Κεφάλαιο 7 - Ένζυμα, οι μηχανισμοί της ζωής

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Κεφάλαιο 7 - Ένζυμα, οι μηχανισμοί της ζωής"

Θήρα Γούσιος
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 1 Απόσπασμα από το βιβλίο «Πως να ζήσετε 150 χρόνια» του Dr. Δημήτρη Τσουκαλά Κεφάλαιο 7 - Ένζυμα, οι μηχανισμοί της ζωής Μικροσκοπικοί οργανισμοί που ρυθμίζουν τη λειτουργία του ανθρώπινου σώματος σε τέλεια ενορχήστρωση και με εκπληκτικές ταχύτητες! 1

2 Είδαμε προηγουμένως ότι τα γονίδια είναι μονάδες που περιέχουν τα δεδομένα για το σχηματισμό του ανθρώπινου σώματος, όπως ένας σκληρός δίσκος περιέχει όλα τα προγράμματα που καθορίζουν τη

2 2 Είδαμε προηγουμένως ότι τα γονίδια είναι μονάδες που περιέχουν τα δεδομένα για το σχηματισμό του ανθρώπινου σώματος, όπως ένας σκληρός δίσκος περιέχει όλα τα προγράμματα που καθορίζουν τη λειτουργία ενός υπολογιστή. Οι πληροφορίες αυτές χρησιμοποιούνται (μεταγράφονται σε μηνύματα) στο εσωτερικό κάθε κυττάρου για το σχηματισμό πρωτεϊνών. Οι πρωτεΐνες με τη σειρά τους έχουν δύο κύριες λειτουργίες: 1. - Δομικές πρωτεΐνες (κατασκευάζουν τα όργανα, τα οστά, τους μυς, το δέρμα, τα μαλλιά, κλπ.) 2. - Πρωτεΐνες με ενζυματική δράση (ένζυμα) 2

3 3 Τα ένζυμα είναι μικροσκοπικοί μηχανισμοί που διεκπεραιώνουν χημικές αντιδράσεις με μεγάλη ταχύτητα. Τα ένζυμα βρίσκονται παντού στο σώμα, μέσα και έξω από τα κύτταρα, στα πεπτικά υγρά και οπουδήποτε γίνονται χημικές αντιδράσεις. Σκοπός των ενζύμων είναι να προωθήσουν τις χημικές αντιδράσεις που βοηθούν τη ζωή. Ένα ένζυμο ενώνει ή διαχωρίζει δύο ή περισσότερες ουσίες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια χημική αντίδραση να πραγματοποιείται με ταχύτητα πολύ μεγαλύτερη από αυτή που θα σημειωνόταν εάν δεν υπήρχε αυτό το ένζυμο. (βλ. Σχήμα) Χιλιάδες ένζυμα καταλύουν (επιταχύνουν) συνεχώς πολύ συγκεκριμένες αντιδράσεις στο σώμα μας. Τυχαίες χημικές αντιδράσεις, οι οποίες δεν καταλύονται από ένζυμα λαμβάνουν χώρα. Οι χημικές ουσίες που βρίσκονται σε ένα σώμα αντιδρούν μεταξύ τους ούτως ή άλλως. Ωστόσο, εκείνες που καταλύονται από ένζυμα λαμβάνουν χώρα σε τέτοιες ταχύτητες που καθιστούν την επίδραση των τυχαίων αντιδράσεων αμελητέα. 3

4 Ένα ένζυμο μπορεί να εκτελέσει εκατομμύρια αντιδράσεις ανά δευτερόλεπτο. Μια αντίδραση μεταξύ δύο ουσιών μπορεί να χρειαστεί για παράδειγμα 78 χρόνια για να συμβεί ελεύθερα.

