Главная Эндокринология Ферменты пищеварительной системы. Ферменты и пищеварение

Ферменты пищеварительной системы. Ферменты и пищеварение

Энзимы — что это такое? Не многие смогут сразу ответить на этот вопрос. Большинство из нас знают о витаминах и минералах и их пользе для организма, но мало кто слышал про энзимы. Что это такое и какую функцию они выполняют в человеческом организме, узнаем из данной статьи.

Что представляют собой энзимы?

Это ферменты, которые являются специфическими белками, ускоряющими различные реакции в организме человека. Ферменты-энзимы оказывают непосредственное влияние на обмен веществ. Из школьного курса биологии известно, что часть энзимов вырабатывает щитовидная железа, но большая их часть поступает в наш организм с продуктами питания. С течением времени естественное образование ферментов снижается, поэтому с возрастом потребность в этих веществах возрастает.

Разновидности ферментов

Выделяют три большие группы энзимов:

Пищеварительные ферменты — действуют в пищеварительном тракте, перерабатывают питательные вещества и абсорбируют их в системный кровоток. Энзимы, выделяемые и стенками тонкой кишки, носят название панкреатические.
Растительные (пищевые) ферменты — поступают в наш организм вместе с продуктами питания.
Метаболические ферменты — активизируют внутри клеток. Каждая система организма обладает своей сетью ферментов.

Пищеварительные ферменты

Пищеварительные ферменты подразделяются на три категории:

Амилазы. Такие энзимы находятся в кишечнике и слюне. Под их влиянием происходит распад углеводов на простые сахара и их беспрепятственное проникновение в кровь.
Протеазы. Вырабатывают данные ферменты и слизистая оболочка желудка. Благодаря им лучше и нормализуется микрофлора пищеварительного тракта. Присутствуют протеазы в желудочном соке и кишечнике.
Липаза. Вырабатывает фермент поджелудочная железа. Содержится липаза в желудочном соке. Способствует расщеплению и усвоению жиров.

Хорошее пищеварение — это залог активной жизни и долголетия. Именно благодаря ферментам возможно переваривание, адсорбция и усвоение пищи. Мы можем полноценно питаться, употребляя жиры, минералы, белки, воду, витамины, но без энзимов все это просто не сможет усвоиться.

Растительные ферменты

Употребляя регулярно продукты, содержащие ферменты, мы не только облегчаем свое пищеварение, но наполняем организм энергией, которую он может потратить на укрепление иммунитета, защиту от опухолей, омоложение клеток и другое. Отзывы тех, кто питается преимущественно растительной, не подвергшейся тепловой обработке пищей, исключительно положительные. Человек чувствует легкость, бодрость, имеет здоровый внешний вид. А вот пища, лишенная энзимов, заставляет наш организм работать без отдыха. Клетки перегружаются, стареют и умирают. Если ферментов не хватает, организм начинает накапливать «отходы»: шлаки, яды, погибшие клетки. Что становится причиной ожирения, различных болезней, раннего старения.

Влияние энзимов на организм человека

Стимулируют процесс пищеварения, участвуя в переваривании пищи.
Активизируют процесс самоочищения организма.
Улучшают обмен веществ, способствуют похудению.
от шлаков и токсинов.
Укрепляют иммунную систему организма.
Стимулируют обновление клеток.
Обеспечивают организм необходимой энергией.
Ускоряют регенерацию кожи.
Противостоят инфекциям.

Что может стать причиной недостатка энзимов в организме?

Количество энзимов в организме значительно сокращается в результате:

длительного переутомления;
неправильного питания (употребления жирной, жареной, рафинированной пищи);
частых стрессов;
любых болезней;
бесконтрольного приема лекарственных препаратов;
воспалений;
ранений;
беременности;
злоупотребления алкоголем;
курения.

Источники ферментов

В большом количестве энзимы содержатся в овощах, фруктах, ягодах, зелени, зерновых культурах, а именно в:

ростках семян и зерен;
хрене;
чесноке;
авокадо;
папайе;
киви;
ананасах;
бананах;
манго;
натуральном соевом соусе;
брокколи;
траве пшеницы;
лекарственных травах;
ягодах;
овощных соках.

Все продукты желательно употреблять в сыром виде, так как при тепловой обработке большое количество энзимов погибает.

Принципы питания

Итак, энзимы — что это такое и где содержатся, мы выяснили. А как питаться правильно, чтобы ежедневно получать необходимую дозу ферментов? Это совсем не сложно. Завтрак должен состоять из белкового блюда (творога, орехов, сметаны), свежих фруктов и ягод. Каждый прием пищи должен начинаться с овощного салата с зеленью. Предпочтительно, чтобы один прием пищи состоял только из сырых овощей, ягод, фруктов. Ужинать рекомендуется легкими блюдами — овощи с куриной грудкой, отварной рыбой, морепродуктами. Полезно раз в неделю устраивать разгрузочный день — в рационе должны присутствовать только фрукты или свежевыжатые соки.

Применение энзимов в лекарственных препаратах

Медикаменты, содержащие ферменты, широко применяются при заболеваниях пищеварительного тракта. При недостаточном количестве собственных ферментов проводят заместительную терапию препаратами, содержащими энзим. Инструкция к данным лекарствам, где можно ознакомиться с показаниями и правилами применения, как правило, прилагается. Однако желательно, чтобы дозировку назначал врач в индивидуальном порядке, исходя из состояния пациента и течения заболевания. действуют в двух направлениях: расщепляют пищу и уменьшают болезненные ощущения в животе. Медикаменты, содержащие энзимы, назначаются, когда:

нарушена выработка и выделение ферментов поджелудочной железой;
нарушено кишечное всасывание;
нарушена двигательная активность пищеварительного тракта.

