Encimi so beljakovine ali ribonukleinske kisline (RNK), katerih glavna naloga je uravnavanje (katalizacija) kemijskih reakcij v organizmih. Nastajajo v celicah, delujejo neodvisno od njih ter sodelujejo v številnih biokemičnih procesih v telesu. Delujejo organizirano in specifično. Kot katalizatorji pospešijo kemijsko reakcijo z znižanjem aktivacijske energije, kar omogoča, da kemijski procesi v človeških celicah potekajo s hitrostmi, potrebnimi za normalno delovanje organizma. Brez encimov bi razvoj organizma potekal zelo počasi, prepočasi, da bi bil lahko koristen celicam.
Kateri encimi so pomembni za prebavo?
Zaužita hrana se v prebavilih mehansko razgradi in pomeša s črevesnimi sokovi eksokrinih žlez, ki vsebujejo prebavne encime. Produkti njihove razgradnje se absorbirajo preko črevesne sluznice v kri, ki jih raznese po telesu. V posameznih organih in celicah nato poteka presnova hranil, ki omogoča izkoriščanje le-teh za energetske potrebe, pa tudi za obnavljanje telesa. Pri teh procesih sodelujejo prebavni encimi.
Obstaja več vrst prebavnih encimov, specifičnih za razgradnjo točno določene molekule. Nahajajo se v različnih delih prebavne poti. Med glavne vrste prebavnih encimov uvrščamo amilazo, lipazo, proteazo in nukleazo. Žleze slinavke v ustih, želodčne celice, celice v tankem črevesu in pankreasu izločajo nekatere izmed njih med potovanjem hrane po prebavnem traktu.
Amilaza
Eden izmed prvih encimov v procesu prebave hrane je amilaza, ki razgrajuje ogljikove hidrate v enostavne sladkorje. Pri zaužitju sadja, zelenjave in drugih snovi, ki vsebujejo ogljikove hidrate, z amilazo bogata slina pride v stik s substratom že v ustni votlini. Prisotna pa je tudi v pankreatičnem soku, ki se izloča v tanko črevo. Obstaja več tipov amilaz (laktaza razgrajuje mlečni sladkor ali laktozo, saharaza razgrajuje saharozo itn.).
Proteaze
so skupina prebavnih encimov, ki razgrajujejo beljakovine (proteine), ki se nahajajo v mesu, sirih in oreščkih. Proizvajata jih želodec in trebušna slinavka, zato se prebava proteinov začne kasneje in nižje v prebavnem traktu kot prebava ogljikovih hidratov. Proteaze razgradijo proteine do peptidov in aminokislin, ki so esencialne za delovanje vseh celic v telesu.
Najpomembnejši proteazi v človeškem telesu sta pepsin in peptidaza. Pepsin je prebavni encim želodčne sluznice, ki ga izločajo glavne celice v obliki pepsinogena. Pepsin začenja hidrolizo beljakovin v peptide in aminokisline, ki igrajo pomembno vlogo tudi pri uravnavi sekrecije želodčne kisline.
Lipaze
Tudi razgradnja maščob se začenja v želodcu s pomočjo želodčne lipaze. Želodčna lipaza se razlikuje od pankreatične in je aktivna pri pH 4,5–5,5. Tako kot pepsin se tudi želodčna lipaza sprošča po obroku. Njeno delovanje je v fizioloških pogojih majhno, pomembno pa postane ob pomanjkanju pankreatične lipaze (pri nezadostnosti delovanja eksokrine funkcije pankreasa). V tankem črevesu, kamor se izloča pankreatični sok z lipazo, prebava maščob poteka tudi s pomočjo žolča, ki se izloča v tanko črevo iz žolčnika.
Trebušna slinavka v svojem soku vsebuje tudi nukleazo, zadnji prebavni encim, ki razgrajuje nukleinske kisline, kot sta DNK in RNK. Cepi vezi med posameznimi gradniki nukleinskih kislin do nastanka nukleotidov.
Bolezni zaradi pomanjkanja prebavnih encimov
Celiakija je bolezen tankega črevesja, ki jo pri genetsko dovzetnih posameznikih sproži uživanje glutena. Le-ta se nahaja v pšenici, rži, ovsu. Gluten je v koruzi, rižu, ajdi in prosu prisoten le v majhni količini, ki ne sproža težav, zato jih bolniki s celiakijo lahko uživajo. Bolezen se lahko pojavi v katerem koli življenjskem obdobju.
Običajno se razvije pri dojenčkih med 6. in 18. mesecem starosti, vedno nekaj tednov ali mesecev po tem, ko otrok začne uživati žitarice. Značilni simptomi celiakije, ki jih opazijo starši, so pogoste in obilne stolice, ki so mastne in imajo neprijeten vonj, nenapredovanje otroka v telesni teži (stagnacija ali celo padanje telesne teže) ter velik in napet trebuh.
Drugi znaki so še dolge in suhe okončine, bleda koža, bruhanje, slabo razpoloženje, zaostanek v rasti, slabokrvnost, utrujenost in pomanjkanje apetita. Pri mladostnikih lahko pride tudi do zapoznele pubertete z zaostajanjem v spolnem razvoju. Ljudje s celiakijo imajo dosmrtno dieto brez glutena.
