Enzyme là gì? Vai trò và cách enzyme hoạt động

 

Enzyme có vai trò quan trọng trong hoạt động sống của cơ thể. Chúng giúp duy trì hoạt động của một số cơ quan: hệ tiêu hóa, cơ bắp, thần kinh… Do đó, bạn nên biết để duy trì mức enzyme phù hợp, bổ sung lượng enzyme cần thiết từ thực vật nếu cơ thể thiếu.

1. Enzyme là gì?

Enzyme là các protein ao gồm các axit amin liên kết với nhau thành một hoặc nhiều chuỗi polypeptide. Trình tự axit amin này trong chuỗi polypeptide được gọi là cấu trúc bậc một. Chúng liên kết các chất nền tại các vị trí quan trọng trong cấu trúc tác động lên phân tử cơ chất khiến tốc độ phản ứng hóa học trong cơ thể tăng. Một protein có thể bao gồm một hoặc nhiều tiểu đơn vị.

Nhân Tố Enzyme: Phương Thức Sống Lành Mạnh – Chương 1 | Hiromi Shinya (Nguồn: Fonos – Kho sách nói bản quyền)

Có sáu loại enzyme chính là: oxidoreductase, transferase, hydrolase, lyase, isomerase và ligase. Mỗi loại enzyme thường chỉ xúc tác cho một phản ứng cụ thể. Một số enzyme không hoạt động cho đến khi liên kết với một đồng yếu tố như ion kim loại, các chất hữu cơ gắn cộng hóa trị hoặc không cộng hóa trị.

Enzyme có tính đặc hiệu cao và chỉ liên kết với một số chất nền nhất định cho một số phản ứng nhất định. Nếu không có enzyme, các phản ứng trao đổi chất sẽ diễn ra chậm và không thể duy trì sự sống. (1)

Enzym phục vụ cho nhiều hoạt động khác nhau trong cơ thể:

• Hệ tiêu hóa: Enzym giúp phá vỡ các tế bào phân tử phức tạp thành các phân tử đơn giản như glucose để tạo năng lượng cho cơ thể.
• Sao chép DNA: Mỗi tế bào trong cơ thể đều chứa DNA, mỗi lần phân chia tế bào, DNA cần được sao chép. Enzyme trợ giúp quá trình này bằng cách tháo cuốn DNA và sao chép thông tin.
• Men gan: Gan cần sự hỗ trợ của nhiều loại enzym khác nhau giúp phân hủy các chất độc trong cơ thể.

Tham khảo thêm: Siêu âm là gì? Phân loại và quy trình siêu âm như thế nào?

2. Cơ chế hoạt động của enzyme

Enzyme liên kết với các phân tử theo mô hình “khóa – chìa khóa”. Khi cơ chất đi vào đúng vị trí hoạt động, và cả hai liên kết với nhau, tạo thành phức hợp enzyme-cơ chất. Hình dạng và tính chất hóa học của chất nền bổ sung cho hình dạng và tính chất hóa học của vị trí hoạt động trên enzyme.

Tuy nhiên, theo mô hình khớp cảm ứng, enzyme và cơ chất ban đầu không có hình dạng và hóa học hoặc sự liên kết bổ sung chính xác, mà thay vào đó, sự liên kết này được tạo ra tại vị trí hoạt động bằng liên kết cơ chất. Cơ chất liên kết với enzyme thường được ổn định nhờ các tương tác phân tử cục bộ với các gốc axit amin trên chuỗi polypeptide.

Có 4 chất xúc tác phổ biến để tạo ra phức hợp enzyme – cơ chất:

• Xúc tác cộng hóa trị xảy ra khi một hoặc nhiều axit amin ở vị trí hoạt động tạm thời hình thành liên kết cộng hóa trị với cơ chất.
• Xúc tác axit-bazơ nói chung diễn ra khi một phân tử không phải nước đóng vai trò là chất cho hoặc chất nhận proton.
• Xúc tác gần đúng xảy ra khi hai cơ chất khác nhau phối hợp với nhau ở vị trí hoạt động để tạo thành phức hợp enzyme-cơ chất.
• Xúc tác ion kim loại liên quan đến sự tham gia của ion kim loại tại vị trí hoạt động của enzyme.

Hầu hết các enzyme hoạt động tốt trong khoảng 37°C. Nếu ở các nhiệt độ thấp hơn, enzyme vẫn hoạt động nhưng tốc độ phản ứng chậm.