4 4 Ένα ένζυμο μπορεί να εκτελέσει εκατομμύρια αντιδράσεις ανά δευτερόλεπτο. Μια αντίδραση μεταξύ δύο ουσιών μπορεί να χρειαστεί για παράδειγμα 78 χρόνια για να συμβεί ελεύθερα. Η ίδια όμως χημική διαδικασία, παρουσία του κατάλληλου ενζύμου, μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσα σε 25 χιλιοστά του δευτερολέπτου! Χιλιάδες ένζυμα σχηματίζουν ακριβή βιοχημικά μονοπάτια, καθένα από τα οποία αναπτύσσει μια διαφορετική λειτουργία. Τα ένζυμα είναι αυτά που, με την ικανότητα τους να προάγουν συγκεκριμένες αντιδράσεις σε ασύλληπτες ταχύτητες, καθορίζουν κάθε λειτουργία σε έναν ζωντανό οργανισμό. Τα ένζυμα σχηματίζουν χημικούς καταρράκτες, όπου μια ουσία μετατρέπεται σε μια άλλη και αυτή με τη σειρά της, μέσω της δράσης ενός άλλου ενζύμου, μετατρέπεται σε μια επόμενη και ούτω καθεξής. Τα ένζυμα για να ενεργοποιηθούν χρειάζονται συμπαράγοντες. Αυτοί μπορεί να είναι βιταμίνες, μεταλλικά στοιχεία ή άλλα οργανικά μόρια. 4

5 5 Μέχρι πριν από μερικές δεκαετίες, η παρουσία των συμπαραγόντων ήταν δεδομένη, επειδή οι τροφές μας είχαν υψηλότερη θρεπτική αξία. Σήμερα γνωρίζουμε ότι η έλλειψη αυτών των βασικών συστατικών είναι η κύρια αιτία πίσω από πολλές χρόνιες ασθένειες. Εάν οι θρεπτικές ουσίες που απαιτούνται για την ενζυματική λειτουργία δεν διατίθενται σε επαρκείς ποσότητες, οι διαδικασίες που ρυθμίζονται από τα αντίστοιχα ένζυμα επιβραδύνονται ή μπλοκάρονται εντελώς. Τα ένζυμα, ωστόσο, δεν είναι ίδια σε όλους. Πράγματι, σε κάθε έναν από εμάς παρατηρείται μια μοναδική ενζυματική δράση. Λόγω της ενζυματικής διαφοροποίησης, όλα τα ανθρώπινα όντα έχουν μια μοναδική φυσική εμφάνιση. Όπως άλλοι είναι ψηλοί και άλλοι κοντοί, άλλοι ξανθοί και άλλοι κοκκινομάλληδες, έτσι και τα ένζυμά μας είναι διαφορετικά. Ένζυμα του ίδιου τύπου μπορούν να απαιτούν διαφορετικές ποσότητες ενός συμπαράγοντα από άτομο σε άτομο. Ένα ένζυμο σε ένα άτομο μπορεί να απαιτεί 50 mg βιταμίνης Β1 για να λειτουργεί σωστά, ενώ το ίδιο είδος ενζύμου σε ένα διαφορετικό άτομο μπορεί να απαιτεί 150 mg της ίδιας βιταμίνης για να εκτελέσει αποτελεσματικά την ίδια χημική αντίδραση. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, όλες οι απαραίτητες ουσίες για τη διατήρηση των ζωτικών λειτουργιών θα υπήρχαν σε αφθονία στη φύση και οι ενζυματικές διαφορές δε θα ήταν εμφανείς, 5

