Пищеварительные ферменты – их типы, источники и важность для человеческого организма

Ферменты в организме действуют как «ускорители» химических реакций, обеспечивая несколько процессов, в том числе переваривание пищи. Узнайте о функциях и типах ферментов, их основных местах действия и о месте синтеза. Они вырабатываются в организме естественным путем, а также мы можем принимать их из продуктов питания или в виде пищевых добавок. Узнайте об амилазе, липазе и протеазе и их важности для правильного пищеварения.

Как работают ферменты?

Организм человека сам производит ферменты, и их функция зависит от их конкретной формы. Ферменты ускоряют химические реакции в организме, но они являются высокоселективными катализаторами. Это означает, что каждый из ферментов только ускоряет определенную химическую реакцию. Некоторые из них расщепляют молекулы на более мелкие части для лучшего усвоения в организме человека. Другие участвуют в соединении молекул, помогая создавать новые молекулы. Как уже упоминалось, функция фермента связана с его формой. Изменение структуры фермента, может привести к тому, что он перестанет работать, что в свое время может вызвать, например, заболевание, жар или плохую химическую реакцию. [2] [5]

Ферменты частично связываются с молекулами, называемыми субстратами. Связь между субстратом и ферментом можно сравнить со связью двух частей мозаики. Связывание происходит благодаря активной части (active site) фермента, поскольку он имеет уникальную геометрическую форму, идентичную молекуле субстрата. В результате из субстрата образуется продукт, и когда он покидает активную часть, фермент продолжает действовать и прикрепляется к следующему субстрату. [3] [6]

Вас можуть зацікавити ці продукти:

Механизмы ферментативной функции объясняются с помощью теории ключа и замка (Lock and Key Theory) и теории индуцированного соответствия (Induced Fit Theory) [3] [6]:

Теория ключа и замка (Lock and Key Theory) – это теория, разработанная Эмилем Фишером в 1894 году, которая определяет связь между ферментом и субстратом, сравнивая их с ключом и замком. Согласно теории, фермент находится в положении замка, а субстрат является ключом, который вписывается в активную часть фермента. Сравнение с ключом также означает, что ключи больших или меньших размеров, возможно, с другим расположением «зубцов», не подходят для активной части фермента.

Теория индуцированного соответствия (Induced Fit Theory) – теория ключа и замка, к сожалению, не проясняет все экспериментальные доказательства, и поэтому была предложена другая теория. Основываясь на второй теории, фермент обладает “гибкостью”, и субстрат играет ключевую роль в определении окончательной формы. Теория объясняет, почему некоторые молекулы могут быть связаны с ферментом, но никакой реакции не происходит. Некоторые соединения прикрепляются, но не вызывают реакции, потому что фермент слишком деформирован или другие молекулы слишком малы. Проще говоря, активная часть фермента меняет форму при попадании на субстрат, и катализ не начинается до тех пор, пока он не окажется в правильном положении.

Пищеварительные ферменты 

Пищеварительные ферменты важны для пищеварения человека, они ускоряют химические реакции при расщеплении пищи на компоненты, которые организм может усваивать. Ферменты находятся в определенных частях пищеварительного тракта и могут быть разделены в зависимости от того, какие питательные вещества они помогают переваривать [7]

Aмилаза 

Амилаза – это фермент, который расщепляет углеводы и крахмал на сахара в организме. В организме человека амилаза вырабатывается в поджелудочной железе, тонкой кишке и слюнных железах. Переваривание углеводов, точнее крахмала, начинается в полости рта благодаря типу амилазы, птиалину, который образуется в слюнных железах. Пища смешивается со слюной при употреблении, и таким образом начинается работа фермента. Частично переваренный крахмал поступает в желудок, где амилаза нейтрализуется желудочной кислотой. Крахмал попадает в тонкий кишечник, а поджелудочная железа выделяет ферменты, которые полностью расщепляют его в кишечнике. В конце всего процесса выделяется глюкоза, которая попадает в кровоток. Амилаза в ротовой полости является лишь небольшой частью общей амилазы. [5] [8] [9]