Enzyme cũng chỉ có thể hoạt động trong khoảng pH nhất định phụ thuộc vào vị trí của chúng trong cơ thể. Chẳng hạn, enzyme trong dạ dày hoạt động tốt ở pH 2, trong khi enzyme ở ruột hoạt động tốt ở pH 7,5.

Nếu môi trường quá axit hoặc quá kiềm, enzyme sẽ thay đổi hình thái, dẫn đến với liên kết các cơ chất khó khăn.

3. Chất ức chế enzyme

Chất ức chế là chất điều hòa liên kết với enzyme và ức chế chức năng của nó. Có ba chất ức chế có thể liên kết với enzyme: ức chế cạnh tranh, không cạnh tranh và không cạnh tranh.

3.1 Ức chế cạnh tranh

Chất ức chế liên kết với vị trí hoạt động của enzyme nơi cơ chất thường liên kết, do đó ngăn cản cơ chất liên kết. Đối với các enzyme tuân theo động học Michaelis-Menten, sự liên kết này dẫn đến phản ứng có cùng tốc độ tối đa nhưng ái lực với cơ chất liên kết kém hơn.

3.2 Ức chế không cạnh tranh

Chất ức chế liên kết với một vị trí trên enzyme không phải là vị trí hoạt động, làm giảm khả năng liên kết của cơ chất với vị trí hoạt động. Chất nền vẫn có thể liên kết nhưng vị trí hoạt động hoạt động kém hiệu quả hơn trong sự liên kết này.

3.3 Ức chế chống cạnh tranh

Chất ức chế chỉ liên kết với cơ chất enzyme. Phản ứng này thường xảy ra khi có hai hoặc nhiều chất hoặc sản phẩm tham gia phản ứng làm giảm vận tốc tối đa và ái lực liên kết.

Enzyme rất cần thiết trong y học để chẩn đoán nhiều bệnh. Trong các nghiên cứu lâm sàng, enzyme có thể đóng vai trò là dấu hiệu xác định tình trạng bệnh. Các bác sĩ có thể xác định loại bệnh và cơ quan nào bị tổn thương bằng cách xác định đặc điểm của các enzyme được giải phóng vào tuần hoàn. Enzyme cũng có thể là một thành phần trong sinh thiết mô và cung cấp thông tin chẩn đoán chi tiết.

4. Vai trò của enzyme

Enzyme đóng vai trò quan trọng trong hoạt động sống hằng ngày của cơ thể. Một trong những vai trò quan trọng là hỗ trợ hệ tiêu hóa. Các enzyme trong nước bọt, ruột, tuyến tụy, dạ dạy giúp phân hủy chất béo, protein, carbohydrate. Chúng sử dụng các chất dinh dưỡng này để sửa chữa và tăng trưởng tế bào. (2)

Enzyme tạo điều kiện thuận lợi cho các phản ứng sinh hóa trong cơ thể hỗ trợ mọi thứ từ hô hấp đến tiêu hóa. Ngoài ra, enzyme còn giúp: xây dựng cơ bắp, chức năng hệ thần kinh, loại bỏ độc tố khỏi cơ thể, phục vụ hoạt động hít thở.

Thiếu hụt enzyme có thể khiến cơ thể gặp các vấn đề về sức khỏe, khiến cơ thể dễ rơi vào tình trạng mệt mỏi, thiếu sức sống, giảm chức năng hoạt động của các cơ. Enzyme trong cơ thể thiếu gây ra những vấn đề điển hình như trào ngược dạ dày, khó tiêu, đầy hơi, táo bón, rối loạn về ruột, cholesterol cao,…

5. Enzyme có thể gây ra tình trạng sức khỏe nào?

Thiếu enzyme gây ra rất nhiều vấn đề sức khỏe như:

