Gli enzimi: 5 cose importanti da sapere

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Gli enzimi: 5 cose importanti da sapere BEST5.IT 2016-12-02 19:31:33
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Gli enzimi non sono altro che molecole che agiscono come catalizzatori delle reazioni biochimiche che avvengono negli organismi viventi. Essi hanno la proprietà di accelerare le complesse reazioni che avvengono negli organismi viventi più di un milione di volte. 

Come i catalizzatori conosciuti in chimica inorganica (ad esempio nichel, platino, ecc. finemente suddivisi) gli enzimi hanno la caratteristica di operare in piccolissime quantità, di ritrovarsi inalterati alla fine della reazione e poter essere di nuovo utilizzati, di accelerare una reazione chimica in entrambi i sensi. Inoltre, non fanno avvenire reazioni che non siano termodinamicamente possibili, modificano la velocità della reazione ma non ne alterano l'equilibrio.

Essi si distinguono però dai catalizzatori inorganici per la loro specificità, cioè ognuno agisce su un numero molto limitato di reazioni e spesso su di un tipo soltanto. Per tal motivo gli enzimi effettuano un preciso controllo su tutti i processi biochimici cellulari; non determinano, quindi, solo una accelerazione della reazione, ma anche un sincronismo dell'una con l'altra, operando una fine regolazione metabolica. 

L'etimologia della parola enzima proviene dal greco e significa "dentro il lievito". Il termine enzima è stato coniato nel 1878 dal medico e fisico tedesco Wilhelm Friedrich Kühne e dal 1897 tale denominazione è stata utilizzata nel settore scientifico per indicare tutti i biocatalizzatori in genere. 

Gli aminoacidi sono i componenti strutturali degli enzimi. Tutti i componenti proteici del nostro corpo sono costituiti da 20 aminoacidi base ed è proprio la sequenza specifica di tali aminoacidi a determinare la struttura tridimensionale di un enzima. 

Oggi cercheremo di capire meglio ed in maniera semplice, chiara e comprensibile cosa sono gli enzimi, la loro funzione ed il loro prezioso e unico contributo al benessere dell'organismo umano.

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1. Che cosa sono gli enzimi?

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Presenti nella materia di tutte le piante e di tutti gli animali, gli enzimi sono essenziali per mantenere le corrette funzioni dell'organismo, digerire gli alimenti e aiutare il processo di ricostituzione dei tessuti.

Costituite da proteine, le migliaia di enzimi conosciuti, hanno virtualmente un ruolo in tutte le funzioni dell'organismo. In effetti, la vita sarebbe impossibile senza enzimi, anche in presenza di una quantità sufficiente di vitamine, minerali, acqua e proteine. E' impossibile produrre sinteticamente gli enzimi.

In sostanza gli enzimi sono proteine, polimeri composti di aminoacidi, prodotti da tutti gli organismi viventi e agiscono come catalizzatori in tutte le reazioni delle cellule di piante, animali, uomo e microorganismi. Normalmente necessitano di acqua per la loro attività.

Inizialmente i nomi venivano assegnati arbitrariamente sulla base del nome del substrato sul quale agiscono. Quindi, l'ureasi catalizza l'idrolisi dell'urea e l'alcol deidrogenasi catalizza l'ossidazione di un alcol nel corrispondente aldeide. Poiché all'inizio non c'erano regole precise per formulare la nomenclatura di un enzima, è successo spesso che sono stati usati due nomi diversi per lo stesso enzima o, al contrario, è stato usato lo stesso nome per indicare due enzimi diversi.

Per tentare di eliminare questa confusione e formulare regole nazionali per la nomenclatura degli enzimi, il cui numero è in rapida espansione, è stato adottato dall'Unione Internazionale di Biochimica (IUB) uno schema per la classificazione sistematica e funzionale degli enzimi e per la loro nomenclatura. La classificazione e la nomenclatura degli enzimi viene effettuata in base alla natura delle reazioni chimiche che essi catalizzano,  (anche se alcuni nomi tradizionali come pepsina e papaina, restano ancora in uso). 

Nel caso degli enzimi non è praticabile un tipo di nomenclatura basata sulla struttura chimica (come IUPAC) a causa della notevole complessità delle strutture enzimatiche.

Gli enzimi sono essenziali per tutti i processi metabolici ma non sono in grado di autoprodursi e si distinguono dalle altre proteine per la loro attività catalitica (un catalizzare è una sostanza che promuove una reazione chimica senza subire alcuna modificazione permanente). Ogni enzima ha una funzione peculiare che può essere assolta solo da questo. La forma di un particolare enzima è così specializzata da dare il via a una reazione solo in determinate circostanze.

