Uloga probavnih enzima u probavi hrane

Kako bi se energija i hranjive tvari iz hrane asimilirali, makronutrijenti se najprije moraju razgraditi na osnovne komponente u probavnom procesu. Probavni trakt je sustav organa čija je funkcija primiti i probaviti hranu do tvari koje lagano mogu prijeći u krv, te eliminiranje neželjenog otpada. Kad se hranjive tvari apsorbiraju, putuju do stanica, gdje se metaboličkim procesima dalje stvara energija za samu stanicu. Probava i metabolizam ne znače isto, ali imaju zajednički faktor – enzime. U tijelu se odvijaju tisuće biokemijskih reakcija, a bez enzima te bi se reakcije odvijale presporo da bi život bio tako kompleksan, kakvog ga poznajemo.

Enzimi su najvažnije proteinske molekule za život. Djeluju tako što smanjuju energiju aktivacije kemijskih reakcija i omogućavaju da se te reakcije odvijaju u blagim uvjetima. Nazivamo ih i biokatalizatori, a ustvari povećavaju brzinu biokemijskih reakcija. Specifični su jer svaki enzim djeluje samo na određene vrste molekula ili ubrzava samo jednu reakciju. Drugi mehanizam djelovanja enzima je da pomažu uspostavljanje pravilne orijentacije molekula i pritom povećavaju vjerojatnost da će molekule međusobno reagirati. Djelovanje enzima opisano je prema principu ulaska ključa (molekule) u bravu (aktivno mjesto enzima). Mnogi enzimi za učinkovito djelovanje trebaju neproteinski dio koji se naziva kofaktor. Upravo vitamini i minerali imaju ulogu kofaktora, pa je njihov unos neophodan za pravilan rad enzima. Tri skupine probavnih enzima koji imaju ključnu ulogu u probavi su: proteaze koje pomažu u razgradnji proteina, lipaze koje razgrađuju masti te amilaze i glukozidaze koje razgrađuju ugljikohidrate.

Probava ugljikohidrata

Ugljikohidrati su podijeljeni u tri glavne podskupine:

• monosaharidi kao što su glukoza i fruktoza,
• disaharidi kao što su laktoza i saharoza, te
• polisaharidi poput škroba i vlakana.

Monosaharidi se ne razgrađuju, već se izravno apsorbiraju u krv i putuju u jetru, a višak odlazi u sistemsku cirkulaciju.

Disaharide probavljaju enzimi, koji se nalaze na četkastoj membrani crijevnih stanica. Za razgradnju saharoze potrebna je invertaza, a laktaza za razgradnju laktoze. Odrasle osobe često imaju pomanjkanje laktaze, što dovodi do tzv. intolerancije na laktozu. Intolerancija na laktozu može biti posljedica utišavanja gena koji nosi genski zapis za proizvodnju laktaze ili mikrooštećenja crijeva, upale probavnog sustava, infekcija i alergija. Intolerancija na laktozu nije bolest i u većini slučajeva uzrokuje probavne probleme kao što su nadutost, proljev ili konstipaciju i bol. Korištenje probavnih enzima s dodanom laktaze može poboljšati toleranciju na mlijeko.

Škrob je glavni izvor ugljikohidrata u mješovitoj prehrani i počinje se probavljati u ustima putem enzima alfa amilaze, koji se u želucu deaktivira zbog niskog pH. Razgradnja se nastavlja u tankom crijevu putem amilaze gušterače u jednostavnije šećere kao što su maltoza, maltotrioza i oligosaharidi. Te manje jedinice se do kraja razgrađuju pomoću enzima, koji su smješteni na četkastoj membrani crijevnih stanica (glukoamilaza, invertaza, izomaltaza), do glukoze koja se apsorbira u krv i putuje u jetru i sistemsku cirkulaciju.
Prehrambena vlakna su neprobavljiva za ljude, zbog toga što ljudi nemaju enzime koji prepoznaju kemijsku vezu kojom su povezane molekule glukoze. Stoga vlakna putuju u debelo crijevo, gdje ih bakterije pretvaraju u kratkolančane masne kiseline, koje su izvor energije za crijevne stanice, a također imaju ulogu u procesima stanične signalizacije.

Probava proteina

Mnogi proteolitički enzimi sudjeluju u procesu razgradnje proteina u peptide i aminokiseline. Proteini uneseni hranom počinju se probavljati u želucu pomoću pepsinogena, koji se u neaktivnom obliku izlučuje iz želučane sluznice i pod utjecajem želučane kiseline aktivira u pepsin.

Razgradnja se nastavlja u tankom crijevu pomoću proteaza koje izlučuje gušterača. Slično kao i pepsinogen, proteaze se luče u neaktivnom obliku i aktiviraju se uz pomoć enterokinaze u crijevnoj membrani dvanaesnika. Glavni enzimi u razgradnji proteina u tankom crijevu su tripsin, kimotripsin, elastaza i karboksipeptidaze. U normalnim okolnostima, više od 90% proteina koje konzumiramo probavljaju se i apsorbiraju. Kada proteolitički enzimi ne funkcioniraju normalno, veliki dio proteina ne može se razgraditi i proći kroz tanko crijevo u krv, pa nastavljaju svoj put prema debelom crijevu, gdje ih onda razgrađuju bakterije. Produkti razgradnje su poliamini, koji su se u nekim istraživanjima pokazali kao uzročnici neoplastičnih promjene na debelom crijevu, pa je u slučaju oslabljene probave korisno uzimati proteolitičke enzime u obliku dodataka prehrani.

Probava masti

Probava masti započinje u ustima uz pomoć lipaze koju luče žlijezde u jeziku, a zatim se nastavlja uz pomoć lipaze u želucu. Na taj se način razgradi samo oko 15% unesene masti, a većina probave se onda odvija u tankom crijevu uz pomoć enzima lipaze i esteraze koje luči gušterača. Budući da su masti slabo topive u vodi, za učinkovito djelovanje enzima, masti je potrebno emulgirati u manje strukture. Ulogu emulgatora ima žučni sok, koji se u dvanaesnik izlučuje iz žučnog mjehura, zajedno sa sokom gušterače. Krajnji produkti probave masti su monoacilgliceroli i masne kiseline te druge tvari prisutne u mastima. Kada te tvari uđu u crijevne stanice, ponovno se esterificiraju u trigliceride, vežu se na hilomikrone i putem limfe dolaze u tjelesne sustave. Iznimka su kratkolančane masne kiseline, koje su topive u vodi i putuju od crijevnih stanica do jetre, gdje se metaboliziraju. Korištenje dodataka prehrani koji sadrže lipaze može poboljšati probavu masti.

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