებს, ქიმიური გარდაქმნების გარეშე. ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ მსგავსი ეფექტი, არსებობს უსულო ბუნებაში და უწოდებენ კატალიზატორებს.

ფერმენტებს (ლათინური fermentum - ფერმენტაცია, საფუარი) ზოგჯერ ფერმენტებსაც უწოდებენ (ბერძნულიდან en - შიგნით, zyme - საფუარი). ყველა ცოცხალი უჯრედი შეიცავს ფერმენტების ძალიან დიდ კომპლექტს, რომელთა კატალიზურ აქტივობაზეა დამოკიდებული უჯრედების ფუნქციონირება. უჯრედში მომხდარი მრავალი განსხვავებული რეაქციისგან თითქმის თითოეული მოითხოვს სპეციფიკური ფერმენტის მონაწილეობას. ფერმენტების ქიმიური თვისებების და მათ მიერ კატალიზებული რეაქციების შესწავლა ბიოქიმიის - ფერმენტოლოგიის განსაკუთრებული, ძალიან მნიშვნელოვანი სფეროა.

ბევრი ფერმენტი არის უჯრედში თავისუფალ მდგომარეობაში, უბრალოდ იხსნება ციტოპლაზმაში; სხვები დაკავშირებულია კომპლექსურ მაღალორგანიზებულ სტრუქტურებთან. ასევე არსებობს ფერმენტები, რომლებიც ჩვეულებრივ უჯრედის გარეთ არიან; ამრიგად, ფერმენტები, რომლებიც ახორციელებენ სახამებლის და ცილების დაშლას, გამოიყოფა პანკრეასის მიერ ნაწლავებში.გამოიყოფა ფერმენტები და მრავალი მიკროორგანიზმი.

ფერმენტების მოქმედება

ენერგიის გარდაქმნის ფუნდამენტურ პროცესებში ჩართული ფერმენტები, როგორიცაა შაქრის დაშლა, მაღალენერგეტიკული ნაერთის ადენოზინტრიფოსფატის (ATP) წარმოქმნა და ჰიდროლიზი, გვხვდება ყველა ტიპის უჯრედში - ცხოველურ, მცენარეულ, ბაქტერიულში. თუმცა, არსებობს ფერმენტები, რომლებიც წარმოიქმნება მხოლოდ გარკვეული ორგანიზმების ქსოვილებში.

ამრიგად, ცელულოზის სინთეზში მონაწილე ფერმენტები გვხვდება მცენარეულ უჯრედებში, მაგრამ არა ცხოველურ უჯრედებში. ამრიგად, მნიშვნელოვანია განასხვავოთ "უნივერსალური" ფერმენტები და გარკვეული ტიპის უჯრედებისთვის სპეციფიკური ფერმენტები. ზოგადად რომ ვთქვათ, რაც უფრო სპეციალიზირებულია უჯრედი, მით უფრო სავარაუდოა, რომ სინთეზირდება გარკვეული უჯრედული ფუნქციის შესასრულებლად საჭირო ფერმენტების ნაკრები.

ფერმენტების თავისებურება ის არის, რომ მათ აქვთ მაღალი სპეციფიკა, ანუ მათ შეუძლიათ დააჩქარონ მხოლოდ ერთი რეაქცია ან ერთი ტიპის რეაქცია.

1890 წელს E.G. Fisher-მა თქვა, რომ ეს სპეციფიკა განპირობებულია ფერმენტის მოლეკულის განსაკუთრებული ფორმით, რომელიც ზუსტად ემთხვევა სუბსტრატის მოლეკულის ფორმას.ამ ჰიპოთეზას ეწოდება "გასაღები და საკეტი", სადაც გასაღები შედარებულია სუბსტრატთან, ხოლო საკეტი - ფერმენტთან. ჰიპოთეზა მდგომარეობს იმაში, რომ სუბსტრატი ერგება ფერმენტს ისე, როგორც გასაღები ერგება საკეტს. ფერმენტის მოქმედების სელექციურობა დაკავშირებულია მისი აქტიური ცენტრის სტრუქტურასთან.