La sostanza che si altera in presenza di un enzima viene chiamata substrato. Gli enzimi afferrano, tengono e legano il substrato con altre molecole, incrementando la sua capacità di reazione con queste sostanze.  La maggior parte delle reazioni cellulari viene catalizzata (iniziata) da queste proteine essenziali, i cui componenti minerali provocano la reazione.

Poiché gli enzimi sono necessari per numerose funzioni dell'organismo, è importante che non siano sovraccarichi. Per esempio, se l'organismo deve produrre una quantità di enzimi sufficiente per la funzione digestiva, ne può conseguire una produzione carente di enzimi per le corrette funzioni metaboliche.

L'organismo, oltre a fabbricare enzimi, può anche ricavarli dagli alimenti. Sfortunatamente gli enzimi sono assai sensibili al calore, e una temperatura relativamente bassa può distruggerne la presenza negli alimenti; quindi, per ottenere enzimi dalla propria dieta, gli alimenti devono essere mangiati crudi. Gli alimenti cotti possono venire privati di tutti gli enzimi. L'organismo di chi non si ciba di alimenti crudi o non consuma integratori specifici può essere soggetto a una carenza di enzimi.

Poiché gli enzimi sono gli unici elementi che possono fornire al corpo l'energia necessaria per svolgere le sue funzioni, un loro abuso può danneggiare la capacità di funzionamento dell'organismo, esponendo al rischio di tumori, obesità, malattie cardiovascolari e molti altri disturbi.

Per aiutare l'organismo nel lavoro di produzione di enzimi è utile mangiare alimenti crudi: non solo forniscono enzimi che verranno utilizzati dall'organismo, ma inibiscono il rilascio di enzimi da parte del corpo che si verifica quando mangiamo alimenti cotti.

Questo permette agli enzimi del corpo, qualora necessario, di funzionare con maggiore potenza. Gli avocado, le banane e i manghi sono ricchi di enzimi, ma i cavoli ne sono la fonte maggiore. 

2. La funzione degli enzimi

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Gli enzimi hanno un centro attivo che al microscopio appare come un leggero avvallamento. Qui si legano determinate sostanze che l’enzima modifica e trasforma: si tratta dei cosiddetti substrati.

Nel caso degli enzimi proteolitici, vale a dire gli enzimi che scindono le proteine, sono determinate molecole proteiche a collegarsi al centro attivo per poi scindersi appunto in un determinato punto. Una volte che il substrato si lega all’enzima, si parla di un complesso enzima-substrato.

Ogni enzima è specifico per un substrato, vale a dire catalizza solo una reazione specifica o un numero ridotto di reazioni. Spesso si creano delle cascate di enzimi, che permettono di effettuare un controllo multiplo del decorso complessivo della reazione. Inoltre, se necessario, essi possono sempre interrompere la reazione in corso e permettono di risparmiare energia.

Gli enzimi garantiscono un equilibrio specifico tra substrato e il prodotto finale della reazione chimica. Gli enzimi sono in grado di operare solo fino ad un determinato tasso di trasformazione (saturazione del substrato). Se si aumenta l’entità del substrato oltre tale punto, la trasformazione può continuare solo aggiungendo altri enzimi.

Gli enzimi aiutano praticamente tutte le funzioni dell'organismo. Nell'idrolisi, gli enzimi digestivi demoliscono le particelle di alimento che verranno immagazzinate nel fegato e nei muscoli. Questa energia immagazzinata viene poi trasformata da altri enzimi per essere usata dall'organismo quando necessario.

Gli enzimi utilizzano anche l'alimento ingerito per costruire nuovo tessuto muscolare, cellule nervose, ossa, pelle o tessuto ghiandolare. Per esempio, un enzima può acquisire il fosforo contenuto negli alimenti e trasformato in ossa.

Queste importanti sostanze nutritive, aiutano anche l'eliminazione delle tossine da parte del colon, dei reni, dei polmoni e della pelle. Un enzima, per esempio, dà inizio alla formazione dell'urea, che viene espulsa nell'urina, mentre un altro rende possibile l'eliminazione dell'anidride carbonica attraverso i polmoni.

Accanto alle altre funzioni, gli enzimi decompongono l'acqua ossigenata e da questo liberano ossigeno. Il ferro si concentra nel sangue grazie all'azione degli enzimi, che facilitano anche la coagulazione fermando le emorragie.

Queste vitali proteine aiutano l'ossidazione, un processo nel quale l'ossigeno si unisce ad altre sostanze creando energia. Proteggono inoltre il sangue da pericolosi rifiuti che trasformano in forme facilmente eliminabili dall'organismo.

3. Che cosa si trova in commercio

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Gli enzimi controllano ogni forma vivente e partecipano ad ogni tipo di processo metabolico nel nostro organismo. Gli scienziati ipotizzano che nei processi che avvengono nel nostro corpo siano coinvolti complessivamente ben 15.000 enzimi.

