Wat zijn enzymen

Enzymen zijn complexe moleculen (meestal eiwitten) die metabolische processen in het lichaam katalyseren – dat wil zeggen versnellen – zonder zelf te worden aangepast. Ze worden daarom ook wel biokatalysatoren genoemd. De omzetting van voedsel is slechts één van de vele biochemische processen waar enzymen voor nodig zijn. Levende wezens zouden dus niet kunnen overleven zonder enzymen.

Definitie van een enzym

Om te kunnen functioneren heeft elk organisme energie nodig.
De productie van deze energie is met name afhankelijk van enzymen, eiwitten met katalytische eigenschappen die verantwoordelijk zijn voor het versnellen van reacties in onze cellen.

Bijna 100% van de metabolische processen van ons lichaam hebben deze moleculen nodig om goed te kunnen functioneren en dus het leven in stand te houden.

Zonder enzym is het droge afbraak!

Deze kleine elementen vervullen een groot aantal functies in levende wezens:

• ze dragen bij aan de regulatie van cellulaire processen,
• ingrijpen in het genereren van bewegingen,
• spelen een belangrijke rol in het menselijke spijsverteringsstelsel,
• dragen bijvoorbeeld bij aan de afbraak van zetmeel, enz.

Als ze essentieel zijn voor de mens, worden ze van nature aangetroffen in andere levende organismen, zoals planten, dieren, micro-organismen.

U zult snel begrijpen welke kracht zo’n molecuul kan leveren voor professionele toepassingen.

Lees ook :- Zeurende pijn pols

Structuur van enzymen

Enzymen zijn meestal eiwitten en bestaan daarom uit aminozuurketens. Soms werken strengen RNA ook als enzymen; in dit geval worden ze ribozymen genoemd.

Het belangrijkste deel van het enzym bestaat uit het actieve centrum. Op deze plaats, die vaak de vorm van een holte heeft, wordt het substraat gebonden, dat vervolgens kan worden onderworpen aan de werking van het enzym om het in een product om te zetten.

Elk eiwit-enzym heeft een structuur die is aangepast aan zijn functie en kan voorkomen als monomeer, dimeer of multimeer. Simpel gezegd, een monomeer is een subeenheid, terwijl een dimeer uit twee monomeren bestaat. Een multimeer bestaat uit meerdere monomeren.

Dimere en multimere enzymen kunnen associëren met meerdere eiwitketens die worden gecodeerd door hetzelfde gen (homodimeer) of worden gecodeerd door verschillende genen (heterodimeer).

Lees ook :- Nervus vagus stimulatie

Wat is de functie van enzymen?

Enzymen maken bijna alle biochemische reacties in het lichaam mogelijk en versnellen deze. Deze reacties omvatten de meest uiteenlopende metabolische processen, evenals het “lezen” (transcriptie) en verdubbelen (replicatie) van genetische informatie.

Bij dergelijke reacties verbinden enzymen tijdelijk met de om te zetten stof (substraat) zodat deze bijvoorbeeld kan worden afgebroken of anderszins kan worden gewijzigd. De enzymen zelf blijven onveranderd. Ze zorgen er echter voor dat de voor de reactie benodigde energie (activeringsenergie) wordt verminderd. Eigenlijk hebben de meeste chemische processen in cellen zo’n hoge activeringsenergie nodig dat ze bij de heersende omgevingstemperatuur (lichaamstemperatuur van ca. 37 graden Celsius) niet of slechts zeer langzaam kunnen plaatsvinden. Alleen door de activeringsenergie van enzymen te verminderen, worden dergelijke reacties überhaupt mogelijk of voldoende versneld.

Enzymen vallen uiteen in zes hoofdgroepen op basis van het type chemische reactie die ze katalyseren. Deze klassen van enzymen (en enkele van hun subgroepen) zijn:

• Oxidoreductasen: ze katalyseren reacties waarbij elektronen worden overgedragen (redoxreacties); bijv. dehydrogenasen, oxidasen, reductasen, katalasen
• Transferasen: ze katalyseren reacties waarbij hele functionele groepen (zoals fosfaatgroepen) van het ene molecuul naar het andere worden overgebracht; bijv. transaminasen, kinasen, DNA-polymerasen
• Hydrolasen: ze katalyseren reacties waarbij een chemische binding wordt gevormd wanneer water ontsnapt of wordt gesplitst wanneer water wordt toegevoegd; bijv. peptidasen, fosfatasen, proteasen
• Lyasen: ze katalyseren reacties waarbij chemische bindingen worden verbroken of gevormd zonder energie te gebruiken; bijv. aldolase
• Isomerasen: ze zorgen ervoor dat bindingsrelaties binnen een molecuul worden herschikt; bijv. racemasen, topoisomerases
• Ligasen (synthetasen): ze katalyseren reacties waarbij twee moleculen met elkaar worden verbonden, wat energie kost; bijv. carboxylasen

Lees ook :- Pijn in de lies vrouw

Waar worden enzymen voor gebruikt?