6 6 παρά μόνο σε ακραίες περιπτώσεις. Σήμερα, όμως, για κάποιους ανθρώπους οι διαθέσιμες ποσότητες βιταμινών, μεταλλικών στοιχείων και αμινοξέων είναι επαρκείς για τη διατήρηση των ζωτικών λειτουργιών. Για άλλους ανθρώπους, όμως, υπό τις ίδιες συνθήκες, ενδέχεται να απαιτούνται υψηλότερες ποσότητες ορισμένων συμπαραγόντων που δε λαμβάνονται επαρκώς μέσω της διατροφής. Όταν ένα ένζυμο που εμπλέκεται σε μια μεταβολική οδό δεν λειτουργεί σωστά, εμποδίζεται η ροή των χημικών αντιδράσεων και εκδηλώνονται μεταβολικές διαταραχές, με τη μορφή ασθενειών. Η διάγνωση των μεταβολικών νοσημάτων γίνεται χρησιμοποιώντας αναλυτές που έχουν τη δυνατότητα να ανιχνεύουν τις απειροελάχιστες ποσότητες των μορίων στο αίμα και στα ούρα (φασματομετρία μάζας υψηλής ανάλυσης). Όταν μια μεταβολική οδός είναι αποκλεισμένη λόγω της ανεπάρκειας ενός ενζύμου, πραγματοποιείται συσσώρευση ενός ή περισσότερων μεταβολιτών που μπορούν να ανιχνευθούν στο αίμα ή στα ούρα του ατόμου αυτού. 6

7 7 Με τη μέτρηση των διάφορων μεταβολιτών μπορούν να προσδιοριστούν μεταβολικές οδοί και να χορηγηθούν οι απαραίτητοι συμπαράγοντες σε θεραπευτικές δόσεις. Έτσι, όταν το σώμα διαθέτει τα θρεπτικά συστατικά σε επαρκείς ποσότητες, αποκαθίσταται η φυσιολογική λειτουργία και η υγεία του. Μεταβολικό προφίλ Ο πρώτος που μίλησε για τη μεταβολική ατομικότητα ήταν ο Roger Williams στη δεκαετία του Έπρεπε όμως να περιμένουμε έως τα τέλη της δεκαετίας του 1970 για να επιτρέψουν οι τεχνολογικές εξελίξεις την επακριβή μέτρηση των ποσοτήτων των μεταβολιτών στα υγρά του ανθρώπινου σώματος. Στη δεκαετία του 1970, ο Linus Pauling (που θεωρείται σήμερα ο πατέρας της Μεταβολομικής) και ο Arthur Robinson έκαναν 7

8 8 περαιτέρω έρευνες και καθόρισαν τα πρώτα ατομικά μεταβολικά προφίλ προκειμένου να ελέγξουν τις διατροφικές ελλείψεις. Το 2007 ολοκληρώθηκε η καταγραφή όλων των ανθρώπινων μεταβολιτών: του λεγόμενου ανθρώπινου μεταβολιδιώματος (Human Metabolome Project). Από τη δεκαετία του 1940 μέχρι σήμερα, η Μεταβολομική έχει φτάσει στο σημείο να θεωρείται η μέθοδος που αντικατοπτρίζει με τη μεγαλύτερη ακρίβεια την κατάσταση της υγείας ενός ατόμου, ενώ ταυτόχρονα μας δίνει τη δυνατότητα να αναγνωρίσουμε τα πρώιμα σημάδια της εκδήλωσης μιας νόσου πολύ πριν από την εμφάνιση της. Η μέτρηση των μεταβολιτών μάς προσφέρει την πραγματική εικόνα του μεταβολισμού και μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε τις διατροφικές ελλείψεις ενός ανθρώπου σε πραγματικό χρόνο. Η Μεταβολομική είναι ένα εργαλείο με τεράστια αξία για το γιατρό που εφαρμόζει τη Διατροφική Ιατρική. Με βάση τις μεταβολομικές αναλύσεις, ο γιατρός μπορεί να καθορίζει με υψηλή ακρίβεια την εκάστοτε απαιτούμενη διατροφή και να χορηγήσει τα απαραίτητα συστατικά με τη μορφή συμπληρώματος. 8

Σχετικά έγγραφα

Εφαρμοσμένη Διατροφική Ιατρική

Εφαρμοσμένη Διατροφική Ιατρική Γλωσσάρι για το Μάθημα της Διατροφικής Ιατρικής Λιπαρά οξέα: περιέχουν μακριές αλυσίδες μορίων που αποτελούν σχεδόν όλο το σύμπλεγμα λιπιδίων τόσο για τα ζωικά όσο και για τα φυτικά λίπη. Αν αποκοπούν