Ogni giorno, ogni secondo, si attivano ben 30 quadrilioni di reazioni chimiche. Respirazione, crescita,digestione, produzione di energia, impulsi nervosi, coagulazione ematica, processi di guarigione dopo una ferita o processi del sistema immunitario: gli enzimi regolano tutte queste attività. Finora la scienza ha potuto individuare circa 3.000 enzimi in un organismo vivente e ogni singolo enzima si occupa di uno compito ben specifico.

La maggioranza degli enzimi è responsabile dei processi metabolici dell’organismo (digestione, respirazione), altri invece permettono la coagulazione del sangue e garantiscono la guarigione delle ferite. Altri enzimi controllanoinvece, la produzione di ormoni di fondamentale importanza per il corpo. Gli enzimi rendono inoffensive anche le tossine ambientali e i radicali liberi che causano molte malattie, eliminando gli agenti patogeni infiltratisi nel corpo, come batteri,virus e funghi.

Gli enzimi che si trovano comunemente in commercio sono disponibili in pastiglie, capsule, polvere e in forma liquida. Possono essere venduti in combinazione con altri enzimi o come componenti unici. Alcuni prodotti enzimatici possono anche contenere aglio per migliorare la digestione. La maggior parte degli enzimi presenti in commercio proviene da enzimi animali come la  pancreatina e la pepsina.

Una volta raggiunto lo stomaco basso e il tratto intestinale, questi integratori aiutano la digestione. Alcuni prodotti traggono gli integratori dagli enzimi delle piante (aspergilli), che cominciano la loro funzione predigestiva nello stomaco alto. Questo diminuisce la quantità di lavoro che deve essere espletata dall'organismo, salvando così gli enzimi più necessari.

Tutte le forme di enzimi dovrebbero essere tenute in luoghi abbastanza freschi per mantenere l'efficacia. Liquidi e pastiglie possono essere conservati in frigorifero. Polvere e capsule, invece, non dovrebbero essere tenuti in frigo (sono sensibili all'umidità) ma in un luogo fresco e asciutto.

La maggior parte degli enzimi presenti in commercio sono enzimi digestivi, vale a dire specificamente finalizzati al processo digestivo. Il resto è costituito da enzimi metabolici, che hanno a che fare con diverse fasi del processo vitale. Tutti gli organi, i tessuti e le cellule del corpo, vengono fatti funzionare dagli enzimi metabolici. Sono operai che provvedono all'organismo con proteine, carboidrati e grassi.

4. Amilasi, proteasi e lipasi

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Esistono 3 tipologie di enzimi reperibili: amilasi (l’enzima responsabile della digestione dell’amido), proteasi (l’enzima che sia in grado di catalizzare la rottura del legame peptidico tra il gruppo amminico e il gruppo carbossilico delle proteine) e lipasi (l’enzima che catalizza la digestione dei lipidi alimentari).

L'amilasi e la proteasi sono 2 dei più efficaci enzimi digestivi che vengono secreti ad alte concentrazioni dall'organismo umano. Nell’organismo umano sono diversi gli organi che producono amilasi, in particolare le ghiandole parotidee e il pancreas. L’amilasi salivare (ptialina) e l’amilasi pancreatica (amilopsina) intervengono in fasi diverse del processo digestivo, quella orale e quella intestinale. L'amilasi, reperibile nella saliva, idrolizza i carboidrati, mentre la proteasi, che si trova nei succhi gastrici, aiuta la digestione delle proteine. 

Le Proteasi sono utilizzate in tutto l’organismo per i vari processi metabolici. L'enzima prodotto e secreto dalle cellule peptiche della mucosa gastrica che appartiene alla famiglia delle proteasi (cioè la pepsina) e diverse serina proteasi presenti nel duodeno (tripsina e chimotripsina) ci permettono di assimilare le proteine negli alimenti; proteasi presenti nel siero del sangue (trombina, plasmina, Hageman fattore, ecc) giocano ruolo importante nella coagulazione del sangue, così come la lisi dei coaguli, e la corretta azione del sistema immunitario. Altre proteasi sono presenti nei leucociti (elastasi, catepsina G) e svolgono diversi ruoli nel controllo metabolico. 

Il terzo tipo, la lipasi, contribuisce alla digestione dei grassi. La lipasi è l'enzima più efficace quando può lavorare per gradi successivi. Mentre la lipasi pancreatica assimila il grasso in un ambiente a più alta alcalinità,
la lipasi che lavora sui grassi contenuti negli alimenti agisce su un terreno molto più acido. Se i grassi alimentari venissero lavorati unicamente dalla lipasi pancreatica, non passerebbero attraverso la serie delle trasformazioni
del substrato cui verrebbero sottoposti, se prima non avessero subito l'azione della lipasi alimentare nella porzione cardiaca dello stomaco (laddove lo stomaco si collega all'esofago).

