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In questo articolo cercherò di condividere con voi cosa sono gli enzimi, questi meravigliosi catalizzatori biologici, senza ricorrere a spiegazioni troppo scientifiche. Per comprendere il funzionamento degli enzimi, bisogna vederli come dei lavoratori specializzati del corpo humani, lavoratori che abbiamo deciso di soprannominare da Biovie "ausili metabolici", poiché gli enzimi non apportano alcun nutriente (non sono integratori alimentari); ci aiutano a ottimizzare le funzioni del corpo, siano esse metaboliche o digestive, attraverso un gran numero di reazioni biochimiche."
Che cosa sono esattamente gli enzimi ?
Negli organismi viventi, gli enzimi sono proteine che accelerano un gran numero di tipi di reazioni biochimiche e di reazioni chimiche necessarie alla vita. Immaginate un'unità di produzione in cui ogni macchina (enzima) è progettata per svolgere un compito specifico in modo rapido ed efficiente. Queste macchine (enzimi) sono cruciali per scomporre i macronutrienti in unità più piccole assimilabili, trasformare i nutrienti in energia, riparare le nostre cellule e i nostri organi e molte altre funzioni vitali.
Ogni enzima interviene in una reazione biochimica molto specifica., è unica e funziona solo su un tipo particolare di "pezzo", cioè una molecola di substrato con cui è presente una complementarità di forma, come due pezzi di un puzzle 3D per la propria reazione enzimatica. Si parla di specificità del substrato. L'enzima si aggancia a questo pezzo e lo trasforma, permettendo così a reazioni complesse di avvenire rapidamente e senza spreco di energia. È un po' come una chiave che apre una serratura specifica: l'enzima (chiave) funziona solo sul suo substrato (serratura).. Questo è ciò che si chiama attività enzimatica, ed è ciò che caratterizza la differenza tra il vivente e l'inanimato.
(fonte: Wikipedia)
Gli enzimi sono anche riutilizzabili e riciclabili., non sono "consumate" dal loro utilizzo. Questa è infatti la definizione stessa di una reazione catalitica: la sostanza responsabile della reazione si ritrova intatta alla fine della reazione. Dopo aver trasformato un substrato, sono libere di ricominciare con un altro. Grazie a ciò, anche in piccole quantità, possono realizzare molte reazioni in poco tempo, e quando si trovano nel loro ambiente di funzionamento ottimale, in particolare a temperatura corporea, sono molto veloci.
In materia di salute, gli enzimi sono essenziali. Partecipano a tutto, dalla digestione degli alimenti alla riparazione del DNA. Quando non funzionano correttamente, ciò può causare problemi seri, come malattie genetiche, disturbi autoimmuni e persino alcuni tipi di cancro.
Infine, è importante sapere che gli enzimi che produciamo e quelli che consumiamo negli alimenti svolgono ruoli diversi, ma tutti sono importanti per un metabolismo sano.
Per capire meglio, si possono paragonare gli enzimi a degli assistenti personali molto efficienti nel corpo. Si occupano di tutto, dalla conversione degli alimenti in energia utilizzabile alla gestione dei rifiuti cellulari. È come se ogni processo metabolico avesse il proprio assistente dedicato, garantendo che tutto funzioni senza intoppi e a un ritmo sostenuto.
L'aspetto affascinante degli enzimi è la loro precisione estrema. Non si limitano a lavorare su qualsiasi reazione chimica; mirano a reazioni specifiche. Questa specificità impedisce il caos metabolico assicurandosi che le reazioni giuste avvengano nel posto giusto e al momento giusto.
Gli enzimi svolgono anche un ruolo chiave nella nostra salute regolando le vie metaboliche. Agiscono come regolatori di velocità, accelerando o rallentando le reazioni secondo le necessità del nostro corpo. Quando questo sistema è disturbato, possono verificarsi squilibri che portano a problemi di salute.
Ad esempio, se un enzima chiave è carente o assente a causa di una mutazione genetica, ciò può portare a una malattia metabolica e a problemi a catena. Al contrario, se un enzima è troppo attivo, i processi si accelerano letteralmente e questo può condurre a malattie autoimmuni o addirittura a certi tipi di cancro.
In sintesi, gli enzimi sono attori indispensabili nel complesso teatro del nostro metabolismo. Il loro ruolo nel mantenimento della nostra salute è tanto cruciale quanto invisibile, orchestrando discretamente una moltitudine di processi vitali che ci permettono di vivere, crescere e rimanere in buona salute.
Ruoli degli enzimi nell'organismo
Gli enzimi, questi ausiliari metabolici, svolgono un ruolo indispensabile nel nostro corpo, come abbiamo visto. Accelerano e facilitano numerose reazioni biochimiche essenziali per la nostra vita quotidiana. Ecco alcuni esempi concreti della loro azione:
Glicolisi: Questa reazione biochimica è un po' come scomporre un composto complesso (lo zucchero, il glucosio) per estrarne energia (ATP) e altri componenti utili. Diverse enzimi collaborano qui, e se non funzionano bene, ciò può causare problemi come la diminuzione del livello di zucchero nel sangue, la debolezza muscolare e altri disturbi metabolici.
