ما نوع البروتينات التي تسرع معدل التفاعلات الكيميائية في الجسم
الإجابة هي الإنزيمات وهي:
- عبارة عن جزيئات بيولوجية مكونة من البروتينات.
- إذ إن البروتينات هي المكون الرئيسي للإنزيمات.
- تتكون البروتينات من عدة أحماض أمينية.
- عندما ترتبط الأحماض الأمينية تؤدي إلى تكوين سلسلة من البروتينات.
- تقوم البروتينات بالعديد من الوظائف المتنوعة داخل الجسم، كالاستجابة للمنبهات، وبناء أنسجة الجسم وتعويض المفقود أو التالف منها.
- تساعد الإنزيمات في تحفيز التفاعلات الكيميائية في الخلايا الحيوية الموجودة بجسم الإنسان.
- بدون الإنزيمات لا تحدث الكثير من التفاعلات
- تساعد الإنزيمات في هضم الطعام عن طريق تقسيم الجزيئات الكبيرة (كربوهيدرات، ودهون، وبروتينات) إلى جزيئات أصغر.
- بعد ذلك تقوم الإنزيمات بحفظ الطاقة الكيميائية وتحويلها.
- تتواجد أنواع عديدة من الإنزيمات وكل منها تختص في تكسر نوع محدد من المكونات الغذائية المختلفة.
- تجدر الإشارة إلى أن الكثير من الأمراض الوراثية التي تصيب الإنسان تكون ناتجة عن نقص في أحد الإنزيمات، كمرض البرص.
- زيادة الإنزيمات أو نقصها يؤدي إلى أضرار صحية.
- الإنزيمات مختلفة الأنواع.
- يتم ترميزالإنزيمات بواسطة الجينوم.
يتركب الإنزيم من
- إنزيمات بسيطة: وهي تتألف فقط من جزء بروتيني (كالببسين أو التربسين).
- إنزيمات مركبة: وهنا ترتبط الإنزيمات بجزء غير بروتيني وهي تسمي (العامل المساعد)،ويشكل الإنزيم غير النشط مع العامل المساعد جزيء إنزيمي فعًال بيولوجياً.
وظائف الإنزيمات
تساعد الإنزيمات على إتمام بعض العمليات والوظائف الحيوية ومنها:
- التنفس.
- بناء العضلات.
- التخلص من السموم في الجسم عبر إنزيمات الكبد.
- إنتاج الهرمونات عن طريق إنزيمات الكبد.
- منع التقلص العضلي، وتوليد الحركة عبر الميوزين عن طريق إنزيمات الكبد.
- نقل الإشارات الخلوية وتنظيم دورة حياة الخلايا، وهذا يتم غالبًا بأنزيمات الكيناز والفوسفاتاز.
- هضم الطعام عبر الإنزيمات التي تفرزها المعدة، والبنكرياس، والأمعاء الدقيقة، واللعاب الموجود في الفم.
- إنتاج الطاقة من خلال إنتاج ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP) والذي يعمل على تزويد الجسم بالطاقة لأداء الوظائف المختلفة.
- الحفاظ على وظائف الأعصاب.
- لا يقتصر تأثير الإنزيمات على الكائنات الحية بل على الكثير من منتجات الحياة ففي المنظفات تزيل الأنزيمات الأوساخ.
- بفضل الإنزيمات نحصل على الجبن من الحليب، كما أنها تساعد على تخمر الخبز والكحول.
- للإنزيمات دور مهم في الطب أيضا، إذ تستخدم كدواء في السكتة الدماغية وجلطات الدم الخطيرة في الدماغ.
- للإنزيمات دور مهم في عملية تضاعف الحمض النووي، حيث تقوم بفك لفائف الحمض النووي ونسخ المعلومات.
كيف تعمل الإنزيمات؟
- تعمل الإنزيمات وفق آلية محددة.
- إما الآلية الاصطفائية التي تعتمد على تكاملية الشكل والشحنة لكل بروتين.
- أو آلية القفل والمفتاح التي تشبه موقع الارتباط في الإنزيم بالقفل.
- حيث يوجد لكل قفل مفتاح خاص يتمكن من فتحه، وكذلك الأمر بالنسبة للإنزيمات، فهناك جزيئات محددة هي التي تستطيع التفاعل مع الإنزيم.
- يؤدي ارتباط الإنزيم بالموقع النشط إالى تغيير في شكل المكان النشط الذي يستقبل هذا الإنزيم.
- مما يؤدي إلى إنتاج شكل جديد مسؤول عن تحفيز التفاعلات الكيميائية المختلفة وزيادة سرعتها.
- يمكن قياس كفاءة نشاط الإنزيم من خلال معدل الدوران الذي يقيس عدد الجزئيات من المركب الذي يعمل فيه الإنزيم.
خصائص الإنزيمات
- جزيئات فعالة للغاية: حيث يمكن أن تؤدي إلى حدوث آلاف التفاعلات في الجسم في الثانية الواحدة.
- متخصصة: فإذا لم تتوافر الركيزة الخاصة بالإنزيم، لن يتم التفاعل.
- الإنزيمات لا تموت ولا تفنى بعد إتمام عملها، وتستخدم بشكل متكرر وتلقائي.
- لا تتأثر بالتفاعلات الكيميائية: فهي لا تُستهلك في التفاعلات الكيميائية، ويعود الإنزيم إلى حالته الأصلية كما كان قبل التفاعل ؛وذلك لبدء تفاعل جديد.
- يتأثر نشاط الإنزيمات بشكل كبير بدرجة الحموضة، ودرجة الحرارة وتركيز الإنزيم.