Gli enzimi con varie caratteristiche ottimali di pH che agiscono successivamente sui substrati sono i più efficaci e possono fabbricare un migliore prodotto, in grado di manifestarsi nel loro futuro metabolismo. L'interazione fra grasso e lipasi che deriva dagli alimenti, si svolge ogni giorno nella parte superiore dell'apparato digerente di milioni di animali.

Al contrario delle amilasi, che nel tratto superiore del tubo digerente vengono secrete soltanto dalle ghiandole salivari, le lipasi sono rilasciate sia nel cavo orale che in quello gastrico. Inoltre, la lipasi linguale, che viene secreta nella regione posteriore della lingua, è attiva in un ampio spettro di pH (2-6) e può quindi proseguire la sua attività anche nel pH acido dello stomaco.

La proteasi, l'amilasi e la lipasi, che assicurano una corretta digestione, vengono estratti da diverse specie di aspergilli. Gli integratori di enzimi da scegliere sono quelli che contengono tutti i gruppi di enzimi, in modo da assicurare il maggior beneficio per la digestione di tutti gli alimenti cotti.

5. Principali attività regolate dagli enzimi

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Un organismo sano produce quotidianamente circa 5 milioni di unità di enzimi di superossido dismutasi (SOD) e della sua compagna, la catalasi.

Il SOD rivitalizza le cellule e riduce il tasso di distribuzione cellulare. Elimina il più comune dei radicali liberi, il superossido. Questo antiossidante aiuta, inoltre, l'organismo a utilizzare lo zinco, il rame e il manganese. Con l'età la produzione di radicali liberi aumenta, mentre i livelli di SOD diminuiscono.

Gli integratori di  SOD in pillole devono avere un rivestimento enterico, cioè essere protetti da una sostanza che permette alle pillole di passare intatte attraverso gli acidi gastrici e raggiungere l'intestino tenue, dove vengono assorbite. Un integratore dovrebbe essere in grado di fornire una quantità giornaliera di 5 milioni di unità o più. In natura il SOD si trova nei seguenti alimenti: erba d'orzo, broccoli, cavolini di Bruxelles, cavolo, erba di grano e nella maggior parte delle piante verdi.

Gli enzimi delle piante sono molto diversi dagli enzimi animali. La pancreatina, che deriva dalle secrezioni del pancreas animale, funziona al meglio nell'elemento alcalino dell'intestino tenue. Questo enzima è importante nella ricerca sul cancro.

La papaia acerba, l'ananas e il fungo aspergillo sono eccellenti fonti di enzimi. Gli enzimi estratti dalla papaia e dall'ananas, rispettivamente papaina e bromelina, sono enzimi proteolitici e agiscono esclusivamente sulle proteine frantumandole in piccoli peptoni mediante idrolisi. Altri esempi di enzimi proteolitici sono la pepsina, la tripsina, la rennina, la pancreatina e la chimotripsina.

L'enzima pepsina si trova nel succo gastrico e agisce sulle proteine, trasformandole in piccoli peptidi. Gli enzimi proteolitici agiscono contro le infiammazioni e si usano nelle lesioni sportive, nelle malattie dell'apparato respiratorio, nelle laringiti, nelle bronchiti, nella polmonite, nell'enfisema, nelle malattie virali, nei tumori e nella maggior parte delle malattie degenerative. 
 

Gli enzimi sono utilizzati per numerose applicazioni. Le principali sono le seguenti:

  • Gli enzimi aiutano l’organismo in numerose situazioni di stress, come infiammazioni acute o croniche, problemi di vene varicose o in caso di infiammazioni dopo radioterapia. 
  • Rimuovono tutte le sostanze tossiche ed i radicali liberi.
  • Aiutano alla riduzione dell’invecchiamento da arteriosclerosi e alla qualità del flusso sanguigno, ossia, rendono il sangue più fluido.
  • Liberano il circuito delle conduzioni nervose bloccate.
  • Hanno un effetto analgesico ed un’attività riparatrice delle ferite.
  • Sono coinvolti nell’equilibrio acido-basico.
  • Aiutano a regolare il sistema ormonale.
  • Migliorano l’equilibrio gastro-intestinale.
  • Aiutano a combattere malattie infettive virali o batteriche.
  • Riconoscono e distruggono le cellule tumorali.

 

La somministrazione di enzimi fornisce un valido supporto agli enzimi endogeni del corpo. L’assenza di effetti collaterali costituisce uno dei vantaggi principali. Questa misura preventiva aiuta quindi a rafforzare il sistema immunitario del paziente.



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  • Selene Scannapieco

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