Классификация ферментных средств

Медикаменты, содержащие панкреатин. Такие препараты назначаются при нарушениях экзокринной функции поджелудочной железы, дисбактериозе, язвенной болезни, хронических и острых инфекционных заболеваниях кишечника, врожденном дефиците энзимов.
Медикаменты, содержащие панкреатин, гемицеллюлазу, компоненты желчи и другие составляющие. Назначаются лекарства при острых и хронических патологиях кишечника, сопровождающихся запорами, метеоризмом, отрыжкой.
Медикаменты растительного происхождения, содержащие папаин, экстракт рисового грибка и другие компоненты. Показаниями к применению препаратов являются недостаточность внешнесекреторной функции поджелудочной железы и непереносимость свинины или говядины.

Такие средства применяются как однократно, так и при длительной терапии. Те, кто принимал препараты, содержащие энзимы, отзывы оставляют лишь положительные: исчезают боли, нормализуется частота и характер стула. Улучшение состояния подтверждают и лабораторные анализы: нормализуется эластаза в кале.

Прочитав данную статью, вы узнали больше о таком понятии, как «энзимы»: что это такое, где содержатся, какую роль играют в человеческом организме. Это, бесспорно, жизненно важные вещества. Старайтесь включать в свой ежедневный рацион продукты, богатые энзимами. А если возникнут проблемы с пищеварительным трактом, на помощь придут ферментные препараты. Заботьтесь о себе и будьте здоровы!

Для нормального переваривания пищи необходимы биологические катализаторы - ферменты. Это сложные белковые молекулы, в присутствии которых все химические реакции протекают в десятки и сотни раз быстрее! Без них процесс пищеварения занимал бы годы.

У каждого фермента есть своя спецификация: амилаза разрушает углеводы до мономеров, липаза - жиры, протеазы - белки. Есть отдельные виды ферментов для нуклеиновых кислот (нуклеазы) и некоторых других веществ. Но все они подчиняются определенным правилам:

Каждый фермент имеет активный центр, подходящий только к одному виду перевариваемого продукта;
Каждый фермент активен при определенном рН;
Каждый фермент секретируется в неактивной форме, иначе он будет переваривать собственные ткани;
Все ферменты, выполнив свои функции, всасываются обратно в кровь или разрушаются до аминокислот, таким образом происходит их круговорот.

Процесс ферментативного переваривания пищи начинается уже в ротовой полости, здесь амилаза разрушает крахмал. В желудочном соке содержится пепсин - фермент, расщепляющий белок на более мелкие фрагменты - пептиды.

В двенадцатиперстную кишку выходит проток поджелудочной железы (ПЖ), и именно она синтезирует основное количество необходимых пищеварительных ферментов - амилазы, протеазы и липазы. Причем липаза имеет преимущественно именно панкреатическое происхождение, тогда как амилаза и протеазы в достаточном количестве выделяются клетками тонкого кишечника. Именно поэтому при заболеваниях поджелудочной железы первым страдает пищеварение жиров, человек вынужден садиться на постную диету, поскольку прием жирной пищи вызывает тошноту, боль в эпигастрии и диарею (жирный пенистый стул).

Спектр ферментов поджелудочной железы весьма изменчив и приспосабливается к обычному рациону человека. Вегетарианцы почти не имеют в панкреатическом соке протеаз, люди, не употребляющие жиров – липазы. Именно поэтому при нарушениях диеты могут возникать нарушения пищеварения.

Панкреатические ферменты активны в щелочной среде двенадцатиперстной кишки, где много желчи и бикарбонатов. Желчь также эмульгирует жиры, способствуя их перевариванию.

Внешнесекреторная недостаточность поджелудочной железы возникает при панкреатитах, длительной строгой диете, опухолях и общем истощении, белковом голодании. Часто гепатиты и гастриты сопровождаются нарушением секреции ферментов. В первую очередь это состояние проявляется недостатком липазы, а уж потом - всех других компонентов панкреатического сока. Рвота, тошнота, слабость, похудение, признаки недостатка витаминов, снижение аппетита, неустойчивый стул – признаки недостаточности ферментов поджелудочной железы и, как следствие, нарушения переваривания важнейших нутриентов.

Ферментные препараты

Более 100 лет фармацевтическая промышленность выпускает панкреатические ферменты в виде панкреатина - порошка из поджелудочной железы свиней. Активность всех препаратов стандартизируется именно относительно панкреатина по липазе, и составляет от 15 до 45 единиц.

Классификация ферментных препаратов

экстракты слизистой желудка, содержащие пепсин (абомин, ацидинпепсин, пепсин, ацидин). Применяются при атрофическом гастрите со сниженной кислотностью, противопоказаны при внешнесекреторной недостаточности ПЖ.
панкреатические, содержащие ферменты амилазу, липазу и трипсин (панкреатин, панцитрат, мезим-форте, креон)
панкреатические ферменты с добавлением желчи (дигестал, фестал), целлюлозой и другими компонентами (панзинорм-форте, энзистал). Гемицеллюлоза в составе фестала способствуют нормализации стула и микрофлоры, желчь стимулирует желчеотделение, моторику и секрецию, борется с запорами. Данная группа препаратов применяется при сочетанной патологии печени и поджелудочной железы, запорах, гиподинамии, кратковременных погрешностях в диете. Их нельзя применять длительно и при спастическом типе дискинезии желчевыводящих путей и СРК.

