ما نوع البروتينات التي تسرع من معدل التفاعلات الكيميائية في الجسم؟
الجواب هو الإنزيمات.
- إنها جزيئات بيولوجية مكونة من بروتينات.
- حيث أن البروتينات هي المكون الرئيسي للإنزيمات.
- تتكون البروتينات من عدة أحماض أمينية.
- عندما ترتبط الأحماض الأمينية تؤدي إلى تكوين سلسلة من البروتينات.
- تؤدي البروتينات العديد من الوظائف المتنوعة داخل الجسم، مثل الاستجابة للمنبهات، وبناء أنسجة الجسم واستبدال المفقودة أو التالفة.
- تساعد الإنزيمات في تحفيز التفاعلات الكيميائية في الخلايا الحيوية في جسم الإنسان.
- بدون الإنزيمات، لن تحدث العديد من التفاعلات
- تساعد الإنزيمات على هضم الطعام عن طريق تكسير الجزيئات الكبيرة (الكربوهيدرات والدهون والبروتينات) إلى جزيئات أصغر.
- تقوم الإنزيمات بعد ذلك بحفظ الطاقة الكيميائية وتحويلها.
- هناك أنواع عديدة من الإنزيمات، كل منها متخصص في تحطيم نوع معين من المكونات الغذائية المختلفة.
- وتجدر الإشارة إلى أن العديد من الأمراض الوراثية التي تصيب الإنسان ناتجة عن نقص في أحد الإنزيمات مثل الجذام.
- زيادة أو نقص الإنزيمات يؤدي إلى الإضرار بالصحة.
- الأنزيمات من أنواع مختلفة.
- يتم ترميز الإنزيمات بواسطة الجينوم.
الإنزيم مصنوع من
- إنزيمات بسيطة تتكون فقط من جزء بروتيني (مثل البيبسين أو التربسين).
- الإنزيمات المركبة هنا ترتبط الإنزيمات بجزء غير بروتيني ويسمى (العامل المساعد)، ويشكل الإنزيم غير النشط مع العامل المساعد جزيء إنزيم نشط بيولوجيًا.
وظائف الانزيمات
تساعد الإنزيمات على إكمال بعض العمليات والوظائف الحيوية، بما في ذلك
- عمليه التنفس.
- بناء العضلات.
- التخلص من السموم من الجسم عن طريق إنزيمات الكبد.
- إنتاج الهرمونات عن طريق إنزيمات الكبد.
- تثبيط التقلص العضلي، وتوليد الحركة عبر الميوسين بواسطة إنزيمات الكبد.
- نقل الإشارات الخلوية وتنظيم دورة حياة الخلايا، غالبًا باستخدام الكينازات والفوسفاتازات.
- هضم الطعام من خلال إنزيمات تفرزها المعدة والبنكرياس والأمعاء الدقيقة واللعاب في الفم.
- إنتاج الطاقة من خلال إنتاج الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) الذي يعمل على تزويد الجسم بالطاقة لأداء وظائف مختلفة.
- الحفاظ على وظيفة العصب.
- لا تؤثر الإنزيمات على الكائنات الحية فحسب، بل تؤثر على العديد من منتجات الحياة. في المنظفات، تقوم الإنزيمات بإزالة الأوساخ.
- بفضل الإنزيمات التي نحصل عليها من الحليب، فإنها تساعد أيضًا في تخمير الخبز والكحول.
- تلعب الإنزيمات دورًا مهمًا في الطب أيضًا، حيث يتم استخدامها كدواء في السكتة الدماغية والجلطات الدموية الخطيرة في الدماغ.
- تلعب الإنزيمات دورًا مهمًا في عملية تكرار الحمض النووي، حيث تعمل على فك الحمض النووي ونسخ المعلومات.
كيف تعمل الانزيمات؟
- تعمل الإنزيمات وفق آلية محددة.
- إما الآلية الانتقائية التي تعتمد على تكامل شكل وشحنة كل بروتين.
- أو آلية القفل والمفتاح التي تشبه موقع ربط إنزيم بقفل.
- كل قفل له مفتاحه الخاص الذي يمكنه فتحه، وكذلك الإنزيمات، فهناك جزيئات محددة يمكنها التفاعل مع الإنزيم.
- يؤدي ارتباط الإنزيم بالموقع النشط إلى تغيير في شكل الموقع النشط الذي يستقبل هذا الإنزيم.
- مما يؤدي إلى إنتاج شكل جديد مسئول عن تحفيز وزيادة سرعة التفاعلات الكيميائية المختلفة.
- يمكن قياس كفاءة نشاط الإنزيم بمعدل الدوران، والذي يقيس عدد جزيئات المركب الذي يعمل فيه الإنزيم.
خصائص الانزيم
- جزيئات عالية الفعالية يمكنها إثارة آلاف التفاعلات في الجسم في الثانية.
- متخصص إذا كانت الركيزة الخاصة بالإنزيم غير متوفرة، فلن يحدث التفاعل.
- لا تموت الإنزيمات أو تموت بعد الانتهاء من عملها، وتستخدم بشكل متكرر وتلقائي.
- لا يتأثر بالتفاعلات الكيميائية لا يستهلك في التفاعلات الكيميائية، ويعود الإنزيم إلى حالته الأصلية كما كان قبل التفاعل، ليبدأ تفاعل جديد.
- يتأثر نشاط الإنزيمات بشكل كبير بدرجة الحموضة ودرجة الحرارة وتركيز الإنزيم.
