الإنزيمات (بالإنجليزية:Enzymes) هي عائلة من البروتينات التي ينتجها جسم الإنسان وتختص بتحفيز مختلف التفاعلات الكيميائية، وتحتوي خلايا جسم الإنسان على العديد من أنواع الإنزيمات المختلفة، والتي تعد ضرورية لاستمرار الحياة، وتنتشر في أنسجة وسوائل الجسم. يحتوي الإنزيم على "موقع نشط" مخصص لارتباط المواد الأولية للتفاعل، والذي يتبعه تسريع للتفاعل وتكوين النواتج، ليغادر بعدها الإنزيم ويتم استخدامه في تحفيز تفاعلات أخرى. وتحدد وظيفة الإنزيم وفقاً لشكله الكيميائي، حيث يتكون كل إنزيم من سلسلة فريدة من الأحماض الأمينية التي قد يصل عددها إلى حوالي ألفي حمض أميني وتنتظم في شكل ثلاثي الأبعاد. كما تتأثر وظائف الإنزيمات بالعديد من العوامل، مثل ارتفاع حرارة الجسم، أو التعرض لمواد كيميائية، أو الإصابة ببعض الأمراض، مما يؤدي للإخلال بالعمليات الحيوية داخل الجسم، والتي تعتمد على وجود هذه الإنزيمات.

وظائف الإنزيمات

عبر تحفيز وتسريع التفاعلات الكيميائية داخل الجسم، يمكن القول أن الأنزيمات تلعب دوراً محورياً في استمرار الحياة، حيث تساعد على:

  • بناء العضلات.
  • التخلص من السموم عبر إنزيمات الكبد.
  • انتقال الإشارات الخلوية.
  • هضم الطعام، وذلك عبر الإنزيمات التي تفرزها المعدة، والبنكرياس، والأمعاء الدقيقة، واللعاب الموجود في الفم، وتعمل على تكسير جزيئات الطعام الكبيرة إلى جزيئات أصغر يمكن للجسم استخدامها.
  • التنفس.
  • انتقال الأيونات عبر أغشية الخلايا.
  • تحفيز تفاعلات الأكسدة والاختزال.
  • تنظيف وظائف الخلايا.
  • الحفاظ على وظائف الأعصاب.
  • استنساخ الحمض النووي (بالإنجليزية:DNA) وانقسام الخلايا.

للمزيد: الفيتامينات ومرافقات الإنزيمات

هل ترغب في التحدث إلى طبيب نصياً آو هاتفياً؟

ابدأ الآن

ألية عمل الإنزيمات

في البداية، فإن الإنزيمات المختلفة تختص بتحفيز تفاعلات مختلفة في الجسم، وتقوم بالارتباط بمواد أولية تتحول إلى نواتج.

  • يحدث الارتباط بين الإنزيم والمواد الأولية بطريقة تشبه القفل والمفتاح، مع اختلاف بسيط، وهو أن الموقع النشط في الإنزيم يتأقلم عند ارتباطه بالمادة الأولية ويغير شكله ليلائم شكل المادة.
  • يبدأ الإنزيم بعدها بتحفيز أو تسريع التفاعل الكيميائي، والذي قد لا يحدث تحت الظروف العادية، مما يجعل الإنزيم طرفاً ضرورياً في مختلف العمليات الحيوية.
  • تحتاج بعض الإنزيمات كذلك لطرف ثالث يدعى ب"مرافق الإنزيم" لإتمام التفاعل، وهو مادة كيميائية غير بروتينية، مثل الزنك وناد (بالإنكليزية:NAD).
  • يقوم الإنزيم عند انتهاء التفاعل بتحرير المواد الناتجة من الموقع النشط، ويعود لشكله الأصلي ليشارك في تحفيز تفاعلات أخرى.

توقف وظائف الإنزيمات

تؤدي العديد من العوامل إلى تكسر الإنزيمات وفقدان وظائفها، وأهمها:

  • ارتفاع درجة حرارة الجسم عن الحد الطبيعي (36.1- 37.2 درجة سيليسيوس)، حيث تؤدي الحمى إلى فقدان الشكل الوظيفي للإنزيمات والذي يمكنها من تحفيز تفاعلات الجسم.
  • الإصابة ببعض الأمراض، مثل التهاب البنكرياس، والذي يؤثر على إنتاج ووظائف الإنزيمات الهاضمة.
  • تغير درجة حموضة المعدة (بالإنجليزية:PH).
  • التعرض لمواد كيماوية.
  • تناول بعض الأدوية، مثل المضادات الحيوية.

