Enzymy trawienne - rodzaje i funkcje

Enzymy trawienne umożliwiają prawidłowe przetwarzanie składników pokarmowych w organizmie. Dzięki tym substancjom możliwy jest rozkład skomplikowanych związków chemicznych do prostszych molekuł, które mogą zostać wchłonięte przez jelita oraz wykorzystane przez pozostałe tkanki. Jakie typy enzymów trawiennych występują w ludzkim organizmie, gdzie zachodzi ich produkcja oraz na czym dokładnie polega ich funkcjonowanie?

Czym są enzymy trawienne?

Enzymy trawienne to zbiorcze określenie na grupę substancji naturalnie występujących w ludzkim organizmie. Uczestniczą one w procesach trawienia poszczególnych składników spożytych pokarmów. Te przemiany chemiczne umożliwiają skuteczny rozkład złożonych substancji obecnych w pożywieniu do prostych związków chemicznych. Dzięki temu może zachodzić prawidłowe wchłanianie ze światła przewodu pokarmowego do krwi oraz późniejsze wykorzystanie ich przez inne tkanki organizmu.

Wyróżnia się wiele rodzajów enzymów trawiennych – główny podział wynika z katalizowanych przez nie reakcji rozkładu, jako że każdy typ enzymów oddziałuje na inne składniki pokarmowe. Dodatkowy podział uwzględnia także miejsce produkcji poszczególnych enzymów w organizmie.

Z względu na typ katalizowanych reakcji enzymy trawienne dzieli się na:

• Amylazy – enzymy odpowiadające za rozkład złożonych węglowodanów;
• Peptydazy –typ enzymów ułatwiających przebieg reakcji rozkładu białek, dodatkowy podział uwzględnia rozróżnienie na endopeptydazy oraz egzopeptydazy;
• Lipazy – uczestniczące w rozkładzie tłuszczów;
• Nukleazy – rozkładająjące kwasy nukleinowe, budujące materiał genetyczny obecny we wszystkich komórkach. Dodatkowy podział obejmuje rozróżnienie endo- oraz egzonukleaz, a także rybonukleaz i deoksyrybonukleaz.

W przebiegu niektórych chorób może dochodzić do występowania niedoborów enzymów trawiennych. Schorzenia te mogą prowadzić do rozwoju ciężkich powikłań zdrowotnych, związanych z wtórnymi niedoborami określonych substancji pokarmowych. Zjawisko to tym bardziej uwidacznia niezwykle istotną rolę enzymów trawiennych w funkcjonowaniu całego organizmu.

Funkcje enzymów trawiennych w organizmie

Enzymy trawienne odpowiadają za katalizowanie reakcji chemicznych związanych z rozkładaniem poszczególnych składników pokarmowych. Dzięki obecności enzymów procesy te mogą zachodzić z o wiele większa wydajnością, co pozwala na sprawne przetworzenie spożytych substancji.

W pożywieniu większość składników (takich jak białka, cukry oraz tłuszcze) występuje w dużych cząsteczkach, charakteryzujących się skomplikowaną budową. Enzymy trawienne umożliwiają niszczenie tych dużych cząsteczek do mniejszych  fragmentów. Dzięki temu mogą one zostać wchłonięte przez ścianę jelit oraz wykorzystane przez organizm.

Właściwy przebieg procesów trawienia jest niezwykle istotny dla prawidłowego funkcjonowania całego organizmu. Te przemiany chemiczne pozwalają na maksymalnie efektywne wykorzystanie składników odżywczych obecnych w spożywanych pokarmach. Z tego powodu proces trawienia rozpoczyna się już w jamie ustnej, z wykorzystaniem enzymów obecnych w ślinie.

Co odpowiada za produkcję enzymów trawiennych?

Produkcja enzymów trawiennych odbywa się równocześnie w wielu narządach organizmu. Każdy narząd produkuje inne rodzaje enzymów trawiennych, jednak funkcje wszystkich tych substancji uzupełniają się wzajemnie. Aktywacja niektórych enzymów wymaga określonego pH (kwasowości) środowiska ich działania. Każdy odcinek przewodu pokarmowego charakteryzuje się specyficznym poziomem pH, co umożliwia właściwe funkcjonowanie enzymów działających w danym narządzie.

Enzymy odpowiedzialne za wstępne trawienie pokarmów produkowane są w śliniankach. Są to narządy odpowiedzialne za wytwarzanie oraz wydzielanie śliny do jamy ustnej. Wyróżnia się 6 dużych gruczołów ślinowych (ślinianki przyuszne, ślinianki podżuchwowe i ślinianki podjęzykowe) oraz wiele małych ślinianek, które rozsiane są w postaci grudek zlokalizowanych w błonie śluzowej jamy ustnej. Głównym enzymem produkowanym przez ślinianki jest amylaza ślinowa, która odpowiada za wstępne trawienie złożonych cukrów, takich jak np. skrobia lub glikogen. Dodatkowo ślinianki produkują także lizozym, który nie uczestniczy bezpośrednio w trawieniu pokarmów lecz wykazuje działanie bakteriobójcze.