ფერმენტის აქტივობა

პირველ რიგში, ტემპერატურა გავლენას ახდენს ფერმენტის აქტივობაზე. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ქიმიური რეაქციის სიჩქარე იზრდება. მოლეკულების სიჩქარე იზრდება, მათ უფრო მეტი შანსი აქვთ ერთმანეთთან შეჯახების. ამიტომ, მათ შორის რეაქციის წარმოქმნის ალბათობა იზრდება. ტემპერატურა, რომელიც უზრუნველყოფს ფერმენტის უდიდეს აქტივობას, ოპტიმალურია.

ოპტიმალური ტემპერატურის გარეთ, რეაქციის სიჩქარე მცირდება ცილის დენატურაციის გამო. როდესაც ტემპერატურა იკლებს, ქიმიური რეაქციის სიჩქარეც მცირდება. იმ მომენტში, როდესაც ტემპერატურა აღწევს გაყინვის წერტილს, ფერმენტი ინაქტივირებულია, მაგრამ ის არ დენატურდება.

ფერმენტების კლასიფიკაცია

1961 წელს შემოთავაზებული იქნა ფერმენტების სისტემატური კლასიფიკაცია 6 ჯგუფად. მაგრამ ფერმენტების სახელები ძალიან გრძელი და რთული გამოთქმა აღმოჩნდა, ამიტომ ახლა ჩვეულებრივად არის ფერმენტების დასახელება სამუშაო სახელების გამოყენებით. სამუშაო სახელწოდება შედგება სუბსტრატის დასახელებისგან, რომელზეც მოქმედებს ფერმენტი, რასაც მოჰყვება დაბოლოება „აზა“. მაგალითად, თუ ნივთიერება არის ლაქტოზა, ანუ რძის შაქარი, მაშინ ლაქტაზა არის ფერმენტი, რომელიც გარდაქმნის მას. თუ საქაროზა (ჩვეულებრივი შაქარი), მაშინ ფერმენტი, რომელიც ანადგურებს მას, არის საქარაზა. შესაბამისად, ფერმენტებს, რომლებიც ანადგურებენ ცილებს, ეწოდება პროტეინაზები.

ხშირად ვიტამინებთან, მინერალებთან და ადამიანის ორგანიზმისთვის სასარგებლო სხვა ელემენტებთან ერთად ნახსენებია ნივთიერებები, რომლებსაც ფერმენტები ეწოდება. რა არის ფერმენტები და რა ფუნქციას ასრულებენ ისინი ორგანიზმში, როგორია მათი ბუნება და სად მდებარეობს?

ეს არის ცილოვანი ბუნების ნივთიერებები, ბიოკატალიზატორები. მათ გარეშე არ იქნებოდა ბავშვის საკვები, მზა მარცვლეული, კვაზი, ყველი, ყველი, იოგურტი, კეფირი. ისინი გავლენას ახდენენ ადამიანის სხეულის ყველა სისტემის ფუნქციონირებაზე. ამ ნივთიერებების არასაკმარისი ან გადაჭარბებული აქტივობა უარყოფითად მოქმედებს ჯანმრთელობაზე, ამიტომ უნდა იცოდეთ რა არის ფერმენტები, რათა თავიდან აიცილოთ მათი ნაკლებობით გამოწვეული პრობლემები.

რა არის ეს?