Digestione: Immaginate degli strumenti specializzati (enzimi digestivi) che, tagliando i legami chimici, riducono gli alimenti in piccole molecole (nutrienti) che il nostro corpo può utilizzare. Queste reazioni iniziano all'inizio del tubo digerente, grazie agli enzimi prodotti dalle ghiandole salivari, per esempio, le proteine vengono tagliate in amminoacidi. Se questi enzimi-strumenti sono difettosi, la digestione è compromessa, il che può portare a problemi di malnutrizione, dolori addominali, gonfiore e diarrea, e soprattutto a una cattiva assimilazione di ciò che mangiamo, indipendentemente dalla qualità di questi alimenti.
Riparazione del DNA: Gli enzimi di riparazione del DNA agiscono come veri e propri tecnici di manutenzione, individuando e riparando i vari danni riscontrati sul nostro materiale genetico. Se non funzionano correttamente, ciò può provocare mutazioni genetiche, aumentare il rischio di cancro e accelerare l'invecchiamento.
Ciclo dell'urea: Questo processo converte l'ammoniaca tossica in una sostanza meno pericolosa (urea) che il nostro corpo può facilmente eliminare attraverso i reni. Gli enzimi coinvolti in questo processo sono cruciali; il loro malfunzionamento può portare a un accumulo di ammoniaca nel sangue, danneggiando gravemente il cervello e altri organi.
Sintesi dell'emoglobina: L'emoglobina, trasportata dai nostri globuli rossi, è essenziale per trasportare l'ossigeno in tutto il corpo. Se l'enzima responsabile della sua produzione è carente, ciò può causare anemia, provocando affaticamento, debolezza, mancanza di respiro e pallore.
In breve, gli enzimi sono attori chiave nei processi vitali, che si tratti di reazioni anaboliche (costruzione di molecole) o di reazioni cataboliche (decomposizione di molecole)., e il loro buon funzionamento è essenziale per la nostra salute e il nostro benessere.
Enzimi e temperatura
Ad alta temperatura, i legami interni degli enzimi si rompono e l'enzima perde la sua forma. (si chiama la loro struttura tridimensionale); la loro attività cessa, le cellule viventi diventano cellule morte. A questa temperatura un alimento perde i suoi enzimi alimentari intrinseci. Questo spiega perché gli alimenti cotti oltre una certa temperatura sono meno digeribili rispetto agli alimenti crudi, poiché gli alimenti cotti non possiedono più questi enzimi interni, il corpo umano, piuttosto che beneficiarne, deve quindi produrne di nuovi per digerire correttamente gli alimenti, il che ha ovviamente un costo biologico. In altre parole, gli enzimi digestivi vengono distrutti dal calore della cottura e il nostro organismo non può più beneficiarne, e le reazioni enzimatiche non avvengono più. Al contrario, a temperature inferiori alla temperatura corporea, gli enzimi rimangono attivi.
Gli enzimi sono sensibili al calore, un po' come sculture di ghiaccio complesse e delicate. Ogni enzima ha una forma tridimensionale specifica, mantenuta insieme da legami fragili. Questa forma è cruciale per il loro funzionamento, poiché permette loro di agganciarsi ai loro substrati e di accelerare le reazioni chimiche. Come un pezzo di puzzle sensibile al calore, che si deformerebbe in modo irreversibile fondendosi al di sopra della sua temperatura di fusione:
Influenza della Temperatura: Ogni enzima ha una "temperatura ideale" alla quale funziona al meglio, spesso vicina alla temperatura corporea dell'organismo da cui proviene. Ad esempio, gli enzimi umani sono ottimali intorno ai 37°C. A questa temperatura, sono abbastanza flessibili da svolgere i loro compiti in modo efficace.
Effetto della Diminuzione della Temperatura: Quando fa più freddo, gli enzimi rallentano. Si muovono meno e interagiscono meno con i loro substrati, il che diminuisce la velocità delle reazioni che catalizzano. Fortunatamente, le basse temperature generalmente non distruggono permanentemente gli enzimi.
Effetto dell'Aumento della Temperatura: Al contrario, quando la temperatura aumenta, gli enzimi si attivano inizialmente e funzionano più rapidamente, ma se la temperatura aumenta troppo, iniziano a deformarsi e perdono la loro capacità di funzionare. Questa perdita di struttura (denaturazione) è irreversibile. ; una volta distrutto, l'enzima non può ripararsi. Questa è la ragione principale per cui raccomandiamo un'alimentazione il meno cotta possibile, per preservare il capitale enzimatico dei nostri alimenti.
Nei nostri alimenti, gli enzimi sono quasi sempre distrutti durante la cottura o il trattamento industriale, poiché questi processi utilizzano temperature ben al di sopra della loro soglia di tolleranza al calore. Questa temperatura varia a seconda del tipo di enzima, ad esempio, la pectinasi viene disattivata intorno ai 50°C, l'amilasi verso i 70°C, la proteasi e la catalasi verso i 60°C.
Infine, un leggero aumento della temperatura corporea, come durante una febbre, può potenziare il nostro sistema immunitario. Questo calore aggiuntivo ma non distruttivo accelera gli enzimi coinvolti nella difesa del nostro corpo, aiutando così a combattere le infezioni in modo più efficace e rapido. Alcuni enzimi chiave del sistema immunitario, come gli interferoni, possono essere persino più attivi a temperature leggermente più elevate del normale.
A seguire: parleremo in altri due articoli di due categorie specifiche di enzimi; gli enzimi digestivi e gli enzimi metabolici.
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