ظروف عمل الإنزيم
- تؤثر البيئة على عمل ونشاط الإنزيم.
- تلعب البيئة دورًا في إيقاف الإنزيم، أو الوصول إلى نقطة الانهيار، وهنا يطلق عليه (الإنزيم المعطل).
- كلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت سرعة حدوث التفاعل.
- ولكن إذا ارتفعت درجة الحرارة بشكل كبير، فسوف يتحلل الإنزيم ويتوقف عن العمل.
- يؤثر الرقم الهيدروجيني (أو معدل الأس الهيدروجيني) على نشاط الإنزيم.
- إذا كان الرقم الهيدروجيني مرتفعًا جدًا أو منخفضًا جدًا، فإن هذا يؤدي إلى إبطاء تفاعل الإنزيم.
تأثير التغيرات في درجات الحرارة على عمل الإنزيم
- يمكن للتغيرات في درجة الحرارة أن تجعل التفاعلات الكيميائية أسرع أو أبطأ.
- تعمل بعض الإنزيمات بشكل أفضل في ظل الظروف المناسبة.
- إذا أصيب الشخص بالحمى وارتفعت درجة حرارته، يمكن لبعض الإنزيمات أن تتوقف عن العمل، ويصاب الشخص بالمرض.
تأثير حموضة المعدة على عمل الانزيمات
- تعمل بعض الإنزيمات فقط مع حموضة المعدة الكافية.
- ثم يقوم بتقسيم الأطعمة المختلفة التي نأكلها.
- وهكذا نستنتج أن كل إنزيم يعمل ويحتاج إلى ظروف مختلفة لبدء العمل.
تأثير تركيز الانزيم على التفاعلات الكيميائية
- يؤثر تركيز الإنزيمات على سرعة التفاعلات الكيميائية.
- ما يؤثر أيضًا على مسار التفاعلات ومستوى حدوثها.
- يرتبط الإنزيم بالجزيئات المتفاعلة، ويمكن كسر الروابط بسهولة، مما ينتج عنه طاقة تنشيط أقل للتفاعل.
أنواع الإنزيمات الموجودة في جسم الإنسان
- آيباز يساعد في هضم الدهون في الأمعاء.
- إنزيم الأميليز يوجد في اللعاب ليساهم في تكسير النشا إلى سكريات أحادية.
- إنزيم المالتاز يوجد أيضًا في اللعاب، فهو يساعد على تكسير سكر المالتوز إلى جلوكوز.
- إنزيم أستيل كولينستراز يوجد في الأعصاب والعضلات ويعمل على تكسير الناقل العصبي.
- إنزيم التربسين يوجد في الأمعاء الدقيقة ويساهم في تكسير البروتينات وتحويلها إلى أحماض أمينية.
- إنزيم اللاكتاز يوجد أيضًا في الأمعاء الدقيقة، فهو يساعد على تكسير سكر اللاكتوز في الحليب وتحويله إلى جلوكوز وجلاكتوز.
- بوليميراز الحمض النووي يساهم في بناء الحمض النووي من خلال القواعد النيتروجينية.
اعراض نقص الانزيم في الجسم
يتسبب نقص الإنزيمات اللازمة في الجسم في حدوث بعض الاضطرابات في الوظائف الحيوية والتي قد تؤدي إلى ظهور بعض الأعراض مثل
- بدانة؛
- غازات؛
- الانتفاخ.
- إمساك؛
- إسهال.
- إعياء.
- الإسهال العقلي.
- حساسية الطعام.
- القلق والاكتئاب؛
- الم البطن.
- متلازمة القولون العصبي.
- التهاب القولون التقرحي.
- ضعف المناعة والحساسية.
- أعراض متلازمة ما قبل الحيض.
- أمراض المناعة الذاتية مثل مرض الاضطرابات الهضمية.
- الشعور بالامتلاء بعد تناول كمية قليلة من الطعام.
- إفراز الطعام غير المهضوم في البراز.
كيف يتم تشخيص نقص انزيمات الجهاز الهضمي؟
- يقوم الطبيب بالتشخيص من خلال الأعراض عن طريق طرح مجموعة محددة من الأسئلة.
- فحص الدم يساعد الفحص على التحقق من نسبة الإنزيمات والكشف عن الأمراض المسببة لنقص الإنزيم.
- فحص البراز قد يحتاج المريض إلى فحص البراز لمدة 3 أيام متتالية.
- الفحص بالتصوير المقطعي المحوسب من خلال الأشعة السينية التي تظهر صورة لداخل الجسم.
- التصوير بالرنين المغناطيسي من خلال موجات الراديو والمغناطيس لإعطاء صورة دقيقة لأعضاء الجسم الداخلية.
- الموجات فوق الصوتية بالمنظار تستخدم لالتقاط صور لداخل الجهاز الهضمي.
أغذية غنية بالأنزيمات الهضمية
- جميع أنواع الأسماك.
- الفاكهة بأنواعها.
- خضروات غير مطبوخة.
- الحبوب الكاملة والبقوليات.
نصائح لتخفيف أعراض أنزيمات الجهاز الهضمي
- تغيير نمط الحياة مثل تناول وجبات صغيرة بدلاً من وجبة واحدة كبيرة ؛ لتسهيل امتصاص الأمعاء للطعام.
- تناول الكبسولات الخاصة التي يصفها الطبيب للأشخاص الذين يعانون من أمراض بسبب نقص بعض الإنزيمات في الجسم.
- تجنب التدخين والكحول فهما يتسببان في تلف البنكرياس.