Протеаза 

Протеаза – это группа ферментов, которые ускоряют химические реакции, связанные с перевариванием белков в организме, и вырабатываются в поджелудочной железе, желудке и тонкой кишке. Помимо переваривания белков и расщепления их на аминокислоты, протеаза играет важную роль в других процессах, таких как укрепление иммунитета, деление клеток, свертывание крови и рециркуляция белков. Протеаза полезна для усвоения незаменимых аминокислот и важна для людей с проблемами пищеварения. Среди прочего, согласно результатам исследования 2009 года, смесь ферментов протеазы снижала боль и мышечную чувствительность после тренировки лучше, чем плацебо. [5] [10]

Протеолитические ферменты включают, например, пепсин, трипсин и химотрипсин, но в геноме человека было обнаружено до 600 генов протеаз. Три фермента вырабатываются в пищеварительном тракте, но они также могут быть получены из определенных продуктов питания и в форме пищевых добавок. Лучшими источниками протеолитических ферментов являются ананас (бромелайн) и папайя (папаин), другие источники ферментов включают спаржу, киви, имбирь или квашеную капусту. Если у вас возможности употреблять папайю и ананасы, ферменты бромелайн и папаин можно получить в практичной форме пищевой добавки. [11] [12]

Липаза

Липаза помогает расщеплять жиры (триглицериды) на глицерин и жирные кислоты и синтезируется в организме в поджелудочной железе и тонкой кишке. Группа ферментов липазы включает несколько типов ферментов, например печеночную липазу, панкреатическую амилазу, липопротеинлипазу или липазу, чувствительную к гормонам. [5] [13]

Тем не менее, расщепление жиров и последующее усвоение меньших частей происходит не только с помощью липазы, так как желчь также играет важную роль в этом процессе. Когда жиры из пищи попадают в тонкую кишку, желчный пузырь начинает выделять желчь, чтобы помочь расщепить жиры на более мелкие молекулы, с которыми может “работать” липаза. Чрезмерное употребление жиров не совсем полезно для здоровья, но также и их слишком минимальное употребление может вызвать проблемы. Поэтому, если в вашем рационе присутствует слишком мало жиров, у вас могут развиться проблемы с желчным пузырем, потому что в нем останется желчь. [14]

Для закрепления информации мы подготовили таблицу с основными ферментами, которые переваривают белки, углеводы и жиры  [15]:

Макронутриент	Фермент	Место синтеза	Место действия
Белки	Пепсин	Желудочные железы	Желудок
	Пептидаза	Тонкая кишка	Тонкая кишка
	Трипсин	Поджелудочная железа	Тонкая кишка
Углеводы	Мальтаза	Тонкая кишка	Тонкая кишка
	Слюнная амилаза	Слюнные железы	Рот
Жиры	Липаза	Поджелудочная железа	Тонкая кишка

Продукты, которые содержат пищеварительные ферменты

В организме человека есть пищеварительные системы, благодаря которым ускоряется химическая реакция при переваривании пищи. Натуральные пищеварительные ферменты также содержатся в некоторых продуктах, и их употребление благотворительно влияет на пищеварение человека. Ниже мы представим продукты, употребление которых полезно для усвоения белков, жиров и углеводов. [16]

Кефир

Кефир известен в основном как отличный пробиотик, который улучшает кишечную микрофлору. Это кисломолочный напиток с консистенцией более редкого йогурта, который производится путем добавления кефирных культур в молоко. Если вы любите кефир, вы также должны знать, что он содержит несколько ферментов – лактазу, липазу и протеазу. Следовательно, употребление кефира, не только восстанавливает бактериальную среду в пищеварительном тракте, но и улучшает усвоение лактозы, жиров и белков. [16] [18]

Ананас

Как уже упоминалось, ананас содержит группу ферментов, называемых бромелайн, которые являются протеазой и помогают переваривать белки. Исследование 2012 года указывает на терапевтическую пользу бромелаина в нескольких областях. Он полезен, например, при лечении бронхита, стенокардии, облегчает диарею, остеоартрит и некоторые сердечно-сосудистые заболевания, а также улучшает усвоение лекарств, особенно антибиотиков. [16] [17]

Банан

Банан является не только источником углеводов, которые важно восполнять после тренировки, он также содержит ферменты амилазу, мальтазу и глюкозидазу, которые важны для переваривания углеводов. Задумывались ли вы, почему спелые бананы слаще? Все дело в ферментах, поскольку они расщепляют крахмал на сахар по мере созревания бананов. [16] [18]

