Šajā emuāra ierakstā zinātniski tiek pētīta enzīmu patiesā loma, kas kā veselīga pārtika piesaista arvien lielāku uzmanību, un pārspīlētas reklāmas pamatā esošie maldīgie priekšstati.
“Vai enzīmi ir tik labi?” Šis ir izplatīts reklāmas sauklis, ko bieži redzam laikrakstu rakstos vai tiešsaistes medijos. Tas pievilina patērētājus, apgalvojot, ka vienkārša enzīmu lietošana stiprinās kuņģi un pilnībā izārstēs jebkuras kaites. Lielākā daļa cilvēku iegādājas un lieto veselības uztura bagātinātājus, piemēram, fermentu pārtiku, lai uzlabotu savu veselību. Enzīmi tiek reklamēti kā panaceja, apgalvojot, ka tie palīdz atgūt nogurumu, zaudēt svaru un pat novērst novecošanos. Lai gan tas šķiet vienkāršs risinājums patērētājiem, kas vēlas mazināt bažas par veselību, bieži vien trūkst zinātnisku pierādījumu, kas pamatotu šo enzīmu iedarbību. Patiesībā vienkārša organismam nepieciešamo enzīmu lietošana nevar uzlabot vispārējās organisma funkcijas. Enzīmu lietošana būtībā ir kā olbaltumvielu gabala apēšana. Lai enzīmi darbotos pareizi, ķīmiskām izmaiņām jānotiek saskaņā ar īpašiem mehānismiem nepieciešamajās vietās. Tomēr, tā kā plašai sabiedrībai trūkst šo specializēto zinātnisko zināšanu, tai nav citas izvēles kā lietot dārgus enzīmu uztura bagātinātājus, kas bez šaubām tiek reklamēti kā labvēlīgi veselībai. Tas izriet no veselības informācijas asimetrijas mūsdienu sabiedrībā, kur patērētājus viegli maldina pārspīlēta reklāma vai dezinformācija. Tāpēc šī raksta mērķis ir viegli saprotamā veidā izskaidrot fermentu funkciju, mehānismu un dažādus to veidus.
Kā jau minēts iepriekš, enzīmi nepārprotami ir olbaltumvielu masas. Enzīmi ir globulāri proteīni, kas sastāv no daudzām aminoskābju atliekām. Cilvēkiem piemīt dažādas bioloģiskās īpašības, pateicoties DNS ar dažādām bāzes sekvencēm 23 homologos hromosomu pāros. Līdzīgi enzīmi tiek aktivizēti savu lomu veikšanai, aminoskābēm savienojot un savoties kā ķēdē, veidojot to struktūru. Piemēram, to formu ietekmē no vecākiem mantoti gēni. Līdzīgi gremošanas enzīma pepsīna struktūra veidojās, saņemot aminoskābju secību no tRNS, kas ļauj tam sadalīt olbaltumvielas kuņģī. Šo enzīmu struktūra un funkcija ir izšķiroša, jo tie pārsniedz vienkāršo olbaltumvielu lomu, kalpojot par būtiskiem katalizatoriem dzīvo organismu sarežģītajos vielmaiņas procesos.
Fermenti saistās ar substrātiem — reaģentiem —, veidojot fermentu-substrātu kompleksus. Tie samazina ķīmiskajām reakcijām nepieciešamo aktivācijas enerģiju, tādējādi veicinot reakciju. Aktivācijas enerģija ir minimālā enerģija, kas nepieciešama, lai notiktu ķīmiskā reakcija; pazeminot šo barjeru, fermenti ļauj reaģentiem vieglāk pārveidoties citās vielās. Piemēram, pepsīns, kas, kā minēts iepriekš, palīdz olbaltumvielu gremošanā. Tas saistās ar olbaltumvielām un sadala tās mazākās vienībās, ko sauc par polipeptīdiem. Tas ir līdzīgi kā ferments, kas veido zemu kalnu taku, nevis kāpj augstā kalnā. Līdz ar to ķīmiskās reakcijas var noritēt efektīvāk. Tomēr bez pepsīna organismā pastāv arī daudzi citi fermentu veidi. Lai klasificētu fermentus, starptautiski saskaņota sistēma tos kategorizē, pamatojoties uz katalītiskās reakcijas veidu, ko tie katalizē. Tie ir plaši iedalīti sešās kategorijās, un fermentu veidi atbilst to EC numuriem šādi: EC 1: Oksidoreduktāzes. EC 2: Transferāzes. EC 3: Hidrolāzes. EC 4: Proteāzes. EC 5: Izomerāzes. EC 6: Fermenti, kas savieno divas molekulas ar kovalentām saitēm. Šiem enzīmiem ir nozīmīga loma gremošanā un vielmaiņā, veicinot atkritumvielu izvadīšanu, detoksikāciju un sterilizāciju. Katram enzīmam ir noteikta vieta, kur tas tiek ražots un darbojas. Ja organismā kāds konkrēts enzīms ir pārmērīgi vai nepietiekami daudzs salīdzinājumā ar optimālo daudzumu, tas var izraisīt hiperfunkciju vai hipofunkciju. Tāpēc enzīmu lietošana uzturā var nebūt labvēlīga. Ja uzņemat enzīmus, kas nepieciešami citur, nevis gremošanas sistēmā, tiem ir grūti iziet cauri gremošanas traktam un iekļūt asinsritē. Tas ir tāpēc, ka enzīmi ir olbaltumvielas, un absorbcijas laikā tie tiek sadalīti aminoskābēs.