Препараты, содержащие желчь, нельзя применять при:

панкреатите
гепатите
язвах любой локализации
воспалении ЖКТ
диарее

4. растительные ферменты – папаин и т.д. (пепфиз, ораза)

В группу растительных ферментов входят:

нигедаза - содержит только растительную липазу, применяется вместе с панкреатином;
ораза - комплекс ферментов грибкового происхождения (липаза, амилаза, мальтаза, протеаза из грибка аспергиллус);
пепфиз - грибковая диастаза (амилаза), папаин и симетикон;
солизим - липаза из пенициллинового грибка;
сомилаза - солизим и грибная амилаза;
юниэнзим - грибковая амилаза, папаин, симетикон, активированный уголь, никотинамид;
вобэнзим - панкреатин, папаин, бромелин, трипсин, химотрипсин, рутозид;
меркэнзим - панкреатин, бромелин, желчь;
флогэнзим - бромелаин, трипсин, рутозид.

Их назначают при аллергии к животным белкам. Однако растительные ферменты нельзя применять при бронхиальной астме и аллергии на грибки и к антибиотикам пенициллинового ряда. Растительные ферменты не нашли широкого применения, т.к. в 75 раз менее эффективны, чем животные.

5. панкреатические и растительные ферменты (вобэнзим, флогэнзим)

Отдельно стоит комбинированный препарат Панзинорм. Он содержит панкреатические ферменты, пепсин и аминокислоты и может применяться у пациентов с пониженной кислотностью, нарушением функции поджелудочной железы и желчеотделения.

Как выбрать ферментный препарат

в зависимости от кислотности желудочного сока: при сниженной кислотности показа панзинорм форте, в остальных случаях можно применять другие препараты;
при недостаточном желчеотделении применяются комплексы ферментов и желчи;
препараты, содержащие симетикон или диметикон, хорошо подходят пациентам с метеоризмом и СРК (пепфиз, юниэнзим);
у детей, при панкреатите легкой степени, эпизодических перееданиях, хроническом гастрите и энтероколите, функциональной диспепсии, дисфункции желчн6ого пузыря можно применять растительные ферменты.

Необходимо помнить, что в первые 7-10 дней острого панкреатита (и 3-5 дней обострения хронического), а также аллергии на животный белок, от назначения и приема ферментов нужно ВОЗДЕРЖАТЬСЯ!

Если ферменты эффективны…

…нормализуется стул, из него исчезают жиры, крахмал и непереваренные мышечные волокна (креаторея), нормализуется масса тела.

Доза подбирается индивидуально в течение недели, начать можно с 1000 ЕД липазы на 1 кг массы тела в день, то есть 60000-70000 ЕД, поделенных на 3-4 приема пищи. В случае тяжелых нарушений доза увеличивается до 4000-5000 ЕД, Прием препарата прекращается после исчезновения симптомов и нарушений в копрограмме.

Если ферменты неэффективны…

…значит, на то есть несколько причин:

недостаточная дозировка, неправильное хранение с потерей активности ферментов, неправильный прием;
инактивация ферментов в кислом содержимом желудка иди двенадцатиперстной кишки;
дисбактериоз.

Когда диарея и стеаторея не спешит исчезать?

При СРК и органической патологии кишечника может быть нарушено всасывание жиров при нормальном их переваривании, при этом жир в стуле сохраняется. В данном случае необходимо увеличить дозы препарата.

При высокой кислотности желудочного и кишечного содержимого желчь плохо эмульгирует жиры, а ферменты неактивны, что тоже вызывает стеаторею. Здесь помогают антациды и ингибиторы протонной помпы.

И, наконец, если фермент выходит из желудка неодновременно с пищей, это тоже может вызвать проблемы, решаемые правильным приемом (натощак либо во время еды, ни в коем случае не после, ведь это сводит их эффект на нет) и применением микрокапсулированных форм. Креон и подобные препараты содержат частицы менее 2 мм в диаметре, что позволяет осуществлять пристеночное пищеварение и одновременный выход фермента из желудка - вместе с порциями пищи).

Ферменты - это "рабочие лошадки" нашего организма. Если заглянуть в академический справочник, то можно выяснить, что слово ферменты в переводе с латыни, означают закваску. И именно благодаря такой вот закваске, в нашем организме ежесекундно происходит огромное количество химических процессов.

Каждый их этих химических процессов имеет свою специализацию. Во время одного, перевариваются белки, во время другого – жиры, ну а третий отвечает за усвоение углеводов. Кроме того, ферменты способны преобразовывать одно вещество в другое, более важное для организма в настоящий момент.

Продукты богатые ферментами:

Общая характеристика ферментов

Открытие ферментов произошло в 1814 году, благодаря превращению крахмала в сахар. Такое превращение случилось в результате воздействия фермента амилазы, выделенного из проростков ячменя.

В 1836 году был открыт фермент, названный в последствии пепсином. Он вырабатывается в нашем желудке самостоятельно, и при помощи соляной кислоты активно расщепляет белки. Пепсин активно используется и в сыроварении. А в дрожжевой трансформации спиртовое брожение вызывает фермент под названием зимаза.

По химической структуре ферменты относятся к классу белков. Это биокатализаторы, осуществляющие превращение веществ в организме. Ферменты по своему назначению делятся на 6 групп: лиазы, гидролазы, оксидоредуктазы, трансферазы, изомеразы и лигазы.

