Enzýmy
Enzýmy sú biokatalyzátory, urýchľujúce reakcie prebiehajúce v ľudskom organizme a usmerňujú metabolické dráhy. Zabezpečujú, aby z obrovského množstva reakcií prebehli len tie, ktoré sú pre bunku užitočné a nie tie, ktoré produkujú nepotrebné látky.
Funkcia enzýmov
Enzýmy urýchľujú chemické reakcie. Nezvyšujú ale množstvo vzniknutého produktu. Pri chemickej reakcii nedochádza k zmenám enzýmu. Enzým vychádza z chemickej reakcie nezmenený.
Štruktúra enzýmu
Takmer všetky známe enzýmy sú bielkoviny.
Špecifickosť enzýmov
Väčšina enzýmov sa vyznačuje substrátovou špecifickosťou - môžu reagovať len s úzkou skupinou látok alebo dokonca iba s jedným substrátom (napr. ureáza, ktorá štiepi močovinu na amoniak a CO2 má takmer absolútnu špecifickosť k močovine).
Vlastnosť enzýmov premieňať substráty jedným typom reakcie sa označuje ako účinková špecifickosť.
Aktívne miesto enzýmu
Aktívne miesto enzýmu sa nachádza na povrchu enzýmu a umožňuje väzbu špecifického substrátu a jeho katalytickú premenu.
Substrátovú špecifickosť vysvetľuje viacero modelov. Prvým bol model zámku a kľúča. Podľa tohto modelu substrát svojím tvarom presne zapadá do aktívneho miesta na povrchu enzýmu podobne ako kľúč do zámky.
Koenzým
Koenzým je nízkomolekulárna látka nebielkovinovej povahy, ktorá tvorí súčasť zložených enzýmov. Zaraďujeme k nim napríklad NAD, NADH, koenzým Q10, koenzým A, vitamín B1 a vitamín B6.
Vplyv teploty na enzýmovú aktivitu
Aktivita enzýmov výrazne závisí od teploty prostredia. Tak ako pri väčšine chemických reakcií, sa s rastúcou teplotou rýchlosť enzýmových reakcií zvyšuje. Pri zvýšení teploty o 10 st. C sa rýchlosť väčšiny enzýmových reakcií zdvojnásobuje.
Pri vyšších teplotách od 45 - 50 st. C dochádza postupne k zmenám štruktúry bielkoviny a pri teplote 55 - 60 st. C nastáva denaturácia väčšiny enzýmov a strata ich biologickej aktivity.
Vplyv pH na aktivitu enzýmov
Jedným z faktorov, ktorý výrazne ovplyvňuje aktivitu enzýmu je pH prostredia. Silne kyslé alebo silne zásadité pH môže zapríčiniť až denaturáciu enzýmu a stratu jeho biologických vlastností. Menej drastické zmeny pH ovplyvnia aktivitu enzýmu. Väčšina enzýmov vykazuje maximálnu aktivitu v rozmedzí hodnôt pH 5-8. Táto oblasť sa označuje ako optimálne pH.
Význam enzýmov v medicíne
Stanovenie aktivity enzýmov v krvnej plazme patrí medzi bežne vyšetrované parametre v medicíne. Výrazne napomáha diagnostike niektorých ochorení a monitorovaniu ich liečby.
Diagnosticky významné enzýmy
Alanínaminotransferáza (ALT)
Alanínaminotransferáza sa zvyšuje sa pri rozsiahlom poškodení pečene (nekróze pečeňových buniek). Prechodné zvýšenie ALT možno pozorovať po alkoholovom excese.
Aspartátaminontransferáza (AST)
Aspartátaminontransferáza sa zvyšuje už pri menšom poškodení pečene. K jej zvýšeniu dochádza pri ochoreniach pečene, pri poškodení priečne pruhovaného svalu a poškodení srdcového svalu. Pokles AST nastáva pri zlyhaní pečene.
Glutamyltransferáza (GMT)
Glutamyltransferáza patrí tiež medzi pečeňové enzýmy. Hodnoty GMT sa zvyšujú pri ochoreniach pečene a žlčových ciest. Zvýšenie spôsobuje najmä toxické poškodenie pečene liekmi a alkohol.
Kreatínkínaza (CK)
Kreatínkináza je enzým, ktorého hladina sa zvyšuje pri srdcovom infarkte, ochoreniach kostrového svalstva, po podaní intramuskulárnej injekcie, pri zvýšenej telesnej aktivite, ochoreniach mozgu a niektorých nádoroch.
Alkalická fosfatáza (ALP)
Zvýšenie alkalickej fosfatázy je normálne v období rastu a v tehotenstve. Abnormálne je pri ochoreniach pečene a žlčových ciest, ochoreniach kostí, po zlomeninách a pri niektorých nádoroch. Pokles ALP môže nastať pri zníženej funkcii štítnej žľazy, Wilsonovej choroba a nedostatku zinku.
Amyláza (AMS)
Amyláza sa zvyšuje pri zápale pankreasu, zápale príušnej žľazy a rôznych ochoreniach orgánov v brušnej dutine.
Kyslá fosfatáza (ACP)
Kyslá fosfatáza sa zvyšuje pri nadprodukcii parathormónu, nádoroch prostaty a nádoroch kostí.
Laktátdehydrogenáza (LD)
Laktátdehydrogenáza býva zvýšená pri srdcovom infarkte, anémii, pľúcnej embólii, ochoreniach pečene, ochoreniach kostrového svalstva a niektorých nádoroch.
Cholínesteráza (CHS)
Cholínesteráza klesá pri ochoreniach pečene, intoxikácii organofosfátmi a zvýšenom katabolizme.