ფერმენტები არის ცილის მოლეკულები, რომლებიც სინთეზირებულია ცოცხალი უჯრედების მიერ. თითოეულ საკანში ასზე მეტია. ამ ნივთიერებების როლი კოლოსალურია. ისინი გავლენას ახდენენ ქიმიური რეაქციების სიჩქარეზე მოცემული ორგანიზმისთვის შესაფერის ტემპერატურაზე. ფერმენტების კიდევ ერთი სახელია ბიოლოგიური კატალიზატორები. ქიმიური რეაქციის სიჩქარის ზრდა ხდება მისი მიმდინარეობის გაადვილებით. როგორც კატალიზატორები, ისინი არ მოიხმარენ რეაქციის დროს და არ ცვლიან მის მიმართულებას. ფერმენტების ძირითადი ფუნქციებია ის, რომ მათ გარეშე ყველა რეაქცია ცოცხალ ორგანიზმებში ძალიან ნელა წარიმართება და ეს შესამჩნევად იმოქმედებს სიცოცხლისუნარიანობაზე.

მაგალითად, სახამებლის შემცველი საკვების (კარტოფილი, ბრინჯი) ღეჭვისას პირში ჩნდება ტკბილი გემო, რაც ასოცირდება ამილაზას მუშაობასთან, ფერმენტი, რომელიც არღვევს ნერწყვში არსებულ სახამებელს. თავისთავად, სახამებელი უგემოვნოა, რადგან ის პოლისაქარიდია. მის დაშლის პროდუქტებს (მონოსაქარიდებს) აქვთ ტკბილი გემო: გლუკოზა, მალტოზა, დექსტრინები.

ყველა იყოფა მარტივ და რთულად. პირველი შედგება მხოლოდ ცილისგან, ხოლო მეორე შედგება ცილოვანი (აპოენზიმი) და არაცილოვანი (კოენზიმი) ნაწილებისგან. B, E, K ჯგუფების ვიტამინები შეიძლება იყოს კოენზიმები.

ფერმენტების კლასები

ტრადიციულად, ეს ნივთიერებები იყოფა ექვს ჯგუფად. სახელი მათ თავდაპირველად ეწოდა სუბსტრატის მიხედვით, რომელზედაც მოქმედებს გარკვეული ფერმენტი, მის ფესვზე დაბოლოების -ase დამატებით. ასე რომ, იმ ფერმენტებს, რომლებიც ახდენენ ცილების (ცილების) ჰიდროლიზებას, დაიწყეს ეწოდოს პროტეინაზები, ცხიმები (ლიპოსი) - ლიპაზები, სახამებელი (ამილონი) - ამილაზები. შემდეგ ფერმენტებმა, რომლებიც ახდენენ მსგავსი რეაქციების კატალიზებას, მიიღეს სახელები, რომლებიც მიუთითებს შესაბამისი რეაქციის ტიპზე - აცილაზეები, დეკარბოქსილაზები, ოქსიდაზები, დეჰიდროგენაზები და სხვა. ამ სახელების უმეტესობა დღესაც გამოიყენება.

მოგვიანებით, საერთაშორისო ბიოქიმიურმა კავშირმა შემოიღო ნომენკლატურა, რომლის მიხედვითაც ფერმენტების დასახელება და კლასიფიკაცია უნდა შეესაბამებოდეს კატალიზებული ქიმიური რეაქციის ტიპსა და მექანიზმს. ამ ნაბიჯმა შვება მოიტანა იმ მონაცემების სისტემატიზაციაში, რომლებიც დაკავშირებულია მეტაბოლიზმის სხვადასხვა ასპექტთან. რეაქციები და ფერმენტები, რომლებიც მათ კატალიზებას ახდენენ, იყოფა ექვს კლასად. თითოეული კლასი შედგება რამდენიმე ქვეკლასისგან (4-13). ფერმენტის სახელწოდების პირველი ნაწილი შეესაბამება სუბსტრატის სახელს, მეორე - კატალიზებული რეაქციის ტიპს დაბოლოებით -აზა. თითოეულ ფერმენტს კლასიფიკაციის (CF) მიხედვით აქვს თავისი კოდის ნომერი. პირველი ციფრი შეესაბამება რეაქციის კლასს, შემდეგი ქვეკლასს და მესამე ქვეკლასს. მეოთხე ციფრი მიუთითებს ფერმენტის რაოდენობას მის ქვეკლასში. მაგალითად, თუ EC არის 2.7.1.1, მაშინ ფერმენტი ეკუთვნის მე-2 კლასს, მე-7 ქვეკლასს, 1 ქვეკლასს. ბოლო რიცხვი ეხება ფერმენტ ჰექსოკინაზას.

