Różnica między enzymami trawiennymi a enzymami metabolicznymi sprowadza się przede wszystkim do miejsca pracy: pierwsze tną twoje jedzenie w przewodzie pokarmowym, jak warsztat, w którym wszystko się kroi na kawałki, drugie składają i przekształcają materię wewnątrz każdej z twoich komórek, jak fabryka. W Biovie oparliśmy tę stronę na sześciu źródłach naukowych, od wielkiego przeglądu o enzymach trzustki po opinię EFSA o laktazie.
Enzymy trawienne i enzymy metaboliczne: ta sama natura, ta sama nazwa, dwa zawody. Łatwo się pogubić. Enzym to białko, które przyspiesza reakcję chemiczną i się przy tym nie zużywa: wyobraź sobie stolarza w niebieskim kombinezonie roboczym, który wieczorem wychodzi z warsztatu z nietkniętymi narzędziami, gotowy zacząć od nowa następnego dnia. O tym, czym się różnią obie rodziny, nie decyduje więc to, czym są, tylko miejsce, w którym pracują.
Interesuję się enzymami od początku lat 2000., kiedy odkryłem żywą żywność w czasach, gdy prawie wszystko pisano po angielsku, bez YouTube'a i Facebooka (we Francji zajmowała się tym zaledwie garstka osób, czyli, mówiąc wprost, kosmici). Wykształcenie inżyniera ISTOM zostawiło mi pewien odruch: rozkręcić mechanizm, zanim w niego uwierzę. Właśnie to ci proponuję, część po części, aż do pytania, które rzadko ktoś rozstrzyga: czy połknięty enzym może stać się enzymem metabolicznym?
Jaka jest różnica między enzymami trawiennymi a enzymami metabolicznymi?
Enzymy trawienne, produkowane przez ślinianki, żołądek, trzustkę i jelito, tną pokarm na małe cząsteczki poza komórkami. Enzymy metaboliczne natomiast nigdy nie wychodzą z domu: pracują wewnątrz komórek, gdzie prowadzą tysiące reakcji przekształcających te cząsteczki w energię i budulec.
Poniższa tabela zestawia różnicę między enzymami trawiennymi a metabolicznymi, kryterium po kryterium.
| Kryterium | Enzymy trawienne | Enzymy metaboliczne |
|---|---|---|
| Miejsce działania | Przewód pokarmowy, poza komórkami | Wnętrze każdej komórki |
| Kto je wytwarza | Ślinianki, żołądek, jelito, a przede wszystkim trzustka | Każda komórka, na podstawie swoich genów |
| Rola | Pociąć pokarm na cząsteczki na tyle małe, by mogły zostać wchłonięte | Przekształcać i składać wchłonięte cząsteczki |
| Przykłady | Amylaza, pepsyna, lipaza | Enzymy oddychania komórkowego, enzymy wątroby |
| Rząd wielkości | Kilka dużych rodzin | 13 417 reakcji w modelu Human1 |
| Jeśli się je połknie | Mogą działać w przewodzie pokarmowym, a potem są trawione | Trawione jak białka; do krwi może przejść tylko ślad |
Jeśli z tej tabeli ma zostać w głowie tylko jeden wiersz, to pierwszy. Miejsce określa zawód.
Słowo na marginesie o samym słowie „enzym”, które pada przy każdej okazji: to katalizator, czyli cząsteczka, która sprawia, że reakcja przebiega znacznie szybciej, a sama się przy tym nie zużywa. Jeśli chcesz odświeżyć podstawy, opisałem czym jest enzym w osobnym artykule.
Enzymy trawienne: nożyce, które pracują poza twoimi komórkami
W sensie biologicznym wnętrze przewodu pokarmowego znajduje się poza ciałem. Pomyśl o koraliku nawleczonym na nitkę. Nitka przechodzi przez niego na wylot, a mimo to nigdy nie weszła do środka koralika. Twoje jedzenie robi tak samo i dopóki nie zostanie pocięte na tyle drobno, by przejść przez ścianę jelita, zostaje na zewnątrz.
Usta, żołądek, trzustka, jelito
Wszystko zaczyna się w ustach, gdzie amylaza ze śliny atakuje skrobię z kęsa ryżu (przeżuwaj długo ziarenko ryżu, w końcu nabierze lekko słodkiego smaku, to jej robota). Pałeczkę przejmuje żołądek ze swoją kwasowością i pepsyną, która zaczyna rozkładać białka. Główna robota odbywa się potem w jelicie cienkim, bo trzustka produkuje większość enzymów, które tną białka, tłuszcze i skrobię (Whitcomb i Lowe, 2007).
Trzy rodziny: amylazy, proteazy, lipazy
Każda ma swój cel i swoje narzędzie. Amylazy tną skrobię na mniejsze cukry: o amylazie pokarmowej mówimy wtedy, gdy działa na posiłek, czy pochodzi ze śliny, czy z trzustki. Proteazy rozcinają białka aż do aminokwasów. Lipazy wreszcie zajmują się tłuszczami (oto różne rodzaje tłuszczów, z którymi się spotykają).
Gdy ktoś pyta mnie, jakie są enzymy trawienne, odpowiadam tymi trzema rodzinami. Muszę ci jednak uczciwie powiedzieć o jednym szczególe: przegląd Whitcomb i Lowe przypomina, że duża część tej wiedzy pochodzi z badań na zwierzętach, które od tamtej pory przeanalizowano na nowo dzięki ludzkiemu genomowi.
Nie jesteśmy tym, co jemy, ale tym, co przyswajamy, jestem o tym przekonany, a to cięcie jest pierwszym warunkiem.