W żołądku enzymy trawienne produkowane są przez gruczoły żołądkowe. Są to specyficzne struktury obecne w błonie śluzowej, która wyściela od wewnątrz ściany żołądka. Narząd ten odpowiada za wytwarzanie  takich enzymów jak:

• Pepsyna –katalizująca wstępny rozkład białek,
• Lipaza żołądkowa – katalizująca wstępne trawienie związków tłuszczowych,
• Podpuszczka –specyficzna dla okresu niemowlęcego, uczestnicząca w rozkładzie białka obecnego w mleku (kazeiny).

Poza produkcją enzymów trawiennych gruczoły żołądkowe produkują także soki żołądkowe, które charakteryzują się niezwykle niskim pH, czyli wysoką kwasowością. Dzięki temu możliwe jest właściwe funkcjonowanie enzymów trawiennych specyficznych dla żołądka. Kwas solny obecny w żołądku pełni też funkcję bakteriobójczą, co zapobiega występowaniu chorób związanych ze spożyciem nieświeżego pokarmu.

Kolejnym narządem odpowiedzialnym za produkcję enzymów trawiennych jest trzustka. Przez ten organ produkowane są, a następnie uwalniane do dwunastnicy następujące enzymy trawienne:

• Lipaza trzustkowa – odpowiadająca za dalsze trawienie tłuszczów,
• Karboksypeptydazy – uczestniczące w dalszym trawieniu białek,
• Elastaza –niszcząca wiązania występujące w określonych białkach,
• Nukleazy trzustkowe,
• Trypsyna i chymotrypsyna – rozkładające fragmenty białek ,
• Amylaza trzustkowa – rozkładająca cząsteczki cukrów złożonych.

Poza produkcją enzymów trawiennych sok trzustkowy odpowiada także za neutralizację niskiego pH treści pokarmowej pochodzącej z żołądka. Dodatkowo, trzustka pełni także rolę narządu wewnątrzwydzielniczego – uwalnia ona do krwi określone hormony, które m.in. odpowiadają za regulację gospodarki energetycznej organizmu, a także wpływają na wydzielanie innych hormonów.

Ostatnim narządem, który produkuje enzymy trawienne są rozsiane gruczoły jelitowe, występujące w błonie śluzowej ścian jelita cienkiego. Enzymy produkowane przez jelito to:

• Sacharaza,
• Maltaza,
• Laktaza,
• Aminopeptydazy,
• Karboksypeptydazy,
• Nukleozydazy,
• Nukleotydazy,
• Fosfatazy.

Enzymy te ostatecznie rozkładają przetworzone wcześniej składniki pokarmowe na prostsz związki chemiczne, które ulegają wchłanianiu do krwiobiegu.

Niedobór enzymów trawiennych – objawy

W przypadku zaburzeń funkcjonowania opisanych powyżej narządów może dochodzić do niedoborów określonych enzymów trawiennych. Zjawisko to prowadzi do nieprawidłowego przetwarzania spożywanych składników pokarmowych oraz może skutkować pojawieniem się szeregu dolegliwości chorobowych, takich jak np.:

• Bóle brzucha,
• Wzdęcia,
• Nudności,
• Biegunki,
• Zaparcia,
• Tłuste stolce,
• Niezamierzona utrata masy ciała.

Dolegliwości te mogą się nasilać po spożyciu określonych pokarmów, bogatych w substancje, których organizm nie jest w stanie prawidłowo przetrawić. Warto pamiętać, że opisane powyżej objawy mogą także wynikać z wielu innych schorzeń – z tego powodu wymagają one pilnej diagnostyki, która pozwoli na określenie ich przyczyn oraz wdrożenie właściwego leczenia.

Badania diagnostyczne enzymów trawiennych

Badania diagnostyczne, które należy wykonać w przypadku objawów wskazujących na zaburzenia związane z produkcją enzymów trawiennych zależne są od tego, który narząd podejrzewany jest o nieprawidłowe funkcjonowanie. Testy te mogą obejmować zarówno określone badania krwi, jak i badania moczu oraz stolcaw celu oceny stężeń poszczególnych enzymów trawiennych w badanym materiale.

W celu zaplanowania właściwej diagnostyki należy skonsultować się z lekarzem, który na podstawie dolegliwości chorobowych pacjenta oraz historii jego choroby będzie w stanie dobrać badania laboratoryjne oraz w sposób prawidłowy zinterpretować ich rezultaty i poprowadzić dalsze leczenie. W określonych przypadkach może występować konieczność wykonania badań obrazowych, jak np. CT, czyli tomografia komputerowa lub USG. Pełny zakres testów zależny jest od podejrzewanej jednostki chorobowej, stanu zdrowia pacjenta oraz współwystępujących obciążeń zdrowotnych.

Źródła

https://www.mp.pl/pacjent/gastrologia/lista/82752,enzymy-trawienne-trzustki

https://www.healthline.com/health/exocrine-pancreatic-insufficiency/the-role-of-digestive-enzymes-in-gi-disorders

https://www.webmd.com/diet/what-are-digestive-enzymes https://www.hopkinsmedicine.org/health/wellness-and-prevention/digestive-enzymes-and-digestive-enzyme-supplements