მნიშვნელობა

თუ ვსაუბრობთ იმაზე, თუ რა არის ფერმენტები, არ შეგვიძლია უგულებელვყოთ საკითხი მათი მნიშვნელობის შესახებ თანამედროვე სამყაროში. ისინი ფართოდ გამოიყენება ადამიანის საქმიანობის თითქმის ყველა დარგში. მათი ასეთი გავრცელება განპირობებულია იმით, რომ მათ შეუძლიათ შეინარჩუნონ უნიკალური თვისებები ცოცხალი უჯრედების გარეთ. მედიცინაში, მაგალითად, გამოიყენება ლიპაზების, პროტეაზებისა და ამილაზების ჯგუფების ფერმენტები. ისინი ანადგურებენ ცხიმებს, ცილებს, სახამებელს. როგორც წესი, ეს ტიპი არის ისეთი წამლების ნაწილი, როგორიცაა Panzinorm, Festal. ეს სახსრები ძირითადად გამოიყენება კუჭ-ნაწლავის ტრაქტის დაავადებების სამკურნალოდ. ზოგიერთ ფერმენტს შეუძლია სისხლძარღვებში თრომბის დაშლა, ისინი ხელს უწყობენ ჩირქოვანი ჭრილობების მკურნალობას. ონკოლოგიური დაავადებების მკურნალობაში განსაკუთრებული ადგილი უჭირავს ფერმენტულ თერაპიას.

სახამებლის დაშლის უნარის გამო ფერმენტ ამილაზა ფართოდ გამოიყენება კვების მრეწველობაში. ამავე ზონაში გამოიყენება ლიპაზები, რომლებიც ანადგურებენ ცხიმებს და პროტეაზებს, რომლებიც ანადგურებენ ცილებს. ამილაზას ფერმენტები გამოიყენება ლუდსახარშში, მეღვინეობასა და საცხობში. მზა ბურღულეულის მომზადებისა და ხორცის დასარბილებლად გამოიყენება პროტეაზები. ყველის წარმოებაში გამოიყენება ლიპაზები და ბადე. კოსმეტიკური ინდუსტრია მათ გარეშეც არ შეუძლია. ისინი სარეცხი ფხვნილების, კრემების ნაწილია. სარეცხი ფხვნილებში, მაგალითად, ემატება ამილაზა, რომელიც არღვევს სახამებელს. პროტეინის მინარევები და ცილები იშლება პროტეაზებით, ხოლო ლიპაზები ასუფთავებენ ქსოვილს ზეთისა და ცხიმისგან.

ფერმენტების როლი ორგანიზმში

ადამიანის ორგანიზმში მეტაბოლიზმზე ორი პროცესია პასუხისმგებელი: ანაბოლიზმი და კატაბოლიზმი. პირველი უზრუნველყოფს ენერგიისა და აუცილებელი ნივთიერებების შეწოვას, მეორე - ნარჩენების დაშლას. ამ პროცესების მუდმივი ურთიერთქმედება გავლენას ახდენს ნახშირწყლების, ცილების და ცხიმების შეწოვაზე და ორგანიზმის სასიცოცხლო ფუნქციების შენარჩუნებაზე. მეტაბოლური პროცესები რეგულირდება სამი სისტემით: ნერვული, ენდოკრინული და სისხლის მიმოქცევის სისტემა. მათ შეუძლიათ ნორმალური ფუნქციონირება ფერმენტების ჯაჭვის დახმარებით, რაც თავის მხრივ უზრუნველყოფს ადამიანის ადაპტაციას გარე და შიდა გარემოს პირობებში ცვლილებებთან. ფერმენტები შეიცავს როგორც ცილოვან, ასევე არაცილოვან პროდუქტებს.

