Tại sao mỗi enzim chỉ xúc tác 1 cơ chất điều này có lợi hay cơ hại

Cơ chế tác động của Enzym

- Enzym liên kết với cơ chất → enzym-cơ chất → enzym tương tác với cơ chất → enzym biến đổi cấu hình cho phù hợp với cơ chất→ giải phóng enzym và tạo cơ chất mới.

- Do cấu trúc của trung tâm hoạt động của enzym mỗi loại enzym chỉ tác động lên 1 loại cơ chất nhất định → Tính đặc thù của enzym.

Có bao nhiêu loại Enzym tiêu hóa?

Những loại enzym chính mà cơ thể tạo ra bao gồm: các loại enzym tiêu hóa. Enzym tiêu hóa là các loại enzym được tiết ra ở tuyến nước bọt, dạ dày, ruột non, tuyến tụy trong hệ tiêu hóa của con người.

Trong đó có 5 loại enzym tiêu hóa chính có chức năng thực hiện nhiệm vụ tiêu hóa thức ăn, hỗ trợ chuyển hóa chất và đào thải thức ăn ra bên ngoài gồm enzym Protease, Amylase, Lactase, Cellulase, Lipase.

1. Tìm hiểu chung về enzyme tiêu hóa

Trước khi nghiên cứu về hoạt động của men tiêu hóa, chúng ta cần có những hiểu biết tổng quan về loại enzyme này. Có lẽ mọi người đều biết rằng enzyme tiêu hóa hay còn có tên gọi quen thuộc khác là men tiêu hóa, chúng vốn là một dạng protein. Đặc biệt, enzyme này đóng vai trò như một chất xúc tác trong cơ thể mỗi người, nhờ sự có mặt của chúng, các phản ứng hóa học bên trong cơ thể diễn ra hiệu quả hơn.

Enzyme tiêu hóa đóng vai trò như một chất xúc tác trong cơ thể

Có thể nói, nhờ loại enzyme này, cơ thể chúng ta có thể chuyển hóa tối đa dinh dưỡng thu được từ các loại thức ăn nạp vào hàng ngày. Chúng ta sẽ hạn chế được tình trạng chậm tiêu sau khi ăn, nuôi dưỡng cơ thể hiệu quả hơn.

Khá nhiều bạn thắc mắc không biết men tiêu hóa có nguồn gốc từ đâu, chúng có sẵn trong cơ thể người hay không? Câu trả lời là có, vốn dĩ enzyme kể trên là thành phần tự nhiên tồn tại trong cơ thể của mỗi người. Bên cạnh đó, các nhà khoa học cũng phát hiện sự tồn tại của chất này trong một số loại thực phẩm nhất định.

Khi ở trong cơ thể người, enzyme có chức năng tiêu hóa thường xuất hiện chủ yếu ở dịch tụy, hệ vi sinh đường ruột,… Ngoài ra, mọi người có thể tìm thấy sự có mặt của chúng ở nước bọt hoặc trong ruột.

Mục lục

Lịch sửSửa đổi

Eduard Buchner [1860 - 1917].

Ngay từ cuối thể kỷ 17 và đầu thế kỷ 18, sự tiêu hóa thịt bằng các chất tiết ra từ dạ dày[7] và sự chuyển hóa tinh bột thành đường bởi các chất tiết ra ở thực vật và nước bọt đã được biết đến. Tuy nhiên, cơ chế của các quá trình vẫn chưa được xác định.[8]

Năm 1833, Nhà hóa học Pháp Anselme Payen đã phát hiện ra enzim đầu tiên, diastase. Một vài thập niên sau, khi việc nghiên cứu lên men đường thành rượu bằng nấm men, Louis Pasteur đã đi đến kết luận rằng quá trình lên men được xúc tác bởi một yếu tố quan trọng có trong tế bào nấm men được gọi là "ferments", nó được cho là chỉ có chức năng trong các sinh vật còn sống. Ông đã viết rằng "lên men rượu là một phản ứng có liên quan đến đời sống và tổ chức của các tế bào nấm men chứ không phải là các tế bào chết.[9]

Năm 1877, nhà vật lý học người Đức Wilhelm Kühne đã sử dụng từ enzyme, trong tiếng Hy Lạp là ενζυμον, có nghĩa là "trong men", để miêu tả quá trình này.[10]

Năm 1897, Eduard Buchner đã gửi bài báo đầu tiên về khả năng chiết xuất men từ các tế bào nấm men còn sống để lên men đường. Trong một loại các thí nghiệm tại Đại học Berlin, ông nhận thấy rằng đường được lên men thậm chí không có mặt các tế bào nấm men trong hỗn hợp.[11] Ông đặt tên enzym lên men sucrose đó là "zymase".[12] Năm 1907, ông đã nhận được giải Nobel hóa học "cho nghiên cứu sinh hóa của ông và phát hiện của ông về sự lên men không có tế bào".

