Ферменты и их роль в обменных процессах

ФерментыКто из  людей,  далёких от медицины может ответить на вопрос: «что такое ферменты»? Практически никто. «Зачем мне это нужно?», скажут они, и будут  не правы, потому, что эти вещества играют одну из главных ролей в нашем организме. Давайте узнаем, что же, или кто же такие ферменты.

Понятие

Ферменты (в переводе с латинского – закваска, энзимы) – это белки, выполняющие роль катализаторов в живых организмах.

Катализатор – это вещество, ускоряющее реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции. Катализаторами, называют вещества, которые только своим присутствием влияют на химическую реакцию других веществ (ускоряют, замедляют, нормализуют), но сами при этом не изменяются.

Так вот, ферменты - присутствуют  во всех живых клетках и катализируют практически все реакции  во всех биологических процессах.

Функция

Основная функция ферментов - ускорять превращение веществ, поступающих в организм и образующихся при метаболизме.

С едой в человеческий организм попадают все необходимые вещества, но  в необработанном виде, организм в состоянии усвоить только воду, витамины и минералы. Жиры, белки и углеводы нуждаются в сложном расщеплении, так как в пище эти компоненты находятся в биологически труднодоступном для организма виде. Кроме этого, в организме все питательные вещества должны принять форму, приемлемую для иммунной системы, ведь иначе они будут восприняты как опасные и чужеродные, и удалены. Именно все это и проделывает система пищеварения на пару с ферментами.

Все  процессы  в  организме,  связанные  с  обменном  веществ  и  энергии,  протекают  с  участием ферментов. Метаболизм белков, жиров, углеводов и минеральных солей протекает при непосредственном воздействии  ферментов.  Для их образования необходимы витамины, большинство из которых поступают  вместе с пищей.

При недостатке того или иного витамина,  активность соответствующего фермента снижается. Следственно реакции, которые он катализирует, замедляются или прекращаются полностью. Видите, как всё взаимосвязано в нашем организме.

Вещество, на которое действует  фермент, называют субстратом. Каждый фермент обладает специфичностью, то есть действует строго на определённый субстрат. Каждый фермент способен действовать на свой субстрат при определённых условиях, на которые оказывают влияние:  температура, кислотно - щелочное  равновесие и т.д.

Например, пищеварительные ферменты наиболее активны при температуре 37 -  39 С,  а  при низкой температуре, ферменты теряют свою активность, или совсем не работают. Самая приемлемая температура для ферментов – это температура нашего тела. При кипячении, ферменты, как и другие белки, свёртываются и теряют активность. Также губительным для ферментов оказывается кислород и солнечный свет.

При этом, каждый фермент работает  только при определённых условиях: ферменты слюны – в слабощелочной среде, ферменты желудка  -  в кислой среде, ферменты поджелудочной железы – в слабощелочной  среде.

Ферментов,  очень  много (на сегодняшний день известно более 2000),  но никакой фермент нельзя заменить другим. Существуют такие ферменты, которые запускают процессы обмена веществ внутри клетки. В организме практически нет такой системы, которая бы не вырабатывала свои ферменты.

Ферменты принимают участие не только в пищеварении, но и в процессах роста новых клеток и в работе нервной системы. Работа ферментов, значительно сокращает энергетические затраты организма на переработку пищи.

Виды ферментов

Все ферменты разделяются на три основных группы: амилаза, липаза и протеаза.
Фермент амилаза необходим для переработки углеводов. Под воздействием амилазы углеводы разрушаются и легко всасываются в кровь. Амилаза, присутствует как в слюне, так и в кишечнике.

Липаза – это ферменты, которые присутствуют в желудочном соке и вырабатываются поджелудочной железой. Липаза необходима для усвоения организмом жиров.

Протеаза – это группа ферментов, которые присутствуют в желудочном соке и тоже вырабатываются поджелудочной железой. Кроме этого, протеаза присутствует и в кишечнике. Протеаза необходима для расщепления белков.

Превращение пищевых веществ в органах пищеварения

Пищевые вещества, субстраты	Органы пищеварительного канала	Пищеварительные железы, ферменты	Конечные продукты
Сложные углеводы (крахмал)	Ротовая полость	Ферменты слюнных желез (амилаза)	Глюкоза
	Двенадцатиперстная кишка и другие отделы тонкой кишки	Ферменты поджелудочной железы и кишечных желез
Белки	Желудок	Ферменты желудочного сока (пепсин)	Аминокислоты
	Двенадцатиперстная кишка и другие отделы тонкой кишки	Ферменты поджелудочной железы (трипсин), желчь печени
Жиры	Двенадцатиперстная кишка и другие отделы тонкой кишки	Ферменты поджелудочной железы (липаза), желчь печени	Глицерин и жирные кислоты

 

Ферменты изучаются такой наукой, как энзимология. Изучение ферментов, имеет огромное значение, так как ферменты оказывают своё воздействие не только на организм человека,  но и применяются  в фармацевтической, химической и  пищевой индустрии, занятых приготовлением катализаторов, витаминов, антибиотиков и многих других биологических веществ, используемых в народном хозяйстве и медицине.

Сегодня уже доподлинно известно, что многие проблемы наследственной  патологии человека, развитие врождённых пороков обмена,  тесно связаны с дефектами или полным отсутствием синтеза специфических ферментов.

Существенной особенностью ферментов является также то, что их активность в клетках строго контролируется на генетическом уровне. Организованная последовательность обменных процессов возможна при условии, что каждая клетка нашего организма, обеспечена собственным генетически заданным  набором ферментов.