ორგანიზმში ბიოქიმიური რეაქციების პროცესში, რომლის დროსაც ფერმენტები მონაწილეობენ, ისინი თავად არ მოიხმარენ. თითოეულ მათგანს აქვს თავისი ქიმიური სტრუქტურა და თავისი უნიკალური როლი, ამიტომ თითოეული იწყებს მხოლოდ გარკვეულ რეაქციას. ბიოქიმიური კატალიზატორები ეხმარება სწორ ნაწლავს, ფილტვებს, თირკმელებს, ღვიძლს ორგანიზმიდან ტოქსინებისა და ნარჩენების გამოდევნაში. ისინი ასევე ხელს უწყობენ კანის, ძვლების, ნერვული უჯრედების, კუნთოვანი ქსოვილების მშენებლობას. გლუკოზის დაჟანგვისთვის გამოიყენება სპეციფიური ფერმენტები.

ორგანიზმში არსებული ყველა ფერმენტი იყოფა მეტაბოლურ და საჭმლის მომნელებლად. მეტაბოლური მონაწილეობს ტოქსინების განეიტრალებაში, ცილების და ენერგიის გამომუშავებაში და აჩქარებს ბიოქიმიურ პროცესებს უჯრედებში. ასე, მაგალითად, სუპეროქსიდის დისმუტაზა არის ყველაზე ძლიერი ანტიოქსიდანტი, რომელიც ბუნებრივად გვხვდება მწვანე მცენარეების უმეტესობაში, თეთრ კომბოსტოში, ბრიუსელის კომბოსტოსა და ბროკოლში, ხორბლის ჩანასახში, მწვანილში, ქერში.

ფერმენტის აქტივობა

იმისათვის, რომ ამ ნივთიერებებმა სრულად შეასრულონ თავიანთი ფუნქციები, საჭიროა გარკვეული პირობები. მათი აქტივობა პირველ რიგში გავლენას ახდენს ტემპერატურაზე. გაზრდით, ქიმიური რეაქციების სიჩქარე იზრდება. მოლეკულების სიჩქარის გაზრდის შედეგად, ისინი უფრო მეტად შეეჯახებიან ერთმანეთს და შესაბამისად, იზრდება რეაქციის შესაძლებლობა. ოპტიმალური ტემპერატურა უზრუნველყოფს უდიდეს აქტივობას. ცილების დენატურაციის გამო, რაც ხდება ოპტიმალური ტემპერატურის ნორმიდან გადახრისას, მცირდება ქიმიური რეაქციის სიჩქარე. როდესაც გაყინვის წერტილის ტემპერატურა მიიღწევა, ფერმენტი არ დენატურდება, მაგრამ ინაქტივირებულია. სწრაფი გაყინვის მეთოდი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება პროდუქტების გრძელვადიანი შენახვისთვის, აჩერებს მიკროორგანიზმების ზრდას და განვითარებას, რასაც მოჰყვება შიგნით არსებული ფერმენტების ინაქტივაცია. შედეგად საკვები არ იშლება.

ფერმენტების აქტივობაზე გავლენას ახდენს გარემოს მჟავიანობაც. ისინი მუშაობენ ნეიტრალურ pH-ზე. მხოლოდ ზოგიერთი ფერმენტი მუშაობს ტუტე, ძლიერ ტუტე, მჟავე ან ძლიერ მჟავე გარემოში. მაგალითად, რენეტი არღვევს ცილებს ადამიანის კუჭის მაღალ მჟავე გარემოში. ფერმენტზე შეიძლება გავლენა იქონიოს ინჰიბიტორებმა და აქტივატორებმა. ზოგიერთი იონი, მაგალითად, ლითონი, ააქტიურებს მათ. სხვა იონებს აქვთ დამთრგუნველი ეფექტი ფერმენტების აქტივობაზე.