В 1926 году энзимы были впервые выделены из живых клеток и получены в кристаллическом виде. Таким образом, появилась возможность использовать их в составе медицинских препаратов для улучшения способности организма к перевариванию пищи.

Сегодня науке известно большое количество всевозможных ферментов, некоторые из которых выпускаются фармацевтической промышленностью в качестве медикаментов и БАДов.

Большой востребованностью сегодня пользуется панкреатин, извлекаемый из поджелудочной железы крупного рогатого скота, бромелайн (ананасовый энзим), папаин, полученный их экзотического фрукта папайи. А в жирных продуктах растительного происхождения, например, в авокадо, и в поджелудочной железе животных и человека содержится фермент липаза, участвующий в расщеплении жиров.

Суточная потребность в ферментах

Общее количество ферментов, необходимых организму для полноценного функционирования в течение суток, рассчитать сложно, из-за большого количества энзимов, существующих в нашем организме в самых разных количествах.

Если в желудочном соке содержится мало протеолитических ферментов, тогда количество продуктов содержащих необходимые ферменты следует увеличить. Панкреатин, например, назначается в размере, начиная от 576 мг в день и заканчивая, при необходимости, увеличенной в 4 раза дозировкой этого медицинского препарата.

Потребность в ферментах возрастает:

при вялой работе желудочно-кишечного тракта;
при некоторых заболеваниях органов пищеварения;
лишнем весе;
слабом иммунитет;.
интоксикациях организма;
в преклонном возрасте, когда собственные ферменты хуже вырабатываются.

Потребность в ферментах снижается:

в случае повышенного количества протеолитических ферментов желудочного сока;
индивидуальной непереносимости продуктов и препаратов, содержащих ферменты.

Полезные свойства ферментов и их влияние на организм

Ферменты участвуют в процессе пищеварения, помогая организму перерабатывать пищу. Они нормализуют обмен веществ, способствуя снижению веса. Укрепляют иммунитет, выводят из организма токсины.

Способствуют обновлению клеток организма и ускоряют процесс самоочищения организма. Преобразовывают питательные вещества в энергию. Ускоряют заживление ран.

Кроме того, пища богатая ферментами, увеличивает количество антител, которые успешно борются с инфекциями, укрепляя тем самым наш иммунитет. Присутствие в пище пищеварительных ферментов способствует ее переработке и надлежащему всасыванию питательных веществ.

Взаимодействие с эссенциальными элементами

Тесно взаимодействуют с энзимами главные компоненты нашего организма – белки, жиры, углеводы. Витамины также способствуют более активной работе некоторых ферментов.

Для активности ферментов необходимо кислотно-щелочное равновесие организма, наличие коферментов (производных витаминов) и кофакторов. А также отсутствие ингибиторов – определенных веществ, продуктов обмена, подавляющих активность ферментов во время химических реакций.

Признаки недостатка ферментов в организме:

нарушения в работе желудочно-кишечного тракта;
общая слабость;
недомогание;
боль в суставах;
ахилический гастрит;
повышенный нездоровый аппетит.

Признаки избытка ферментов в организме:

головная боль;
раздражительность;

Факторы, влияющие на содержание ферментов в организме

Регулярное употребление продуктов, содержащих ферменты, помогает восполнить недостаток необходимых энзимов в организме. Но для их полноценного усвоения и жизнестойкости, необходимо обеспечить определенное кислотно-щелочное равновесие, свойственное только здоровому организму.

Вся внешняя красота человека напрямую зависит от внутреннего состояния организма. Если в нем присутствуют сбои, то это сказывается на коже, ногтях и волосах. Большинство проблем связано с неправильным питанием.

Если пищеварение начинает давать сбои в своей деятельности, то стоит задуматься о приеме дополнительных ферментов. Ферменты для пищеварения имеют разную направленность, поэтому необходимо точно знать, какого элемента не хватает.

Если в организме не хватает пищеварительных ферментов, то пища не сможет полностью перевариться. В результате можно получить плохую деятельность ЖКТ, возникают различные заболевания печени, желчного пузыря и поджелудочной железы. Первые симптомы, которые показывают, что в организме нехватка ферментов это - отрыжка, изжога, газы и метеоризм.

Если к ним не прислушаться, то можно получить более сильные проблемы с организмом. Начнут беспокоить головные боли, стул будет нерегулярным, и организм станет восприимчивым к любым инфекциям. Также при их недостатке нарушается действие эндокринной системы.

Если пищеварительных ферментов постоянно не хватает в организме, то это приведет к резкому ожирению. Это, пожалуй, самое распространенное последствие. Уже научно доказано, что лишний вес появляется от употребления обработанной пищи. Любая термическая обработка разрушает требуемые для пищеварения элементы, которые так необходимы для расщепления определенных веществ. В итоге все поступившие жиры начинают откладываться.

Причины нехватки ферментов

При правильном питании в нашем организме находится большое количество ферментов. Их действие необходимо для выполнения разнообразных реакций. Они выполняют главную роль в организме: расщепляют белки, жиры и углеводы и насыщают его требуемой энергией.

Растительные ферменты не могут осуществлять свое действие в полую силу, если человек:

недостаточно обрабатывает пищу;
регулярно переедает;
быстро кушает;
имеет воспалительные процессы в органах желудочно-кишечн ого тракта;
имеет заболевания, которые нарушают обмен веществ;
плохо пережевывает еду;
употребляет продукты, в которых содержится большое количество белков, жиров или углеводов;
принимает препараты, которые негативно сказываются на микрофлоре кишечника.

Также снижение количества ферментов происходит во время беременности.