Pomanjkanje encimov trebušne slinavke
Kronično vnetje trebušne slinavke (kronični pankreatitis), rak trebušne slinavke, kirurška odstranitev dela trebušne slinavke in cistična fibroza, lahko vodijo v pomanjkanje encimov amilaze, lipaze in proteaze.
Inaktivacija encimov trebušne slinavke
Inaktivacijo encimov pankreasa povzroči tumor trebušne slinavke, ki proizvaja hormon gastrin. Povečana koncentracija gastrina namreč povzroči povečano izločanje klorovodikove kisline (HCl) v želodcu, kar zniža pH v dvanajstniku. Alkalen pH pa ni več optimalen za delovanje pankreatičnih encimov, saj se njihova učinkovitost zmanjša.
Tako pri pomanjkanju kot pri inaktivaciji encimov trebušne slinavke pride do motene absorpcije ogljikovih hidratov, beljakovin, maščob. Hkrati pa pride tudi do pomanjkanja v maščobah topnih vitaminov (A, D, E in K), kar vodi v motnje strjevanja krvi (pomanjkanje vitamina K), osteomalacijo ali osteoporozo (pomanjkanje vitamina D) ali nočno slepoto (pomanjkanje vitamina A).
Motnje v obtoku žolčnih kislin
Razgradnja trigliceridov z encimom lipazo je mogoča le, če se lipidi prej raztopijo. To vlogo imajo soli žolčnih kislin, ki po obroku hrane krožijo med jetri, črevesjem in med njuno povezavo (t. i. portalni obtok), ob tem pa se tvorijo mehurčki, v katerih so ujeti monogliceridi, maščobne kisline in holesterol. Na površini začetnega dela srednjega dela tankega črevesja (jejunum) se lipidna vsebina absorbira, soli žolčnih kislin pa potujejo do končnega dela tankega črevesa, kjer se aktivno resorbirajo.
Raztapljanje maščob v črevesu je moteno pri zmanjšani koncentraciji soli žolčnih kislin. Razlogi za to tičijo v okvari jetrnih celic, kjer pride do motnje v sintezi žolča, v katerem so žolčne kisline. Zapora žolčnih vodov pri vnetju, karcinomu ali žolčnih kamnih vodi v moteno odtekanje žolča. Druge bolezni, ki prizadenejo črevesno sluznico (npr. kronična vnetna črevesna bolezen) ali ob kirurški odstranitvi dela črevesa, pa motijo resorpcijo žolčnih kislin.
Pri zgoraj omenjenih boleznih in stanjih pride do motene absorpcije in pomanjkanja maščob in v maščobah topnih vitaminov v organizmu, ki pa se povečano izločajo z blatom, kar daje blatu lepljivo konsistenco (t. i. steatoreja).
Pomanjkanje disaharidaz (encimi, ki razgrajujejo disaharide) je dedna bolezen, ki povzroči malabsorpcijo ogljikovih hidratov. Značilna bolezen je laktozna intoleranca, ki nastane zaradi pomanjkanja encima laktaze. Ta razgrajuje mlečni sladkor (laktozo). Zaradi pomanjkanja laktaze pride ob uživanju živil, ki vsebujejo laktozo, do driske in napihnjenosti.
Mlečni izdelki vsebujejo različno količino laktoze. Največ je je v človeškem mleku. Jogurt vsebuje manj laktoze, v fermentiranih mlečnih izdelkih in tistih, ki vsebujejo veliko mlečne maščobe (maslo, sir), je laktoze še manj. Stopnja težav je odvisna tudi od količine še delujočega encima laktaze, zato imajo nekateri težave šele pri uživanju večjih količin izdelkov, ki vsebujejo laktozo.
Kakšne težave imajo ljudje zaradi pomanjkanja prebavnih encimov?
Težave ljudi, ki jih povzroča pomanjkanje ali odsotnost prebavnih encimov, so zelo različne. Motena absorpcija maščob se kaže z lepljivim blatom (steatoreja – prisotnost maščobe v blatu), drisko ter posledično dehidracijo. Motena absorpcija maščob je povezana tudi s pomanjkanjem v maščobah topnih vitaminov (A, D, E in K), kar vodi v motnje strjevanja krvi (pomanjkanje vitamina K), osteomalacijo ali osteoporozo (pomanjkanje vitamina D) ali nočno slepoto (pomanjkanje vitamina A). Motena absorpcija proteinov vodi v slabokrvnost, hujšanje in atrofijo mišic ter edeme. Motena absorpcija ogljikovih hidratov pa se kaže z napihnjenostjo, drisko ter zaostankom v rasti in razvoju.
Zdravljenje
Terapija je odvisna od vzroka nastanka pomanjkanja prebavnih encimov. Usmerjena je k nadomeščanju različnih hranilnih snovi in, če je mogoče, zdravljenju bolezni, ki so do tega privedle. Pri boleznih trebušne slinavke encime nadomeščamo z amilazo, lipazo in proteazo. Celiakija zahteva brezglutensko dieto, pri laktozni intoleranci se je treba izogibati tudi mleku in mlačnim izdelkom, ki vsebujejo veliko laktoze. Nadomeščanje hranilnih snovi je v obliki beljakovin, povečanju skupne kalorične vrednosti hrane, prehranske maščobe se lahko nadomestijo s srednjeverižnimi trigliceridi. V hudih primerih je potrebno intravenozno hranjenje.