ჰიპერაქტიურობა

ფერმენტების გადაჭარბებულმა აქტივობამ თავისი შედეგები მოახდინა მთელი ორგანიზმის ფუნქციონირებაზე. პირველ რიგში, ის იწვევს ფერმენტის მოქმედების სიჩქარის მატებას, რაც თავის მხრივ იწვევს რეაქციის სუბსტრატის დეფიციტს და ქიმიური რეაქციის პროდუქტის ჭარბი წარმოქმნას. სუბსტრატების ნაკლებობა და ამ პროდუქტების დაგროვება მნიშვნელოვნად აუარესებს ჯანმრთელობის მდგომარეობას, არღვევს ორგანიზმის სასიცოცხლო აქტივობას, იწვევს დაავადებების განვითარებას და შეიძლება გამოიწვიოს ადამიანის სიკვდილი. მაგალითად, შარდმჟავას დაგროვება იწვევს პოდაგრის და თირკმელების უკმარისობას. სუბსტრატის ნაკლებობის გამო ზედმეტი პროდუქტი არ იქნება. ეს მუშაობს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ შესაძლებელია ერთი და მეორეს გაუქმება.

ფერმენტების ჭარბი აქტივობის რამდენიმე მიზეზი არსებობს. პირველი არის გენის მუტაცია; ის შეიძლება იყოს თანდაყოლილი ან შეძენილი მუტაგენების გავლენის ქვეშ. მეორე ფაქტორი არის ვიტამინის ან კვალი ელემენტის სიჭარბე წყალში ან საკვებში, რაც აუცილებელია ფერმენტის მუშაობისთვის. C ვიტამინის სიჭარბე, მაგალითად, კოლაგენის სინთეზის ფერმენტების გაზრდილი აქტივობის გამო, არღვევს ჭრილობების შეხორცების მექანიზმებს.

ჰიპოაქტიურობა

ფერმენტების როგორც მომატებული, ისე დაქვეითებული აქტივობა უარყოფითად მოქმედებს ორგანიზმის აქტივობაზე. მეორე შემთხვევაში შესაძლებელია საქმიანობის სრული შეწყვეტა. ეს მდგომარეობა მკვეთრად ამცირებს ფერმენტის ქიმიური რეაქციის სიჩქარეს. შედეგად, სუბსტრატის დაგროვებას ავსებს პროდუქტის დეფიციტი, რაც იწვევს სერიოზულ გართულებებს. სხეულის სასიცოცხლო აქტივობის დარღვევის ფონზე, ჯანმრთელობის მდგომარეობა უარესდება, ვითარდება დაავადებები და შეიძლება იყოს ფატალური შედეგი. ამიაკის დაგროვება ან ატფ-ის დეფიციტი იწვევს სიკვდილს. ოლიგოფრენია ვითარდება ფენილალანინის დაგროვების გამო. აქაც მოქმედებს პრინციპი, რომ ფერმენტული სუბსტრატის არარსებობის შემთხვევაში არ იქნება რეაქციის სუბსტრატის დაგროვება. სხეულზე ცუდი გავლენა აქვს მდგომარეობას, როდესაც სისხლის ფერმენტები არ ასრულებენ თავიანთ ფუნქციებს.

განიხილება ჰიპოაქტიურობის რამდენიმე მიზეზი. გენების მუტაცია, თანდაყოლილი თუ შეძენილი - ეს პირველია. მდგომარეობის გამოსწორება შესაძლებელია გენური თერაპიის დახმარებით. შეგიძლიათ სცადოთ გამორიცხოთ საკვებიდან დაკარგული ფერმენტის სუბსტრატები. ზოგიერთ შემთხვევაში ეს შეიძლება დაეხმაროს. მეორე ფაქტორი არის საკვებში ვიტამინის ან კვალი ელემენტის ნაკლებობა, რომელიც აუცილებელია ფერმენტის მუშაობისთვის. შემდეგი მიზეზებია ვიტამინის აქტივაციის დარღვევა, ამინომჟავების დეფიციტი, აციდოზი, უჯრედში ინჰიბიტორების გამოჩენა, ცილების დენატურაცია. ფერმენტების აქტივობა ასევე მცირდება სხეულის ტემპერატურის დაქვეითებით. ზოგიერთი ფაქტორი გავლენას ახდენს ყველა სახის ფერმენტის ფუნქციონირებაზე, ზოგი კი გავლენას ახდენს მხოლოდ გარკვეული ტიპის მუშაობაზე.