Mục lục

Tốc độ

Đối với hầu hết các loại thuốc, tốc độ chuyển hóa theo bất kỳ con đường nào đều có giới hạn trên [giới hạn về khả năng]. Tuy nhiên, hầu hết các loại thuốc ở nồng độ điều trị thường chỉ chiếm một số ít các vị trí của enzym chuyển hóa và tốc độ chuyển hóa tăng khi nồng độ thuốc tăng. Trong trường hợp đó, được gọi là thải trừ bậc 1 [hoặc động học], tốc độ chuyển hóa của thuốc là phần không đổi của thuốc còn lại trong cơ thể [nghĩa là, thuốc có thời gian bán thải cụ thể].

Ví dụ, nếu có 500 mg trong cơ thể ở thời điểm 0, sau khi chuyển hóa, có thể còn 250 mg sau 1 giờ và 125 mg sau 2 giờ [với thời gian bán thải là 1 giờ]. Tuy nhiên, khi hầu hết các vị trí enzym bị chiếm hết, sự chuyển hóa diễn ra ở tốc độ tối đa và không thay đổi theo tỉ lệ với nồng độ thuốc; thay vào đó, một lượng thuốc nhất định được chuyển hóa trong một đơn vị thời gian [động học bậc không]. Trong trường hợp này, nếu có 500 mg thuốc trong cơ thể ở thời điểm 0, sau khi chuyển hóa, có thể còn 450 mg sau 1 giờ và 400 mg sau 2 giờ [với độ thanh thải tối đa 50 mg / h và không có thời gian bán thải cụ thể] . Khi nồng độ thuốc tăng lên, sự chuyển hóa được chuyển từ bậc 1 sang bậc 0.

Cytochrom P-450

Hệ thống enzym quan trọng nhất trong quá trình chuyển hóa pha I là cytochrom P-450 [CYP450], hệ thống isoenzym xúc tác quá trình oxy hóa nhiều loại thuốc. Các điện tử được cung cấp bởi enzym NADPH-CYP450 reductase, một flavoprotein chuyển các điện tử từ NADPH [dạng giảm phân tử của nicotinamide adenine dinucleotide phosphate] thành CYP450.

Các enzym CYP450 có thể bị gây cảm ứng hoặc ức chế bởi nhiều loại thuốc và các chất sẽ gây ra tương tác thuốc, trong đó một thuốc có thể tăng cường độc tính hoặc giảm tác dụng điều trị của một thuốc khác. Ví dụ về thuốc có tương tác với các enzym cụ thể, xem Bảng: Các cơ chất thường tương tác với enzym Cytochrom P-450 Các cơ chất thường tương tác với enzym Cytochrom P-450 [Xem thêm Tổng quan về Dược động học.] Chuyển hóa thuốc xảy ra chủ yếu ở gan. Mặc dù sự chuyển hóa thường làm mất tác dụng của thuốc, một số chất chuyển hóa của thuốc có hoạt tính dược lý- thậm... đọc thêm và Một số thuốc có thể gây tương tác thuốc-thuốc nghiêm trọng* Một số thuốc có thể gây tương tác thuốc-thuốc nghiêm trọng* Tương tác thuốc là những thay đổi về hiệu quả của thuốc do việc sử dụng trước đây trong thời gian gần hoặc đồng thời với một thuốc hoặc nhiều thuốc khác [tương tác giữa thuốc và thuốc], thức... đọc thêm .

Cùng với sự lão hóa, khả năng chuyển hóa của gan thông qua hệ thống enzym CYP450 sẽ giảm 30% bởi vì lượng gan và lưu lượng máu giảm. Do đó, các loại thuốc được chuyển hóa qua hệ thống này đạt đến mức cao hơn và kéo dài thời gian bán thải ở người cao tuổixem Hình: So sánh các thông số dược động học của diazepam giữa một nam giới trẻ [A] và một nam giới lớn tuổi [B]. So sánh các thông số dược động học của diazepam giữa một nam giới trẻ [A] và một nam giới lớn tuổi [B]. Dược động học là những tác động của cơ thể đối với thuốc trong suốt quá trình thuốc đi vào, ở trong và đi ra khỏi cơ thể- bao gồm các quá trình hấp thụ, sinh khả dụng, phân bố, chuyển hóa, và... đọc thêm ]. Do trẻ sơ sinh chỉ phát triển một phần hệ thống enzym gan, trẻ em sẽ khó chuyển hóa nhiều loại thuốc.