كذلك، فإن الجسم يملك نظاماً للتغذية الراجعة يقوم بإيقاف أو إبطاء عمل الإنزيم في حال إنتاجه لمواد أكثر من اللازم، ويتم ذلك عبر:

  • تعطيل الإنزيم بشكل نهائي عبر إرسال مواد ترتبط بالموقع النشط لتغير شكله نهائياً.
  • التنافس مع المواد الأولية للتفاعل بإرسال مواد ترتبط بالموقع النشط للإنزيم وتصعب من ارتباط المواد الأولية به.
  • منع عمل الإنزيم بإرسال مواد ترتبط بموقع مغاير للموقع النشط وتقلل من فعالية الإنزيم.
  • منع عمل الإنزيم بإرسال مواد ترتبط بكل من الإنزيم ومواد التفاعل مما يصعب من تحرر نواتج التفاعل ومغادرتها للموقع النشط.

{article}

أمثلة على الإنزيمات في الجسم

ينتج الجسم مجموعة واسعة من الإنزيمات لتحفيز مختلف التفاعلات الكيميائية، وأهم هذه الإنزيمات:

  • إنزيمات الجهاز الهضمي وهضم الطعام، مثل إنزيم أميليز (بالإنجليزية:Amylase) المتواجد في اللعاب والذي يحول الكربوهيدرات في الطعام إلى سكر، وإنزيمات لايبيز (بالإنجليزية:Lipases) التي تساعد على هضم الدهون، وإنزيم مالتيز (بالإنجليزية:Maltase) الذي يحول سكر المالتوز إلى سكر الجلوكوز، وإنزيم تريبسين (بالإنجليزية:Trypsin) والذي يكسر البروتينات في الأمعاء إلى أحماض أمينية ليسهل امتصاصها.
  • إنزيمات تعمل على الحمض النووي، مثل إنزيم هيليكيز (بالإنجليزية:Helicase) والذي يعمل على فصل سلاسل الحمض النووي تمهيداً لتنساخه أو إصلاحه، وإنزيم دنا بوليميريز (بالإنجليزية:DNA polymerase) الذي يساهم في تصنيع الحمض النووية.

للمزيد: أحماض أمينية

الاستخدامات العلاجية للإنزيمات

يتم تصنيع مختلف الإنزيمات على شكل أدوية لعلاج بعض الأمراض، ومن الأمثلة عليها:

  • إنزيم ستريبتوكاينيز (بالإنجليزية:Streprtokinase) المستخدم في علاج الجلطات الدموية لتحويل البلازمينوجين إلى بلازمين.
  • إنزيم لايزوزايم (بالإنجليزية:Lysozyme) المستخدم كمضاد للبكتيريا والفيروسات.
  • إنزيم كولاجينيز (بالإنجليزية:Collagenase) والذي يساعد على تكسير الكولاجين ويستخدم لحالات قروح البشرة.
  • إنزيم رودانيز (بالإنجليزية:Rhodanase) المستخدم في حالات التسمم بالسيانيد.
  • إنزيم اسباراجينيز (بالإنجليزية:Asparaginase) المستخدم في علاج سرطان الدم.
  • إنزيم رايبونكليز (بالإنجليزية:Ribonuclease) الذي يعمل كمضاد للفيروسات.
  • إنزيم هيالوردنيز (بالإنجليزية:Hyaluronidase) المستخدم في حالات النوبات القلبية.
  • إنزيم ألفا-أميليز (بالإنجليزية:Alpha-Amylase) المستخدم كمضاد التهابات.

كذلك، فإن بعض الإنزيمات تتواجد على شكل مكملات غذائية لتعويض نقصها في الجسم نتيجة بعض الأمراض، مثل التهاب البنكرياس، والتليف الكيسي، وسرطان البنكرياس.

للمزيد: لايبيز وبروتيز وأميليز

ما سبب البروتينات الزائدة في الدم وفي البول للبالغين ؟