Katram enzīma veidam ir atšķirīga struktūra un tas katalizē tikai vienu specifisku vai ļoti līdzīgu reakciju organismā. Šo parādību sauc par enzīma-substrāta specifiskumu. Pamatojoties uz enzīma struktūru, tam piemīt specifiska aktīvā vieta. Koncepcija ir tāda, ka substrāts, kas atbilst struktūras formai, saistās ar šo vietu, izraisot reakciju. Šī īpašība savulaik tika izskaidrota, izmantojot atslēgas un slēdzenes modeli. Kā vēsta sens teiciens: "Visam ir savs līdzinieks." Tāpat kā pastāv neskaitāmas slēdzenes, katrai ir sava atbilstoša enzīma atslēga. Tomēr šajā koncepcijā bija loģiska pretruna: lai gan tā izskaidroja, kāpēc enzīmu reakcijas ir specifiskas, tā neizskaidroja, kā reakcija tiek aktivizēta, samazinot aktivācijas enerģiju. Tādējādi radās jauna teorija: inducētās atbilstības teorija. Tā apgalvo, ka, lai gan substrāts var nepilnīgi atbilst enzīma aktīvās vietas struktūrai, saistoties, enzīms nedaudz maina savas aktīvās vietas struktūru, veidojot kompleksu. Tas ir līdzīgi vīrieša un sievietes tikšanās reizei. Pieņemsim, ka vīrietis un sieviete iepazīstas un attīsta pieķeršanos, kas viņus mudina veidot attiecības. Ja viņi apprecas un mēģina izveidot laulības savienību, mēs varam saprast, kā viņi to panāk ar enzīmu palīdzību. Dzīvojot kopā, atšķirīgas audzināšanas un paradumu dēļ var rasties konflikti. Ja mēs domājam par laulību kā ķīmisku reakciju, kur enzīms pārstāv vīrieti, bet substrāts – sievieti, tad pilnībā pieņemt vienam otru un dzīvot kopā nav viegli. Tomēr, izprotot atšķirības un cenšoties nedaudz pielāgot savu personību otram, viņi var kļūt daudz tuvāki un atvieglot laulību. Tādā veidā mijiedarbībai starp enzīmu un substrātu ir neaizstājama, būtiska loma dzīvajos organismos notiekošajos vielmaiņas procesos.
Tāpat kā nelūgti viesi var izjaukt attiecības starp vīriešiem un sievietēm, pastāv enzīmu inhibitori, kas samazina reakcijas ātrumu starp enzīmiem un substrātiem. Enzīmu inhibitori iedalās divās galvenajās kategorijās: konkurējošie inhibitori un nekonkurējošie inhibitori, kas burtiski apraksta to lomas. Konkurējošie inhibitori konkurē ar substrātu par enzīma aktīvo vietu. Nekonkurējošie inhibitori saistās ar citu enzīma vietu, mainot aktīvās vietas formu un novēršot substrāta saistīšanos. Šo koncepciju ir vieglāk saprast, ja to piemēro cilvēku attiecībām. Atgriežoties pie vīrieša un sievietes analoģijas, enzīmu inhibitori ir tie, kas izjauc viņu attiecības. Divas sievietes, substrāts un konkurējošais inhibitors, sacenšas par vienu un to pašu vīrieti. Tas samazina varbūtību, ka sieviešu substrāts un vīriešu enzīms veidos saikni. Turklāt, pat ja sieviešu substrāts un vīriešu enzīms ir pilnīgi saskaņoti, nekonkurējošie inhibitori iejaucas, lai pārtrauktu viņu attiecības, izmantojot netiešus līdzekļus, piemēram, nenovēršamu migrāciju uz ārzemēm. Tādējādi enzīmu inhibitoriem ir izšķiroša loma specifisku reakciju ātruma regulēšanā vai nomākšanā dzīvos organismos, traucējot enzīmu aktivitāti.
Enzīmi ir būtiskas vielas homeostāzes uzturēšanai un organisma funkciju nodrošināšanai, izmantojot normālus mehānismus. Kā jau minēts iepriekš, enzīmi darbojas noteiktās vietās, piedalās dažādās konkurējošās reakcijās un reaģē ar piemērotiem substrātiem. Cilvēki var gūt labumu, lietojot gremošanas enzīmus kā funkcionālus pārtikas produktus, lai veicinātu gremošanas orgānu darbību. Tomēr es ceru, ka šis raksts kliedē nepareizo priekšstatu, ka šie enzīmi izārstēs visas slimības organismā. Visbeidzot, atcerieties, ka veselīga dzīvesveida uzturēšanai svarīgāka par enzīmu piedevām ir sabalansēts uzturs un atbilstošas fiziskās aktivitātes. Tā vietā, lai pievienotu papildu enzīmus, ir svarīgi iemācīties regulēt savu stāvokli un pārvaldīt savu ķermeni, lai tas varētu ražot nepieciešamos enzīmus.