Папайя

Папайя и ананас полезны для людей, организму которых нужно лучше переваривать белки. Как и ананас, папайя содержит протеазу – папаин. Однако, количество папаина в плодах уменьшается по мере созревания папайи. Папаин используется для изготовления лекарств и помогает при некоторых заболеваниях, таких как боль и отек, боль в горле и глотке, псориаз, поллиноз и постоянная диарея. [18] [19]

Кислая капуста

Не только кефир, но и квашеная капуста входят в число ферментированных продуктов, способствующих правильному пищеварению. Квашеная капуста является одним из старейших и наиболее распространенных способов консервирования капусты и является источником витаминов, минералов, молочной кислоты и тираминов. Тем не менее, это также источник пищеварительных ферментов, но если вы хотите восполнить их запас в организме, ешьте сырую и непастеризованную квашеную капусту, потому что тепло (повышенная температура) дезактивирует ферменты. [16] [18] [20]

В дополнение к пяти упомянутым продуктам существуют другие источники ферментов, такие как киви, авокадо, абрикос, мед и имбирь. Пищеварительные ферменты можно принимать в виде практичных пищевых добавок, которые могут содержать комплекс из нескольких ферментов. [16] [18]

Прием добавок пищеварительных ферментов

Недостаточное производство ферментов 

Ферменты поддерживают процесс пищеварения, поэтому их дефицит может проявляться расстройством желудка, метеоризмом или диареей. Экзокринная недостаточность поджелудочной железы (ЭНПЖ) или непереносимость лактозы могут стать причиной недостаточного синтеза ферментов. [7] 

Экзокринная недостаточность поджелудочной железы возникает, когда поджелудочная железа повреждена другим заболеванием. Симптомы ЭНПЖ включают диарею, вздутие живота, чрезмерный метеоризм, потерю веса или жирный и неприятный запах стула. Наиболее распространенные причины ЭНПЖ включают [7] [21]:

• Хронический панкреатит – хроническое воспаление поджелудочной железы
• Кисты поджелудочной железы или доброкачественные опухоли
• Рак поджелудочной железы
• Хирургия поджелудочной железы
• Муковисцидоз – генетическое заболевание, поражающее пищеварительную систему, легкие и другие органы
• Диабет

В дополнение к ЭНПЖ симптомы, включают непереносимость лактозы. Этот тип непереносимости обусловлен недостатком фермента лактазы, который образуется в тонкой кишке и расщепляет лактозу. Непереносимость лактозы может быть первичной и вызываться геном, который наиболее распространен у людей африканского, азиатского и латиноамериканского происхождения. Другие заболевания, такие как болезнь Крона или целиакия, также могут быть причиной неспособности переваривать лактозу. Один из видов непереносимости также является врожденным и развивающимся, что встречается редко, и организм не вырабатывает лактазу с рождения. [7] [21]

Добавки, содержащие пищеварительные ферменты, доступны в жидкой форме, в форме порошка или таблеток. В случае расстройства желудка, необходимо проконсультироваться с врачом по поводу употребления пищевых добавок ферментов. Это правда, что ферментсодержащие продукты могут уменьшить проблемы с пищеварением, но в случае постоянных проблем с пищеварением, подобных ЭНПЖ, определенно рекомендуется обратиться к врачу. [7] [21]

Пищеварительные ферменты и безопасность

Проблемы с пищеварением могут возникнуть у людей, ведущих активный образ жизни, например, из-за повышенного употребления белка. Это может вызвать расстройство желудка, например, вздутие живота, метеоризм или судороги. Большинство из этих проблем связаны с непереносимостью лактозы, которая является распространенным расстройством в обществе и может затронуть до 75% населения. В случае проблем с употреблением сывороточного белка, следует отдавать предпочтение сывороточному изоляту или многокомпонентному белку с добавлением пищеварительных ферментов. [22]

Безопасность пищеварительных ферментов является популярной темой, и важно упомянуть, что пищеварительные ферменты безопасны, если вы используете их в соответствии с рекомендациями, указанными на упаковке. Кроме того, многие формы ферментов продаются без рецепта, но их цена и качество могут отличаться. Если вы не уверены, желательно проконсультироваться с экспертом, чтобы убедиться, что вы покупаете продукт адекватной цены и качества. Если у вас аллергия или непереносимость определенных продуктов, следует проверять состав пищевых добавок и возможное присутствие аллергенов, таких как глютен или соя.