De enzymen alfa-galactosidase, bromelaïne, enzymen uit gefermenteerde maltodextrines, lactase, papaïne en superoxide dismutase zijn opgenomen in de lijst opgesteld door het ministerie van Volksgezondheid “Overige voedingsstoffen en andere stoffen met een nutritioneel of fysiologisch effect” en met name in de lijst “Andere stoffen zonder vastgestelde maximale dagelijkse inname”.
Sommige enzymen (waaronder alfa-galactosidase, bromelaïne, gefermenteerde maltodextrine-enzymen, lactase en papaïne) vergemakkelijken in het bijzonder de spijsvertering, terwijl andere (waaronder superoxide dismutase) een potentiële ontstekingsremmende werking hebben (een kenmerk dat ook wordt gedeeld door bromelaïne en papaïne).

Spijsverteringsenzymen: ze helpen het spijsverteringsstelsel om de voedingsmiddelen die via de voeding binnenkomen af ​​te breken, waardoor ze gemakkelijk door het lichaam kunnen worden opgenomen. In het bijzonder: alfa-galactosidase is een bij de mens afwezig enzym dat essentieel is voor de vertering van sommige koolhydraten; bromelaïne is een enzym dat aanwezig is in ananassap en stengel en dat andere eiwitten kan afbreken tot aminozuren en wordt gekenmerkt door een ontstekingsremmend vermogen; gefermenteerde maltodextrine-enzymen zijn de enige enzymen die kunnen functioneren in de zure, basische en neutrale delen van de darm; lactase is het enzym dat verantwoordelijk is voor de vertering van lactose, de karakteristieke suiker van melk; papaïne is een stof die wordt verkregen uit papaja en die functioneel op dezelfde manier werkt als pepsine, een enzym dat door de maag wordt uitgescheiden en betrokken is bij het spijsverteringsproces, en ook een belangrijk ontstekingsremmend vermogen heeft; tot slot is superoxide-dismutase een metallo-enzym met antioxiderende, ontstekingsremmende en beschermende eigenschappen.

Spijsverteringsenzymen die via supplementen worden ingenomen, zouden het spijsverteringsproces in geval van intoleranties kunnen vergemakkelijken. Naast gebruik bij spijsverteringsproblemen (buikpijn, winderigheid) en bij voedselintoleranties, worden ze ook gebruikt door sporters die een dieet volgen met een hoog eiwitgehalte. Ontstekingsremmende enzymen spelen een rol van enig belang bij het verminderen van verschillende ontstekingsaandoeningen.

De belangrijkste enzymen in het menselijk lichaam

Er zijn talloze enzymen in ons lichaam. De spijsverteringsenzymen zijn verantwoordelijk voor wat waarschijnlijk de meest fundamentele taak is. Ze zijn verantwoordelijk voor het afbreken van het ingenomen voedsel in kleine basisbouwstenen zoals aminozuren, vetzuren en suikermoleculen. Deze bouwstenen worden via de slijmvliezen in het bloed opgenomen en in de stofwisseling gebruikt of opgeslagen.

Er zijn vijf hoofdgroepen van spijsverteringsenzymen:

• Peptidasen breken eiwitten en peptiden af tot aminozuren.
• Glycosidasen breken lange suikerketens zoals zetmeel of glycogeen af tot eenvoudige suikermoleculen.
• Lipasen worden gevormd in de alvleesklier en breken vetten af tot vetzuren en glycerol.
• Nucleasen breken nucleïnezuren af.
• Lactase breekt melksuiker af in galactose en glucose.

Andere belangrijke enzymen

Ook het enzym lactaatdehydrogenase speelt een belangrijke rol in het lichaam. Het wordt voornamelijk aangetroffen in de lever, rode bloedcellen en spieren. Als de concentratie lactaatdehydrogenase in het bloed toeneemt, duidt dit op bloedarmoede.

Het enzym troponine T is goed voor het opsporen van schade aan het hart. Het komt tijdens een hartaanval uit de hartspier in het bloed. Artsen kunnen de ernst van de schade beoordelen aan de hand van de hoeveelheid troponine T in het bloed.

Alkalische fosfatase wordt aangetroffen in de botten, lever en galwegen. Het enzym gamma-GT wordt aangetroffen in de hersenen, nieren en lever. Verhoogde niveaus van beide enzymen in het bloed wijzen op ziekten in de organen waarin ze hun werk doen.

Ziekten veroorzaakt door een gebrek aan enzymen

Met het ouder worden neemt de enzymproductie echter af en verlopen de stofwisselingsprocessen in het lichaam langzamer. Als symptomen zoals chronische ontstekingen of een zwak immuunsysteem optreden, kan het helpen om het lichaam gericht van enzymen te voorzien.
En aangezien enzymen zo belangrijk zijn voor het metabolisme, is het geen verrassing dat de meeste stofwisselingsstoornissen het gevolg zijn van een defect of een tekort aan een enzym. Hierdoor worden substraten niet omgezet. Het resultaat is dat ofwel de “ongebruikte” substraten zich ophopen in de lichaamscellen of dat er een gebrek kan zijn aan bepaalde stofwisselingsproducten. In beide gevallen is dit schadelijk voor de lichaamscellen en veroorzaakt het de eigenlijke symptomen van de ziekte.