شروط عمل الإنزيم
- تؤثر البيئة على عمل ونشاط الإنزيم.
- للبيئة دور في أن يتوقف الإنزيم، أو أن يصل لدرجة الانهيار وهنا يسمى (بالإنزيم المعطل).
- كلما ارتفعت درجة الحرارة يحدث رد فعل بصورة أسرع.
- لكن إذا اصبحت درجة الحرارة عالية جداً ، فسوف ينهار الإنزيم ويتوقف عن العمل.
- يؤثر الأس الهيدروجيني أو (معدل درجة الحموضة) على نشاط الإنزيم.
- فإذا كانت درجة الحموضة عالية جداً، أو منخفضة جداً فهذا يبطئ من تفاعل الإنزيم.
تأثير تغيرات درجة الحرارة على عمل الإنزيمات
- يمكن أن تؤدي تغيرات الحرارة لسرعة التفاعلات الكيميائية أو بطئها.
- بعض الإنزيمات تعمل بشكل أفضل في حال توافر الظروف المناسبة لعملها.
- فإذا أصيب الشخص بالحمى وارتفعت حرارته، فبعض الأنزيمات يمكن أن تتوقف عن العمل، ويصاب الشخص بالأمراض.
تأثير حموضة المعدة على عمل الإنزيمات
- بعض الأنزيمات لا تعمل إلا بحموضة كافية للمعدة.
- عندها تقوم بتحطيم الأغذية المختلفة التي نتناولها.
- وبذلك نستنتج أن كل أنزيم يعمل ويحتاج لشروط مختلفة لبدء العمل.
تأثير تركيز الإنزيمات على التفاعلات الكيميائية
- يؤثر تركيز الإنزيمات على سرعة حدوث التفاعلات الكيميائية .
- ما يؤثر أيضاً على سير التفاعلات ومستوى حدوثها .
- يرتبط الإنزيم بجزيئات المواد المتفاعلة ، فيحدث تكسير للروابط بسهولة ، فينتج عنه خفض طاقة تنشيط التفاعل.
أنواع الإنزيمات الموجودة في جسم الإنسان
- إنزيم الايبيز: يساعد في عملية هضم الدهون في الأمعاء.
- إنزيم الأميليز: يوجد في اللعاب ليساهم في تحطيم النشا إلى سكريات أحادية.
- إنزيم المالتيز: يوجد أيضاً في اللعاب ليساهم في تحطيم سكر المالتوز إلى الجلوكوز.
- إنزيم أستيل كولين استريز: يوجد في الأعصاب والعضلات ويعمل على تكسير الناقل العصبي.
- إنزيم التربسين: يوجد في الأمعاء الدقيقة ويساهم في هدم البروتينات وتحويلها إلى أحماض أمينية.
- إنزيم اللاكتيز: يوجد أيضاً في الأمعاء الدقيقة ويساهم في تكسير سكر اللاكتوز الموجود في الحليب وتحويله إلى الجلوكوز والجلاكتوز.
- إنزيم بلمرة DNA: يساهم في بناء الحمض النووي من خلال القواعد النيتروجينية.
أعراض نقص الإنزيمات في الجسم
يسبب نقص الإنزيمات الضرورية في الجسم بعض الاضطرابات في الوظائف الحيوية، وهو ما قد يؤدي لظهور بعض الاعراض مثل:
- السمنة.
- الغازات.
- الانتفاخ.
- الإمساك.
- الإسهال.
- الإعياء.
- الإسهال الذهني.
- الحساسية الغذائية.
- القلق والاكتئاب.
- ألم البطن.
- أعراض القولون العصبي.
- التهاب القولون التقرحي.
- ضعف المناعة والحساسية.
- ظهور أعراض متلازمة ما قبل الحيض.
- الإصابة بأمراض المناعة الذاتية مثل الاضطرابات الهضمية.
- الشعور بالشبع بعد تناول كمية صغيرة من الطعام.
- خروج الطعام غير المهضوم في البراز.
كيفية تشخيص نقص إنزيمات الهضم
- تشخيص الطبيب: من خلال الأعراض عن طريق طرح مجموعة معينة من الأسئلة.
- فحص الدم: حيث يساعد الفحص على التحقق من نسبة الإنزيمات والكشف عن الأمراض المسببة لنقص الإنزيمات.
- فحص البراز: فقد يحتاج المريض إلى إجراء فحص البراز على مدار 3 أيام متتابعة.
- فحص التصوير المقطعي المحوسب: من خلال الأشعة السينية التي توضح صورة الجسم من الداخل.
- التصوير بالرنين المغناطيسي: من خلال موجات الراديو والمغناطيس لإعطاء صورة دقيقة عن أعضاء الجسم الداخلية.
- التصوير التنظيري بالموجات فوق الصوتية: وهو يستخدم لالتقاط الصور من داخل الجهاز الهضمي.
الغذاء الغني بالإنزيمات الهاضمة
- السمك بأنواعه.
- الفاكهة بأنواعها.
- الخضار غير المطبوخة.
- الحبوب الكاملة والبقوليات.
نصائح للتخفيف من أعراض إنزيمات الهضم
- التغيير من نمط الحياة: مثل تناول وجبات صغيرة بدلا من وجبة واحدة كبيرة؛ لتسهيل امتصاص الأمعاء للطعام.
- تناول الكبسولات الخاصة: والتي توصف من قبل الطبيب للأشخاص الذين يعانون من أمراض بسبب نقص إنزيمات معينة في الجسم.
- تجنب التدخين والكحول: فهما يتسببان في الإضرار بالبنكرياس.