Растительные ферменты могут разрушаться под действием врожденных факторов или приобретенных. Второй фактор проявляется во время дисбактериоза, под воздействием вредных микробов.

Если человек начинает нуждаться в ферментах, то появляются определенные симптомы, которые свидетельствуют о том, что появилось определенное нарушение в организме. К ним относится нерегулярный стул, отрыжка после приема пищи, вздутие и небольшие боли в разных местах кишечника. Симптомы могут проявляться не только внутри организма, но и на его поверхности. В результате их проявления начинает шелушиться кожа, появляются различные сыпи.

Если ферментов катастрофически не хватает, то может возникнуть очень серьезное отравление, которое особенно опасно для детей.

Натуральные ферменты

На сегодняшний день пищеварительные ферменты растительного происхождения очень часто используются для восполнения нехватающих элементов в организме человека.

Их принято подразделять в зависимости от принципа деятельности:

гидролазы, являются катализатором гидролиза в химических связях;
лигазы, ответственны за хорошее преобразование этих связей;
трансферазы, необходимы для перемещения субстрата из одной молекулы на другую;
изомеразы, являются катализатором геометрических и структурных изменений в молекулах.

Добиться улучшения пищеварения можно при помощи специальных препаратов, которые содержат в себе требуемые пищеварительные ферменты. Такие препараты не имеют противопоказания.

Их можно принимать любому человеку, если только у него нет аллергии на отдельные компоненты. Прием медикаментов может осуществляться единожды или продолжительное время, как оздоровительный курс. Препараты мягко воздействуют и эффект приходит очень быстро.

Препараты, содержащие природные пищеварительные ферменты, принято разделять на четыре вида:

средства, в которых находиться панкреатин;
лекарства, произведенные из панкреатина, гемицеллюлазы, натуральной желчи;
смешанные вещества, в которых кроме панкреатина содержаться витаминные комплексы;
препараты, основанные на растительных компонентах.

Действие пищеварительных ферментов

Действие ферментов всегда проходит одинаково. Их прием может назначаться как для детей, так и для взрослого человека. Такие препараты в первую очередь направлены на снятие болевых ощущений и имеющегося дискомфорта в кишечнике. Они выпускаются в таблетках и капсулах, с разными дозами, но действие происходит по одинаковому механизму.

Если беспокоит пищеварительная система, то лучше остановить свой выбор на лекарствах в капсулах. Такая форма будет менее раздражающая для слизистой кишечника.

Пищеварительные ферменты можно использовать в сочетании с различными лекарствами. Их воздействие поможет быстрее улучшить пищеварение, возобновить микрофлору и справиться с выведением желчных кислот.

Чтобы еда хорошо перерабатывалась, требуются ферменты. Самостоятельно они образуются в желудке, поджелудочной железе, а также в кишечном тракте. Любой из ферментов имеет конкретную направленность. Существуют моменты, которые понижают их действие, в следствии чего нарушается пищеварительный процесс.

Эти ферменты очень активны, ведь им требуется расщеплять очень много органических веществ.

Их принято разделять на три группы:

липаза.
Она образуется в поджелудочной железе и является составляющей желудочного сока. Данные ферменты направлены на активное усвоение жиров в организме;
протеаза.
Она направлена на хорошую восприимчивость белков. Отлично нормализует микрофлору желудочно-кишечн ого тракта. К данной группе относятся препараты содержащие химозины и пепсины желудка, химотрипсины, трипсины, эрепсины кишечного сока, карбоксипептидаз ы поджелудочной железы;
амилаза.
Она предназначена для хорошего усвоения углеводов. Данное вещество так активно их расщепляет, что они сразу проникают в кровь. В эту группу относятся лактаза поджелудочного сока, амилаза и мальтаза слюны.

По данным группам имеется таблица, в которой описаны все подробные действия данных веществ.

Не только организм и специальные препараты могут возобновлять необходимое количество ферментов. Имеются определенные продукты, которые ими богаты. К ним относятся ананасы, бананы, манго и пророщенные зерна. Для пополнения нужного количества ферментов у детей лучше воспользоваться именно этим способом. Ведь они не только облегчают прием еды, но и способны избавить от воспалительных процессов.

Улучшаем пищеварение

Для достижения хорошего пищеварения, требуется разобраться в причине возникновения проблем. Если нарушается наружное пищеварение, то лучше принимать препараты, которые усваиваются во время еды. Например, человек постоянно переедает, в этом случае ему требуется принимать 1-2 таблетки вместе с едой или сразу же после ее. Для детей, в данном случае, лучше пересмотреть рацион и не давать им переедать.

Нарушение выработки ферментов происходит при плохом пережевывании пищи. Поэтому их применение организму требуются в обязательном порядке. Такие препараты также необходимы для людей, которые имеют проблемы с глотанием еды.

Если имеются какие-нибудь хронические заболевания, связанные с пищеварением, то требуется пройти обследование. Любое лечение будет обязательно включать в себя пищеварительные ферменты. Их применение является обязательным условием для более быстрого выздоровления.

Если у детей должно быть разнообразное меню, то люди в возрасте должны придерживаться постоянных продуктов. Такое правило поможет любому пищеварению эффективно справляться со своей задачей.

Ферменты – это особый вид протеинов, которым природой отведена роль катализаторов разных химических процессов.

Этот термин постоянно на слуху, правда, далеко не все понимают, что такое фермент или энзим, какие функции выполняет это вещество, а также чем отличаются ферменты от энзимов и отличаются ли вообще. Все это сейчас и узнаем.