Stofwisselingsziekten kunnen erfelijk zijn of in de loop van het leven worden verworven. Op dit moment zijn er zo’n 3.000 verschillende storingen bekend, met gevolgen van wisselende ernst. Sommige ziekten zijn slechts tijdelijke aandoeningen. Anderen daarentegen kunnen ernstig zijn, het hele organisme blijvend beschadigen of zelfs dodelijk zijn. Stofwisselingsziekten kunnen het vetmetabolisme, het koolhydraatmetabolisme, het eiwitmetabolisme of het mineraalmetabolisme beïnvloeden. Enkele voorbeelden zijn:

• Suikerziekte
• jicht
• osteoporose
• schildklier aandoeningen
• Zeldzame ziekten zoals de ziekte van Fabry, de ziekte van Gaucher, cystische fibrose of fenylketonurie

Stofwisselingsziekten en hun behandeling moeten altijd met een arts worden besproken. Een speciaal dieet of sport kan hoogstens een begeleidende therapie zijn.

Wat zijn de verschillende soorten enzymen?

Er zijn twee categorieën enzymen: de spijsverteringsenzymen die het mogelijk maken om de voedselvoorziening af te breken in voedingsstoffen die door de cellen kunnen worden opgenomen en de metabolische enzymen die essentieel zijn voor het functioneren van elk van de 10.000 miljard verbonden cellen waaruit de ons lichaam.

Spijsverteringsenzymen: voorbeelden en functies
Spijsverteringsenzymen helpen voedsel af te breken. Er zijn verschillende spijsverteringsenzymen die elk een rol spelen. De enzymen van de speekselklieren scheiden amylasen af die zetmeel omzetten in maltose. Pancreatische amylase zet zetmeel om in maltose. Pancreasproteasen breken eiwitten af tot aminozuren.

Hartenzymen: voorbeelden en functies
Hartenzymen zijn essentieel voor het functioneren van hartcellen, met name de hartspier. Troponine is een enzym dat de samenstelling van spiervezels, inclusief de hartspier, binnengaat en hun samentrekking reguleert. Creatininekinase-MB levert de energie die nodig is voor de hartspierfunctie. Myoglobine transporteert zuurstof naar het cytoplasma van cellen. De aanwezigheid van hartenzymen in het bloed duidt op schade aan de hartspier.

Leverenzymen: voorbeelden en functies
“Leverenzymen zijn zeer talrijk en hebben elk verschillende functies: vertering, stolling, afbraak van giftige stoffen, energieproductie, enz. “, vertelt Lionel Barrand, bioloog voorzitter van de Unie van Jonge Medische Biologen (SJBM). Leverenzymen die aanwezig zijn in levercellen zijn voornamelijk transaminasen (alanine-aminotransferase (ALAT), aspartaat-aminotransferase (ASAT), alkalische fosfatase, gammaglutamyl-transpeptidase (GGT), alkalische fosfatase (ALP), bilirubine, albumine.

Gebrek aan spijsverteringsenzymen: Symptomen

Gebrek aan spijsverteringsenzymen kan zich op vele manieren manifesteren, vaak gerelateerd aan chronische nutriëntentekorten als gevolg van malabsorptie:

• vermoeidheid
• constant hongergevoel
• plotselinge gewichtstoename of -verlies
• prikkelbaarheid
• spierkrampen
• bloedarmoede (door ijzertekort)
• chronische constipatie of diarree (veranderingen van de alve na de verminderde opname van stoffen uit intestinale dysbiose)
• langzame, onvoldoende vertering
• opgeblazen gevoel en meteorisme (door overmatige productie van gas tijdens de verschijnselen van fermentatie van de darmflora op onverteerd voedsel, zoals complexe koolhydraten)
• Ontsteking van de dikke darm

Hoe werkt een enzym?

Deze eiwitten binden daarom aan hun substraten via hun bindingsplaatsen, complementaire elementen zowel qua vorm als elektrische lading (ze trekken elkaar aan als twee magneten). Zodra de 2 componenten in elkaar grijpen, kan de reactie beginnen.

Maar enzymen hebben niet alleen de rol van katalysator of reactieversneller: het zijn ook biologische scharen die substraten doorknippen of afbreken.

Opgemerkt moet worden dat naast deze morfologische compatibiliteit tussen de twee, het enzym alleen zijn substraat of zelfs zijn substraatfamilie kan snijden.

Het enzym sucrase (of invertase) zal bijvoorbeeld het substraat sucrose afbreken om eenvoudige suikers te creëren, namelijk glucose en fructose.

Soms heb je een beetje hulp nodig…

Als sommigen in volledige autonomie alleen werken, hebben anderen hulp nodig om actief te worden! Dit worden cofactoren of co-enzymen genoemd. Enzymen die geen cofactor hebben, worden apoproteïnen genoemd, die gebonden aan een cofactor worden holoproteïnen genoemd.

Sommige cofactoren, zoals riboflavine of foliumzuur, zijn vitamines die niet door het lichaam worden gesynthetiseerd en via voedsel worden geleverd. Ze worden regelmatig geregenereerd en zorgen zo voor een constante concentratie in het lichaam.