საჭმლის მომნელებელი ფერმენტები

ადამიანი ტკბება ჭამის პროცესით და ზოგჯერ უგულებელყოფს იმ ფაქტს, რომ საჭმლის მონელების მთავარი ამოცანაა საკვების გადაქცევა ნივთიერებებად, რომლებიც შეიძლება გახდეს ენერგიის წყარო და სხეულის სამშენებლო მასალა, შეიწოვება ნაწლავებში. პროტეინის ფერმენტები ხელს უწყობენ ამ პროცესს. საჭმლის მომნელებელ ნივთიერებებს გამოიმუშავებს საჭმლის მომნელებელი ორგანოები, რომლებიც მონაწილეობენ საკვების დაყოფის პროცესში. ფერმენტების მოქმედება აუცილებელია საკვებიდან საჭირო ნახშირწყლების, ცხიმების, ამინომჟავების მისაღებად, რაც წარმოადგენს ორგანიზმის ნორმალური ფუნქციონირებისთვის აუცილებელ საკვებ ნივთიერებებს და ენერგიას.

საჭმლის მონელების დარღვევის ნორმალიზებისთვის რეკომენდებულია საჭირო ცილოვანი ნივთიერებების ერთდროულად გამოყენება საკვებთან ერთად. ჭარბი კვების დროს შეგიძლიათ მიიღოთ 1-2 ტაბლეტი ჭამის შემდეგ ან მის დროს. აფთიაქებში იყიდება სხვადასხვა ფერმენტული პრეპარატების დიდი რაოდენობა, რომლებიც ხელს უწყობენ საჭმლის მონელების გაუმჯობესებას. მათი მარაგი უნდა მოხდეს ერთი ტიპის საკვები ნივთიერების მიღებისას. საკვების ღეჭვის ან გადაყლაპვის პრობლემების დროს აუცილებელია ფერმენტების მიღება კვებასთან ერთად. მათი გამოყენების მნიშვნელოვანი მიზეზები შეიძლება იყოს ისეთი დაავადებები, როგორიცაა შეძენილი და თანდაყოლილი ფერმენტოპათია, გაღიზიანებული ნაწლავის სინდრომი, ჰეპატიტი, ქოლანგიტი, ქოლეცისტიტი, პანკრეატიტი, კოლიტი, ქრონიკული გასტრიტი. ფერმენტული პრეპარატები უნდა იქნას მიღებული წამლებთან ერთად, რომლებიც გავლენას ახდენენ საჭმლის მონელების პროცესზე.

ენზიმოპათოლოგია

მედიცინაში არის მთელი განყოფილება, რომელიც ეხება დაავადებასა და გარკვეული ფერმენტის სინთეზის ნაკლებობას შორის კავშირის ძიებას. ეს არის ენზიმოლოგიის დარგი - ენზიმოპათოლოგია. ასევე გასათვალისწინებელია ფერმენტის არასაკმარისი სინთეზი. მაგალითად, მემკვიდრეობითი დაავადება ფენილკეტონურია ვითარდება ღვიძლის უჯრედების ამ ნივთიერების სინთეზის უნარის დაკარგვის ფონზე, რაც აკატალიზებს ფენილალანინის გარდაქმნას ტიროზინად. ამ დაავადების სიმპტომებია გონებრივი აქტივობის დარღვევა. პაციენტის ორგანიზმში ტოქსიკური ნივთიერებების თანდათანობით დაგროვების გამო აწუხებს ისეთი სიმპტომები, როგორიცაა ღებინება, შფოთვა, მომატებული გაღიზიანება, რაიმეს მიმართ ინტერესის ნაკლებობა, ძლიერი დაღლილობა.