• Bệnh Fabry: là bệnh lý rối loạn tích trữ mỡ, có tính chất di truyền. Bệnh do sự thiếu hụt men alpha – Galactosidase cũng như thiếu hụt GlA ngăn cơ thể tạo ra các enzym (alpha-galactosidase A) để phân hủy chất béo (lipid).
• Bệnh Krabbe: là bệnh rối loạn dưỡng bạch cầu tế bào hình cầu di truyền, ảnh hưởng đến các enzyme cần thiết cho lớp vỏ bảo vệ (myelin) trên tế bào thần kinh (Hệ thần kinh trung ương).
• Bệnh siro niệu: là bệnh di truyền, nguyên nhân do có ít enzyme hoặc enzyme mất chức năng phân hủy một số axit amin gồm leucine, isoleucine và valine.
• Bệnh Crohn: là một bệnh viêm ruột xuyên thành mạn tính, sự mất cân bằng của vi khuẩn trong ruột ảnh hưởng đến phản ứng tự miễn dịch của đường ruột.
• Suy tụy ngoại tiết: là tình trạng tuyến tụy của bạn không có đủ enzym tiêu hóa, khiến cơ thể không phân hủy được thức ăn và hấp thụ chất dinh dưỡng.
• Không dung lạp Lactose: là tình trạng thiếu enzyme cần thiết để tiêu hóa đường và sữa.

Để xác định bệnh lý liên quan đến enzyme, bác sĩ có thể yêu cầu xét nghiệm máu về enzyme và protein để kiểm tra một số tình trạng sức khỏe nhất định.

6. Enzyme trong thực phẩm

Ngoài các enzyme do cơ thể sinh ra, enzyme còn có trong thực phẩm tiểu thụ hàng ngày. Rất nhiều các loại rau củ, trái cây có chứa sẵn enzyme. Những enzyme này khi vào cơ thể sẽ kích hoạt chúng hoạt động.

6.1 Dứa

Trong dứa có chứa enzyme bromelain, đây là loại enzyme giúp tiêu hóa các protein hiệu quả. Loại enzyme này được sử dụng để điều trị một số loại rối loạn sức khỏe như viêm khớp.

6.2 Đu đủ

Enzyme papain là enzyme trong đu đủ, giúp tiêu hóa protein tốt. Enzyme này được sử dụng làm nhừ thịt, tách các chuỗi protein trong tổ chức mô xơ cứng của thịt.

6.3 Xoài

Trong xoài có chứa enzyme amylase tự nhiên có thể giúp phá vỡ cấu trục một số tinh bột thành đường mantose.

6.4 Mật ong

Có rất nhiều loại enzyme khác nhau được tìm thấy trong mật ong như enzyme diastase, catalase. Các enzyme này hỗ trợ tiêu hóa carbohydrate và protein bằng các phân hủy chúng thành các axit amin cần thiết.

6.5 Chuối

Trong chuối chứa nhiều enzyme tiêu hoa tự nhiên như amylase, glucosidase có khả năng phân hủy tinh bột thành các phân tử đường nhỏ. Chuối bắt đầu chín, các enzyme này cũng phân hủy tinh bột thành đường.

6.6 Bơ

Bơ có chứa nhiều enzym lipase hỗ trợ tiêu hóa. Chúng phân giải các chất béo thành phân tử nhỏ như acid béo, glycerol để cơ thể hấp thụ dễ dàng.

6.7 Kim chi

Kim chi có chúa nhiều vi khuẩn thuộc loại Bacillus sản xuất enzyme protease, lipase và amylase giúp tiêu hóa protein, chất béo và carbs. Ngoài ra, những enzyme này còn giúp giảm cholesterol và các yếu tố nguy cơ tim mạch.

6.8 Gừng

Gừng là một trong những thực phẩm chứa nhiều enzyme tiêu hóa, đặc biệt là protease zingibain giúp tiêu hóa protein.

7. Khi nào cần bổ sung enzyme

Đối với người không có bệnh lý mãn tính có thể nhận lượng enzyme cần thiết từ chế độ ăn uống. Tuy nhiên, một số người đường tiêu hóa kém, suy tụy có thể cần sử dụng enzyme tiêu hóa trước khi ăn để giúp cơ thể hấp thu chất dinh dưỡng từ thức ăn.

Một số loại thuốc kháng sinh có thể ảnh hưởng đến nồng độ enzyme trong cơ thể. Để biết chính xác bạn đang thiếu hụt enzyme hay không cần làm xét nghiệm máu. Nếu cơ thể có các dấu hiệu như: đầy bụng, đầy hơi, tiêu chảy, mệt mỏi, nôn mửa, giảm cân, số lượng hồng cầu thấp, xuất huyết dạ dày.

Hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn hiểu được vai trò và hoạt động của enzyme, cũng như một số thực phẩm giàu enzyme. Để đặt lịch thăm khám tại Bệnh viện Đa khoa Hồng Phát, quý khách vui lòng liên hệ đến số Hotline để được tư vấn và đặt lịch một cách sớm nhất.