Без этих веществ ни люди, ни животные не смогли бы переваривать пищу. А впервые к применению ферментов в быту человечество прибегло более 5 тысяч лет тому назад, когда наши предки научились хранить молоко в «посуде» из желудков животных. В таких условиях под воздействием сычужного фермента молоко превращалось в сыр. И это только один из примеров работы энзима в качестве катализатора, ускоряющего биологические процессы. Сегодня ферменты незаменимы в промышленности, они важны для производства сахара, маргаринов, йогуртов, пива, кожи, текстиля, спирта и даже бетона. В моющих средствах и стиральных порошках также присутствуют эти полезные вещества – помогают выводить пятна при низких температурах.

История открытия

Энзим в переводе из греческого означает «закваска». А открытию этого вещества человечество обязано голландцу Яну Баптисту Ван-Гельмонту, жившему в XVI веке. В свое время он весьма заинтересовался спиртовым брожением и в ходе исследования нашел неизвестное вещество, ускоряющее этот процесс. Голландец назвал его fermentum, что в переводе означает «брожение». Затем, почти трема веками позже, француз Луи Пастер, также наблюдая за процессами брожения, пришел к выводу, что ферменты – не что иное, как вещества живой клетки. А через некоторое время немец Эдуард Бухнер добыл фермент из дрожжей и определил, что это вещество не является живим организмом. Он также дал ему свое название – «зимаза». Еще несколькими годами позже другой немец Вилли Кюне предложил все белковые катализаторы разделить на две группы: ферменты и энзимы. Причем вторым термином он предложил называть «закваску», действия которой распространяются вне живых организмов. И лишь 1897 год положил конец всем научным спорам: оба термины (энзим и фермент) решено использовать как абсолютные синонимы.

Структура: цепь из тысяч аминокислот

Все ферменты являются белками, но не все белки – ферменты. Как и другие протеины, энзимы состоят из . И что интересно, на создание каждого фермента уходит от ста до миллиона аминокислот, нанизанных, словно жемчуг на нить. Но эта нить не бывает ровной – обычно изогнута в сотни раз. Таким образом, создается трехмерная уникальная для каждого фермента структура. Меж тем, молекула энзима – сравнительно крупное образование, и лишь небольшая часть его структуры, так называемый активный центр, участвует в биохимических реакциях.

Каждая аминокислота соединена с другой определенным типом химической связи, а каждый фермент имеет свою уникальную последовательность аминокислот. Для создания большинства из них используются примерно 20 видов аминовеществ. Даже незначительные изменения последовательности аминокислот могут кардинально менять внешний вид и «таланты» фермента.

Биохимические свойства

Хотя при участии ферментов в природе происходит огромное количество реакций, но все они могут быть разгруппированы на 6 категорий. Соответственно, каждая из этих шести реакций протекает под влиянием определенного типа ферментов.

Реакции при участии энзимов:

Окисление и восстановление.

Ферменты, участвующие в этих реакциях, называются оксидоредуктазами. В качестве примера можно вспомнить как, алкогольдегидрогеназы преобразуют первичные спирты в альдегид.

Реакция переноса группы.

Ферменты, благодаря которым происходят эти реакции, называются трансферазами. Они обладают умением перемещать функциональные группы от одной молекулы к другой. Так происходит, например, когда аланинаминотрансферазы перемещают альфа-аминогруппы между аланином и аспартатом. Также трансферазы перемещают фосфатные группы между АТФ и другими соединениями, а с остатков глюкозы создают дисахариды.

Гидролиз.

Гидролазы, участвующие в реакции, умеют разрывать одинарные связи, добавляя элементы воды.

Создание или удаление двойной связи.

Этот вид реакций негидролитическим путем происходит при участии лиазы.

Изомеризация функциональных групп.

Во многих химических реакциях положение функциональной группы изменяется в пределах молекулы, но сама молекула состоит из того же количества и типов атомов, что были до начала реакции. Иными словами, субстрат и продукт реакции являются изомерами. Такого типа трансформации возможны под влиянием ферментов изомеразы.

Образование одинарной связи с устранением элемента воды.

Гидролазы разрушают связь, добавляя в молекулу элементы воды. Лиазы осуществляют обратную реакцию, удаляя водную часть из функциональных групп. Таким образом, создают простую связь.

Как работают в организме

Ферменты ускоряют практически все химические реакции, происходящие в клетках. Они имеют жизненноважное значение для человека, облегчают пищеварение и ускоряют метаболизм.

Некоторые из этих веществ помогают разрушать слишком большие молекулы на более мелкие «куски», которые организм сможет переварить. Другие наоборот связывают мелкие молекулы. Но ферменты, говоря научным языком, обладают высокой селективностью. Это значит, что каждое из этих веществ способно ускорять только определенную реакцию. Молекулы, с которыми «работают» ферменты, называются субстратами. Субстраты в свою очередь создают связь с частью фермента, именуемой активным центром.

Существуют два принципа, объясняющие специфику взаимодействия ферментов и субстратов. В так называемой модели «ключ-замок» активный центр фермента занимает в субстрате место строго определенной конфигурации. Согласно другой модели, оба участника реакции, активный центр и субстрат, меняют свои формы, чтобы соединиться.

По какому бы принципу ни происходило взаимодействие результат всегда одинаковый – реакция под воздействием энзима протекает во много раз быстрее. Вследствие такого взаимодействия «рождаются» новые молекулы, которые потом отделяются от фермента. А вещество-катализатор продолжает выполнять свою работу, но уже при участии других частиц.