ბავშვის დაბადებისას პათოლოგია არ იჩენს თავს. პირველადი სიმპტომები შეიძლება შეინიშნოს ორიდან ექვს თვემდე ასაკში. ბავშვის სიცოცხლის მეორე ნახევარი ხასიათდება გონებრივი განვითარების მკვეთრი ჩამორჩენით. პაციენტთა 60%-ში ვითარდება იდიოტიზმი, 10%-ზე ნაკლები შეზღუდულია ოლიგოფრენიის მსუბუქი ხარისხით. უჯრედის ფერმენტები არ უმკლავდებიან მათ ფუნქციებს, მაგრამ ეს შეიძლება გამოსწორდეს. პათოლოგიური ცვლილებების დროულმა დიაგნოზმა შეიძლება შეაჩეროს დაავადების განვითარება პუბერტატამდე. მკურნალობა მოიცავს ფენილალანინის საკვებთან ერთად მიღების შეზღუდვას.

ფერმენტული პრეპარატები

კითხვაზე, თუ რა არის ფერმენტები, შეიძლება აღინიშნოს ორი განმარტება. პირველი არის ბიოქიმიური კატალიზატორები და მეორე არის პრეპარატები, რომლებიც შეიცავს მათ. მათ შეუძლიათ კუჭსა და ნაწლავებში გარემოს მდგომარეობის ნორმალიზება, საბოლოო პროდუქტების მიკრონაწილაკებამდე დაშლა და შეწოვის პროცესის გაუმჯობესება. ისინი ასევე ხელს უშლიან გასტროენტეროლოგიური დაავადებების გაჩენას და განვითარებას. ფერმენტებიდან ყველაზე ცნობილია პრეპარატი Mezim Forte. თავის შემადგენლობაში შეიცავს ლიპაზას, ამილაზას, პროტეაზას, რაც ხელს უწყობს ქრონიკული პანკრეატიტის დროს ტკივილის შემცირებას. კაფსულები მიიღება, როგორც ჩანაცვლებითი მკურნალობა პანკრეასის მიერ საჭირო ფერმენტების არასაკმარისი წარმოებისთვის.

ამ პრეპარატებს ძირითადად საკვებთან ერთად იღებენ. კაფსულების ან ტაბლეტების რაოდენობას განსაზღვრავს ექიმი, შთანთქმის მექანიზმის გამოვლენილი დარღვევების საფუძველზე. უმჯობესია შეინახოთ ისინი მაცივარში. საჭმლის მომნელებელი ფერმენტების გახანგრძლივებული გამოყენებით, დამოკიდებულება არ ხდება და ეს გავლენას არ ახდენს პანკრეასის მუშაობაზე. პრეპარატის არჩევისას ყურადღება უნდა მიაქციოთ თარიღს, ხარისხისა და ფასის თანაფარდობას. ფერმენტული პრეპარატები რეკომენდებულია საჭმლის მომნელებელი სისტემის ქრონიკული დაავადებების, ჭარბი კვების, პერიოდული კუჭის პრობლემებისა და კვებითი მოწამვლის დროს. ყველაზე ხშირად, ექიმები განსაზღვრავენ მეზიმის ტაბლეტის პრეპარატს, რომელმაც კარგად დაამტკიცა თავი შიდა ბაზარზე და დამაჯერებლად ინარჩუნებს თავის პოზიციას. ამ პრეპარატის სხვა ანალოგებიც არსებობს, არანაკლებ ცნობილი და ხელმისაწვდომი. კერძოდ, ბევრს ურჩევნია Pacreatin ან Festal ტაბლეტები, რომლებსაც აქვთ იგივე თვისებები, რაც უფრო ძვირიან კოლეგებს.