Vloga prebavnih encimov pri prebavi

Da lahko iz hrane asimiliramo energijo in hranila, moramo makrohranila najprej razgraditi na osnovne komponente v procesu prebave. Prebavna cev je sistem organov, katerih naloga je sprejem in prebava hrane do snovi, ki lahko prehajajo v kri, ter izločanje odpadkov. Ko se hranila absorbirajo, potujejo do celic, kjer se v procesu presnove tvori za celico uporabna energija. Prebava in presnova torej ne pomenita enako, imata pa skupni imenovalec - encime. V telesu poteka tisoče biokemijskih reakcij in brez encimov bi te reakcije potekale prepočasi, da bi življenje bilo tako kompleksno, kot ga poznamo. 

Encimi so za življenje najbolj pomembne beljakovinske molekule. Delujejo tako, da znižajo aktivacijsko energijo kemijskih reakcij in omogočajo, da te reakcije potekajo pri blagih pogojih. Pravimo, da so biokatalizatorji, ki povečajo hitrost biokemijskih reakcij. So specifični, saj vsak encim deluje le na nekatere vrste molekul ali pospešuje samo eno reakcijo. Drugi mehanizem delovanja encimov je ta, da pomagajo pri pravilni orientaciji molekul in povečajo verjetnost, da bodo molekule med seboj reagirale. Delovanje encimov opisujemo po načelu prileganja ključa (molekul) v ključavnico (aktivno mesto encima). Veliko encimov za delovanje potrebuje nebeljakovinski del, ki se imenuje kofaktor. Vlogo kofaktorjev opravljajo vitamini in minerali, zato je njihov vnos nujno potreben za pravilno delovanje encimov. Tri skupine prebavnih encimov, ki igrajo ključno vlogo pri prebavi so: proteaze, ki pomagajo pri razgradnji beljakovin, lipaze pri razgradnji maščob in amilaze ter glukozidaze, ki razgrajujejo ogljikove hidrate. 

Prebava ogljikovih hidratov 

Ogljikove hidrate razdelimo v tri glavne podskupine:

• monosaharidi, kot sta glukoza in fruktoza,
• disaharidi kot sta laktoza in saharoza in
• polisaharidi, kot sta škrob in vlaknine.

Monosaharidov ne prebavljamo, temveč se neposredno absorbirajo v kri in potujejo v jetra, presežek pa v sistemski krvni obtok.

Disaharidi se prebavljajo z encimi, ki se nahajajo na ščetkastem obrobku črevesnih celic. Za razgradnjo saharoze je potrebna invertaza, za razgradnjo laktoze pa laktaza. Slednjega odraslim osebam pogosto primanjkuje, zaradi česar se pojavi t.i. intoleranca na laktozo. Laktozna intoleranca je lahko posledica utišanja gena, ki nosi zapis za tvorbo laktaze ali mikropoškodb črevesja, vnetja prebavnega sistema, infekcij in alergij. Laktozna intoleranca ni bolezen in v večini primerov povzroča prebavne težave, kot so napihnjenost, driska ali zaprtje in bolečine. Uporaba prebavnih encimov z dodano laktazo lahko izboljša toleranco na mleko.

Škrob je glavni vir ogljikovih hidratov v mešani prehrani in se začne prebavljati v ustnih preko encima alfa amilaza, ki se v želodcu zaradi nizkega pH deaktivira. Razgradnja se nadaljuje v tankem črevesju s pomočjo pankreatične amilaze v enostavnejše sladkorje kot so maltoza, maltotrioza ter oligosaharidi. Te manjše enote se dokončno razgradijo s pomočjo encimov, ki se nahajajo na ščetkastem obrobku membran črevesnih celic (glukoamilaza, invertaza, izomaltaza) do glukoze, ki se absorbira v kri in potuje v jetra in v sistemski krvni obtok. Prehranske vlaknine so za človeka neprebavljive, saj ljudje nimamo encimov, ki bi prepoznali kemijsko vez, s katero so povezane molekule glukoze. Zato vlaknine potujejo v debelo črevo, kjer jih bakterije pretvorijo v kratko-verižne maščobne kisline, ki so vir energije za črevesne celice, igrajo pa tudi vlogo v procesih celične signalizacije.

Prebava beljakovin

Številni proteolitični encimi so vključeni v proces razgradnje beljakovin v peptide in aminokisline. Beljakovine, ki jih zaužijemo iz hrane, se začnejo prebavljati v želodcu s pomočjo pepsinogena, ki se izloča iz želodčne sluznice v neaktivni obliki in se pod vplivom želodčne kisline aktivira v pepsin.

Razgradnja se nadaljuje v tankem črevesju s proteazami, ki jih izloča trebušna slinavka. Podobno kot pepsinogen se proteaze izločajo v neaktivni obliki, aktivacija pa poteka s pomočjo enterokinaze v membrani črevesnih celic v dvanajstniku. Glavni encimi pri razgradnji beljakovin v tankem črevesju so tripsin, himotripsin, elastaza in karboksipeptidaze. V normalnih okoliščinah se več kot 90 % beljakovin, ki jih zaužijemo, prebavi in absorbira. Kadar proteolitski encimi ne delujejo normalno, se večji delež beljakovin ne more razgraditi in preiti skozi črevesje v kri, zato nadaljuje pot do debelega črevesja, kjer poteka proces bakterijske putrefikacije. Produkti so poliamini, ki so v nekaterih študijah povzročili neoplastične spremembe v debelem črevesju, zato je v primeru slabe prebave koristno jemanje proteolitskih encimov v obliki prehranskih dopolnil.

Prebava maščob 

Prebava maščob se začne v ustih s pomočjo lipaze, ki jo izločajo žleze v jeziku in nato nadaljuje v s pomočjo lipaze v želodcu. Na tak način se razcepi le okoli 15 % zaužitih maščob, večina prebave pa se odvija v tankem črevesju s pomočjo encimov lipaz in esteraz, ki jih izloča trebušna slinavka. Ker so maščobe v vodi slabo topne, je za učinkovito delovanje encimov potrebno maščobe emulzificirati v manjše strukture. Vlogo emulgatorjev igra žolčni sok, ki se izloča v dvanajstnik iz žolčnika po skupnem izvodilu s pankreasnim sokom. Končni produkti prebave maščob so monoacilgliceroli in maščobne kisline ter ostale v maščobah prisotne snovi. Ko te snovi vstopijo v črevesne celice, se reestrificirajo v trigliceride, vežejo na hilomikrone in preko limfe prehajajo v telesne sisteme. Izjema so kratkoverižne maščobe, ki so v vodi topne in potujejo iz črevesnih celic do jeter, kjer se presnovijo. Uporaba prehranskih dopolnil, ki vsebujejo lipaze, lahko izboljša prebavljivost maščob. 

Avtor: dr. Leon Bedrač, univ. dipl. kem.