Enzymy metaboliczne: tysiące pracowni w każdej komórce
Gdy małe cząsteczki przejdą przez ścianę jelita, trafiają do krwi, potem do komórek i tam zaczyna się zupełnie inny zawód. Wyobraź sobie taśmę montażową, na której stolarze w niebieskich kombinezonach robią każdy jeden ruch, zanim podadzą element sąsiadowi. Szlak metaboliczny to właśnie to: ciąg reakcji, w którym każde ogniwo ma swój enzym, a produkt jednej reakcji staje się surowcem następnej.
Ile stanowisk ma ta fabryka? Referencyjny model metabolizmu człowieka, Human1, obejmuje 13 417 reakcji, 4 164 unikalne metabolity i 3 625 genów (Robinson i in., 2020). Ta liczba przyprawia o zawrót głowy, ale inżynier we mnie chce dodać, skąd się bierze. Ta liczba pochodzi z modelu komputerowego, który łączy kilka wcześniejszych modeli: nikt nie policzył enzymów jedna po drugiej. Potraktuj ją jak książkę telefoniczną miasta, w której każdy wpis to jedna reakcja.
Jeśli ktoś pyta, co to są enzymy metaboliczne i do czego służą, odpowiedź mieści się w dwóch czasownikach: przekształcać i budować. Enzymy oddychania komórkowego czerpią energię ze składników odżywczych, enzymy wątroby przekształcają wiele cząsteczek niesionych przez krew. Organizm sam wytwarza swoje enzymy metaboliczne, na podstawie swoich genów.
Wiele z nich potrzebuje partnera, kofaktora: często minerału albo cząsteczki pochodzącej z witaminy, która wsuwa się w enzym jak kluczyk w stacyjkę. Bez kluczyka silnik jest na miejscu. Nie kręci się.
Czy połknięty enzym może stać się enzymem metabolicznym?
Rozumowanie wyjściowe jest rozbrajająco proste. Enzym to białko, a żołądek i proteazy trzustki tną białka, nie pytając ich o dokumenty: laktaza czy kawałek soczewicy przechodzą to samo cięcie. Połknięty enzym jest więc w dużej części trawiony, jak każde białko z talerza. W dużej części, nie w całości. Badanie z udziałem 19 zdrowych mężczyzn wykryło w ich krwi bromelainę, enzym z ananasa, po podaniu doustnym (Castell i in., 1997). Przy 3 g na dobę badacze znaleźli w osoczu do 5 000 pg/ml po 48 godzinach, z częściowo zachowaną aktywnością. Ich wniosek mówi o „słabym, ale istotnym” przejściu niezdegradowanych białek przez jelito.
Słabym, czyli jak bardzo? Pikogram to jedna tysięczna miliardowej części grama. Te 5 000 pg/ml to zatem kilka milionowych części grama na litr osocza, przy 3 gramach połykanych każdego dnia: ślad, mierzalny, ale znikomy.
Autorzy oszacowali też okres półtrwania na 6 do 9 godzin, czyli czas, po którym znika połowa obecnej ilości. Jak kolejka, która zmniejsza się o połowę co określony odcinek czasu.
Oczywiście ten wynik jest solidny i jednocześnie ograniczony: pokazuje, że mała frakcja może przejść przez ścianę jelita, nic więcej. Nie pokazuje, że ten enzym dociera do twoich komórek, a tym bardziej że zajmuje tam miejsce enzymu metabolicznego, który komórka wytwarza sama na podstawie swoich genów. Na drodze połknięty enzym, krew, komórka dane kończą się na krwi. Dalej nic, a różnica między enzymami trawiennymi a enzymami metabolicznymi pozostaje w pełni aktualna.
Co badania mówią o enzymach trawiennych w suplementach
Jeśli połknięty enzym nie zastępuje enzymu metabolicznego, może za to pracować tam, gdzie pracują enzymy trawienne: w przewodzie pokarmowym, w czasie posiłku. Tam znajdują się najsolidniejsze dane.
Pierwszy przypadek, laktaza. W 2009 roku EFSA doszła do wniosku, że laktaza przyczynia się do rozkładu laktozy u osób, u których produkcja laktazy jest niewystarczająca, w dawce 4 500 jednostek FCC przy każdym posiłku zawierającym laktozę (EFSA, 2009). FCC to jednostka aktywności, nie masy, i słusznie: stolarza ocenia się po deskach, które tnie, a nie po posturze. Ten punkt odniesienia należy czytać w ramach zróżnicowanej i zrównoważonej diety oraz zdrowego trybu życia.
W przypadku alfa-galaktozydazy randomizowane badanie z placebo objęło 8 zdrowych ochotników przy posiłku z 420 g gotowanej fasoli (Di Stefano i in., 2007), czyli dużej, głębokiej miski napełnionej po brzegi. Przy 1 200 GalU spadł poziom wodoru w wydychanym powietrzu i nasilenie wzdęć. 8 zdrowych osób to niewiele i nie można z tego nic wywnioskować dla osób z zaburzeniami trawienia.
Zostaje przypadek medyczny niewydolności trzustki, gdy trzustka nie produkuje już dość enzymów: enzymy pochodzenia zwierzęcego pozostają tam wzorcem, na receptę i pod kontrolą lekarza. Przegląd niesystematyczny uznaje enzymy roślinne i mikrobiologiczne za obiecujące (Ianiro i in., 2016).
A jeśli pytanie, które cię nurtuje, brzmi raczej „czy warto brać enzymy trawienne?”, odpowiadam na nie w osobnym artykule. W Biovie to zresztą tę rodzinę, lepiej przebadaną z dwóch, postanowiliśmy zaproponować ci jako pierwszą, z Enzymes Assimil.