Гипер- и гипоактивность

Бывают случаи, когда энзимы выполняют свои функции с неправильной интенсивностью. Чрезмерная активность вызывает чрезмерное формирование продукта реакции и дефицит субстрата. В результате – ухудшение самочувствия и серьезные болезни. Причиной гиперактивности энзима может быть как генетическое нарушение, так и избыток витаминов или , используемых в реакции.

Гипоактивность ферментов может даже стать причиной смерти, когда, например, энзимы не выводят из организма токсины либо возникает дефицит АТФ. Причиной такого состояния также могут быть мутированные гены или, наоборот, гиповитаминоз и дефицит других питательных веществ. Кроме того, пониженная температура тела аналогично замедляет функционирование энзимов.

Катализатор и не только

Сегодня можно часто услышать о пользе ферментов. Но что такое эти вещества, от которых зависит работоспособность нашего организма?

Энзимы – это биологические молекулы, жизненный цикл которых не определяется рамками от рождения и смерти. Они просто работают в организме до тех пор, пока не растворятся. Как правило, это происходит под воздействием других ферментов.

В процессе биохимической реакции они не становятся частью конечного продукта. Когда реакция завершена, фермент покидает субстрат. После этого вещество готово снова приступить к работе, но уже на другой молекуле. И так продолжается столько, сколько необходимо организму.

Уникальность ферментов в том, что каждый из них выполняет только одну, ему отведенную функцию. Биологическая реакция происходит только тогда, когда фермент находит правильный для него субстрат. Это взаимодействие можно сравнить с принципом работы ключа и замка – только правильно подобранные элементы смогут «сработаться». Еще одна особенность: они могут работать при низких температурах и умеренном рН, а в роли катализаторов являются более стабильными, чем любые другие химические вещества.

Ферменты в качестве катализаторов ускоряют процессы метаболизма и другие реакции.

Как правило, эти процессы состоят из определенных этапов, каждый из которых требует работы определенного энзима. Без этого цикл преобразования или ускорения не сможет завершиться.

Пожалуй, из всех функций ферментов наиболее известна – роль катализатора. Это значит, что энзимы комбинируют химические реагенты таким образом, чтоб снизить энергетические затраты, необходимые для более быстрого формирования продукта. Без этих веществ химические реакции протекали бы в сотни раз медленнее. Но на этом способности энзимов не исчерпываются. Все живые организмы содержат энергию, необходимую им для продолжения жизни. Аденозинтрифосфат, или АТФ, это своего рода заряженная батарейка, которая снабжает клетки энергией. Но функционирование АТФ невозможно без ферментов. И главный энзим, производящий АТФ, – синтаза. Для каждой молекулы глюкозы, которая трансформируется в энергию, синтаза производит около 32-34 молекул АТФ.

Помимо этого, энзимы (липаза, амилаза, протеаза) активно применяются в медицине. В частности, служат компонентом ферментативных препаратов, таких как «Фестал», «Мезим», «Панзинорм», «Панкреатин», применяемых для лечения несварения желудка. Но некоторые энзимы способны также влиять на кровеносную систему (растворяют тромбы), ускорять заживление гнойных ран. И даже в противораковой терапии также прибегают к помощи ферментов.

Факторы, определяющие активность энзимов

Поскольку энзим способен ускорять реакции во много раз, его активность определяется так называемым числом оборотов. Этот термин обозначает количество молекул субстрата (реагирующего вещества), которую способна трансформировать 1 молекула фермента за 1 минуту. Однако существует ряд факторов, определяющих скорость реакции:

Концентрация субстрата.

Увеличение концентрации субстрата ведет к ускорению реакции. Чем больше молекул действующего вещества, тем быстрее протекает реакция, поскольку задействовано больше активных центров. Однако ускорения возможно только до тех пор, пока не задействуются все молекулы фермента. После этого, даже повышение концентрации субстрата не приведет к ускорению реакции.

Температура.

Обычно повышение температуры ведет к ускорению реакций. Это правило работает для большинства ферментативных реакций, но только до тех пор, пока температура не поднимется выше 40 градусов по Цельсию. После этой отметки скорость реакции, наоборот, начинает резко снижаться. Если температура опустится ниже критической отметки, скорость ферментативных реакций повысится снова. Если температура продолжает расти, ковалентные связи рушатся, а каталическая активность фермента теряется навсегда.

Кислотность.

На скорость ферментативных реакций также влияет показатель рН. Для каждого фермента существует свой оптимальный уровень кислотности, при котором реакция проходит наиболее адекватно. Изменение уровня рН сказывается на активности фермента, а значит, и скорости реакции. Если изменения слишком велики, субстрат теряет способность связываться с активным ядром, а энзим больше не может катализировать реакцию. С восстановлением необходимого уровня рН, активность фермента также восстанавливается.

Ферменты, присутствующие в человеческом организме, можно разделить на 2 группы:

метаболические;
пищеварительные.

Метаболические «работают» над нейтрализацией токсических веществ, а также способствуют выработке энергии и белков. Ну и, конечно, ускоряют биохимические процессы в организме.

За что отвечают пищеварительные – понятно с названия. Но и здесь срабатывает принцип селективности: определенный тип ферментов влияет только на один вид пищи. Поэтому для улучшения пищеварения можно прибегнуть к маленькой хитрости. Если организм плохо переваривает что-то из еды, значит надо дополнить рацион продуктом, содержащим фермент, который способен расщепить трудно перевариваемую пищу.