Các yếu tố độc lực

Yếu tố độc lực giúp các mầm bệnh trong việc xâm nhập và đề kháng với hệ thống bảo vệ vật chủ; những yếu tố này bao gồm

  • Vỏ

  • Enzyme

  • Chất độc

Vỏ

Một số sinh vật [ví dụ, một số chủng phế cầu, não mô cầu, Haemophilus influenzae typ B] có vỏ ngăn chặn hiện tượng thực bào, làm cho các vi khuẩn này trở nên độc hại hơn các chủng không có vỏ. Tuy nhiên, các kháng thể opsonic đặc hiệu vỏ có thể liên kết với Vỏ vi khuẩn và tạo điều kiện cho sự thực bào.

Enzyme

Các protein vi khuẩn có hoạt tính enzyme [ví dụ, protease, hyaluronidase, neuraminidase, elastase, collagenase] tạo điều kiện để lan tràn tại chỗ. Sinh vật xâm nhập [vd Shigella flexneri, Yersinia enterocolitica] có thể xâm nhập và đi qua các tế bào nhân thực còn nguyên vẹn, tạo thuận lợi cho việc xâm nhập từ các bề mặt niêm mạc.

Một số vi khuẩn [ví dụ:, Neisseria gonorrhoeae, H. influenzae, Proteus mirabilis, các loài clostridial, Streptococcus pneumoniae] tạo ra protease đặc hiệu tách và khử hoạt tính của IgA tiết ra trên bề mặt niêm mạc.

Chất độc

Các sinh vật có thể giải phóng chất độc [gọi là ngoại độc tố], các phân tử protein có thể gây bệnh [ví dụ bạch hầu, tả, uốn ván, ngộ độc thịt] hoặc làm tăng mức độ nghiêm trọng của bệnh. Hầu hết các chất độc gắn với các thụ thể đặc hiệu của tế bào đích. Ngoại trừ các chất độc được tạo sẵn chịu trách nhiệm về một số căn bệnh do thực phẩm [ví dụ: bệnh ngộ độc thịt, tụ cầu khuẩn hoặc ngộ độc thực phẩm do Bacillus cereus], chất độc được tạo ra bởi các sinh vật trong quá trình nhiễm trùng.

Nội độc tố là một lipopolysaccharide được tạo ra bởi vi khuẩn gram âm và là một phần của thành tế bào. Nội độc tố khởi động các đáp ứng dịch thể liên quan tới bổ thể, đông máu, ly giải fibrin và hoạt hoá kinin và là nguyên nhân biểu hiện nặng nề của nhiễm trùng gram âm

Các yếu tố khác

Một số vi sinh vật có tính độc hại hơn bởi vì chúng:

  • Làm suy yếu sản xuất kháng thể

  • Chống lại hoạt hoá bổ thể

  • Chống lại các bước oxy hóa trong quá trình thực bào

  • Sản xuất siêu kháng nguyên

Nhiều vi sinh vật có cơ chế làm giảm khả năng sản xuất kháng thể bằng cách tạo ra các tế bào ức chế, ngăn chặn quá trình phân tích kháng nguyên, và ức chế phân bào của tế bào lympho.

Tính đề kháng khả năng ly giải của bổ thể góp phần vào độc lực. Trong số các loài N. gonorrhoeae, sự đề kháng dẫn đến nhiễm trùng lan toả hơn là nhiễm trùng cục bộ.

Một số sinh vật chống lại các bước oxy hóa của quá trình thực bào. Ví dụ, Legionella và Listeria hoặc không kích thích hoặc chủ động ngăn chặn bước oxy hóa, trong khi các sinh vật khác tạo ra enzyme [ví dụ catalase, glutathione reductase, superoxide dismutase] làm giảm các sản phẩm oxy hóa.

Một số vi rút và vi khuẩn sản sinh ra siêu kháng nguyên vượt qua hệ thống miễn dịch gây ra sự hoạt hoá không đặc hiệu của một số lượng nhất định các tế bào T non và do đó gây ra hiện tượng đáp ứng viêm quá mức được kích thích bởi sự giải phóng ồ ạt các cytokin tiền viêm.

Video liên quan

Chủ Đề