Согласно исследованиям, важно знать, имеет ли продукт растительное или животное происхождение, так как это также может повлиять на его действие. Исследования также показывают, что бромелайн влияет на тромбоциты, поэтому людям, принимающим разжижающие кровь, следует ограничить потребление бромелайна, чтобы избежать чрезмерного разжижения крови. В общем, следует обязательно внимательно читать инструкцию и упаковку продукта. Если вы принимаете лекарства, следует обязательно проконсультироваться с врачом по поводу употребления пищевых добавок ферментов. [23]

Белки являются не только строительным материалом для роста мышц, но и служат «ускорителями» химических реакций. Организм человека получает питательные вещества из продуктов, которые ему необходимо обработать в пищеварительном тракте, чтобы те могли усваиваться и утилизироваться. Пищеварительные ферменты катализируют реакции, чтобы эти процессы могли происходить правильно. Мы верим, что в нашей статье вы узнали все о пищеварительных ферментах и их источниках. Хотите, чтобы ваши друзья узнали о пищеварительных ферментах? Тогда обязательно поддержите нас репостом.

Источники:

[1] Geoffrey M Cooper – The Central Role of Enzymes as Biological Catalysts – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9921/

[2] Joseph Castro – How Do Enzymes Work? – https://www.livescience.com/45145-how-do-enzymes-work.html

[3] Tim Newman – Enzymes: How they work and what they do – https://www.medicalnewstoday.com/articles/319704

[4] Enzyme (n.) – https://www.etymonline.com/word/enzyme

[5] James Roland – Why Are Enzymes Important? – https://www.healthline.com/health/why-are-enzymes-important

[6] Ms. P. Benitta Christy, S. Kavitha – ROLE OF ENZYMES – http://www.recentscientific.com/sites/default/files/download_50.pdf

[7] What Are Digestive Enzymes? – https://www.webmd.com/diet/what-are-digestive-enzymes#1

[8] Amylase Enzyme: An Essential Digestive Component – https://enzymedica.com/blogs/digest-this/amylase-an-essential-digestive-enzyme

[9] Catherine Peyrot des Gachons, Paul A. S. Breslin Salivary Amylase: Digestion and Metabolic Syndrome – – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6825871/

[10] What is Protease? – https://enzyscience.com/blogs/news/what-are-protease

[11] Judith S. Bond – Proteases: History, discovery, and roles in health and disease – https://www.jbc.org/content/294/5/1643.full

[12] Jillian Kubala – Proteolytic Enzymes: How They Work, Benefits and Sources – https://www.healthline.com/nutrition/proteolytic-enzymes

[13] Yasaman Pirahanchi; Sandeep Sharma – Biochemistry, Lipase – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK537346/

[14] What is Lipase? – https://enzymedica.com/blogs/ingredient-science/what-is-lipase

[15] Ben Fuchs – Enzyme Nutrition – https://pharmacistben.com/nutrition/enzyme-nutrition/

[16] Ryan Raman – 12 Foods That Contain Natural Digestive Enzymes – https://www.healthline.com/nutrition/natural-digestive-enzymes

[17] Rajendra Pavan, Sapna Jain, Shraddha, Ajay Kumar – Properties and Therapeutic Application of Bromelain: A Review – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3529416/

[18] High Enzyme Foods – https://enzymedica.com/blogs/digest-this/high-enzyme-foods

[19] Papain – https://www.rxlist.com/papain/supplements.htm

[20] Christa Raak, Thomas Ostermann, Katja Boehm, Friedrich Molsberger – Regular Consumption of Sauerkraut and Its Effect on Human Health: A Bibliometric Analysis – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4268643/

[21] Ann Pietrangelo – The Role of Digestive Enzymes in Gastrointestinal Disorders – https://www.healthline.com/health/exocrine-pancreatic-insufficiency/the-role-of-digestive-enzymes-in-gi-disorders

[22] Ryan Raman – Does Too Much Whey Protein Cause Side Effects? – https://www.healthline.com/nutrition/whey-protein-side-effects

[23] Danielle Dresden – Will digestive enzymes help IBS? – https://www.medicalnewstoday.com/articles/320823