Пищевые ферменты – катализаторы, которые расщепляют продукты питания до состояния, в котором организм способен поглощать из них полезные вещества. Пищеварительные энзимы бывают нескольких типов. В человеческом организме разные виды ферментов содержатся на разных участках пищеварительного тракта.

Ротовая полость

На этом этапе на пищу воздействует альфа-амилаза. Она расщепляет углеводы, крахмалы и глюкозу, которые содержатся в картофеле, фруктах, овощах и других продуктах питания.

Желудок

Здесь пепсин расщепляет белки до состояния пептидов, а желатиназа – желатин и коллаген, содержащиеся в мясе.

Поджелудочная железа

На этом этапе «работают»:

трипсин – отвечает за расщепление белков;
альфа-химотрипсин – помогает усвоению протеинов;
эластазы – расщепляют некоторые виды белков;
нуклеазы – помогают расщеплять нуклеиновые кислоты;
стеапсин – способствует усвоению жирной пищи;
амилаза – отвечает за усвоение крахмалов;
липаза – расщепляет жиры (липиды), содержащиеся в молочных продуктах, орехах, маслах и мясе.

Тонкая кишка

Над пищевыми частицами «колдуют»:

пептидазы – расщепляют пептидные соединения к уровню аминокислот;
сахараза – помогает усваивать сложные сахара и крахмалы;
мальтаза – расщепляет дисахариды к состоянию моносахаридов (солодовый сахар);
лактаза – расщепляет лактозу (глюкозу, содержащуюся в молочных продуктах);
липаза – способствует усвоению триглицеридов, жирных кислот;
эрепсин – воздействует на протеины;
изомальтаза – «работает» с мальтозой и изомальтозой.

Толстый кишечник

Здесь функции ферментов выполняют:

кишечная палочка – отвечает за переваривание лактозы;
лактобактерии – влияют на лактозу и некоторые другие углеводы.

Кроме названных энзимов, существуют еще:

диастаза – переваривает растительный крахмал;
инвертаза – расщепляет сахарозу (столовый сахар);
глюкоамилаза – превращает крахмал в глюкозу;
альфа-галактозидаза – способствует перевариванию бобов, семян, соевых продуктов, корневых овощей и листовых;
бромелайн – фермент, полученный из , способствует расщеплению разных видов белков, эффективен при разных уровнях кислотности среды, обладает противовоспалительными свойствами;
папаин – фермент, выделенный из сырой папайи, способствует расщеплению мелких и крупных протеинов, эффективен в широком диапазоне субстратов и кислотности.
целлюлаза – расщепляет целлюлозу, растительные волокна (в человеческом организме не обнаружена);
эндопротеаза – расщепляет пептидные связи;
экстракт бычьей желчи – энзим животного происхождения, стимулирует моторику кишечника;
ксиланаза – расщепляет глюкозу из зерновых.

Катализаторы в продуктах

Ферменты имеют решающее значение для здоровья, поскольку помогают организму расщеплять пищевые компоненты до состояния, пригодного для использования питательных веществ. Кишечник и поджелудочная железа производят широкий спектр ферментов. Но кроме этого, многие их полезных веществ, способствующих пищеварению, содержатся также и в некоторых продуктах.

Ферментированные продукты являются практически идеальным источником полезных бактерий, необходимых для правильного пищеварения. И в то время, когда аптечные пробиотики «работают» только в верхнем отделе пищеварительной системы и часто не добираются до кишечника, эффект от ферментативных продуктов ощущается во всем желудочно-кишечном тракте.

Например, абрикосы содержат в себе смесь полезных энзимов, в том числе инвертазу, которая отвечает за расщепление глюкозы и способствует быстрому высвобождению энергии.

Натуральным источником липазы (способствует более быстрому перевариванию липидов) может послужить авокадо. В организме это вещество производит поджелудочная железа. Но дабы облегчить жизнь этому органу, можно побаловать себя, например, салатом с авокадо – вкусно и полезно.

Кроме того, что банан, пожалуй, самый известный источник калия, он также поставляет в организм амилазу и мальтазу. Амилаза содержится также в хлебе, картофеле, крупах. Мальтаза способствует расщеплению мальтозы, так называемого солодового сахара, который в обилии представлен в пиве и кукурузном сиропе.

Другой экзотический фрукт – ананас содержит в себе целый набор энзимов, в том числе и бромелайн. А он, согласно некоторым исследованиям, еще и обладает противораковыми и противовоспалительными свойствами.

Экстремофилы и промышленность

Экстремофилы – это вещества, способны сохранять жизнедеятельность в экстремальных условиях.

Живые организмы, а также ферменты, позволяющие им функционировать, были найдены в гейзерах, где температура близка к точке кипения, и глубоко во льдах, а также в условиях крайней солености (Долина Смерти в США). Кроме того, ученые находили энзимы, для которых уровень рН, как оказалось, также не принципиальное требование для эффективной работы. Исследователи с особым интересом изучают ферменты-экстремофилы, как вещества, которые могут быть широко использованы в промышленности. Хотя и сегодня энзимы уже нашли свое применение в индустрии как биологически и экологически чистые вещества. К применению энзимов прибегают в пищевой промышленности, косметологии, производстве бытовой химии.

Более того, «услуги» ферментов в таких случаях обходятся дешевле, чем синтетических аналогов. Кроме того, натуральные вещества являются биоразлагаемыми, что делает их использование безопасным для экологии. В природе существуют микроорганизмы, способные расщепить ферменты на отдельные аминокислоты, которые затем становятся компонентами новой биологической цепочки. Но это, как говорится, уже совсем другая история.