L'enzima aumenta la velocità di una reazione perchè ne abbassa l'energia di attivazione, aumentando così la probabilità di urti efficaci
- Innanzitutto bisogna capire cosa l'organismo, nel nostro caso l'uomo, deve digerire: essendo organismi eterotrofi, dobbiamo necessariamente nutrirci di altre forme di vita per ricavare gli elementi necessari a rifornire energia e sostituire i tessuti usurati. Ebbene, la nostra dieta consiste nell'assunzione di altre cellule. Di conseguenza, la nostra nutrizione prevede:
- Pareti cellulari di chitina (funghi) o di cellulosa (piante)
- Membrane cellulari formate da fosfolipidi
- Polipeptidi e proteine dalle varie funzioni (tra cui quelle componenti gli organuli)
- Carboidrati in forme di amidi e zuccheri di variabile complessità (da monosaccaridi a polisaccaridi)
- Lipidi principalmente in forma di trigliceridi
- Acidi nucleici tra cui DNA e RNA
- Acqua e sali minerali (non vengono digeriti!)
- Vitamine
- Gli enzimi digestivi sono contenuti in certi organi dell'apparato digerente e vengono secreti in soluzione acquosa; si trovano:
- Nella saliva, una soluzione contenente anche un'enzima dall'azione antisettica (la lisozima) prodotta dalle ghiandole salivari
- Nel succo gastrico, liquido a basso Ph (per la presenza di acido cloridrico) prodotto nello stomaco
- Nel succo pancreatico, liquido a Ph alto (per la presenza di bicarbonato di sodio) prodotto dal pancreas (ghiandola annessa)
- Nella bile, liquido anch'esso basico (poichè ricco di bicarbonati) prodotto dal fegato (ghiandola annessa)
- Nel succo enterico, secreto dagli enterociti, cellule componenti le mucose del intestino tenue
Apparato digerente
- In particolare, possiamo identificare certe categorie di enzimi:
- Le lipasi, che scindono i lipidi trigliceridi in glicerolo e acidi grassi
- Le fosfolipasi, che scompongono i fosfolipidi
- Le amilasi, che scindono oligosaccaridi e polisaccaridi (amido, glicogeno...)
- Le nucleasi, che scompongono gli acidi nucleici
- Le disaccaridasi, che scindono il legame glicosidico tra i due monosaccaridi componenti
- Le proteasi, che spezzano i legami peptidici tra gli amminoacidi di proteine e polipeptidi
L'enzima agisce su specifici substrati
- La presenza di liquidi a Ph fortemente acido o basico aiuta sia a favorire la digestione sia ad attivare alcuni enzimi. Inoltre, la secrezione di ormoni gioca un ruolo altrettanto importante: lo stomaco, ad esempio, produce gastrina ed istanina, responsabili della secrezione acida
- In particolare, il succo gastrico è talmente acido che il chimo, la sostanza uscente, rischierebbe di corrodere il duodeno se questo non producesse due ormoni: la secretina, che induce le ghiandole annesse a produrre i loro liquidi alcalini e la colecistochinina che stimola queste sostanze a riversarsi nell'intestino duodeno attraverso il coledoco (bile) e il dotto pancreatico (succo pancreatico). Lo stomaco ha Ph oscillante tra 1,5 e 3 mentre nella bocca e nell'intestino il Ph si aggira intorno alla neutralità con valore medio pari a 6,5
- Nel pancreas sono prodotti molti tipi diversi di enzimi altamente potenti: questi sono infatti secreti inattivi (proenzimi) per evitare l'autodigestione dell'organo
- La bile ha come compito principale l'emulsione degli aggregati lipidici in goccioline di grasso, in modo da facilitare l'azione delle altre lipasi; esercita anche un'azione batteriostatica, ossia di limitazione della proliferazione dei batteri della flora intestinale quali Escherichia Coli
- Il succo enterico ha la peculiarità di contenere parecchi enzimi specializzati nella scomposizione terminale poichè coinvolgono polimeri semplici (disaccaridi, dipeptidi, monogliceridi, nucleosidi...)
- Tra gli enzimi contenuti nella saliva abbiamo:
- L'amilasi salivare, o ptialina, è una alfa-amilasi che agisce sugli amidi in modo piuttosto casuale liberando carboidrati più semplici come maltosio e destrine; è annullata nello stomaco per l'elevata acidità
- La lipasi linguale che agisce sui trigliceridi anche a Ph gastrico
- La lisozima, che svolge una funzione antisettica grazie al fatto che ha come substrato il peptidoglicano, principale componente delle pareti cellulari batteriche
- Tra gli enzimi presenti nel succo gastrico abbiamo:
- Il pepsinogeno: si tratta di un proenzima che, grazie alla presenza di HCl, viene attivato in pepsina, una proteasi che scinde legami peptidici in corrispondenza di isoleucina, leucina, triptofano, valina, fenilalanina e metionina; agisce a Ph gastrico
- La lipasi gastrica: è prodotta nei tratti terminali dello stomaco e agisce a Ph compreso tra 3 e 6
Il legame peptidico avviene per condensazione: due amminoacidi si uniscono con la perdita di una molecola d'acqua. La digestione consiste nell'attuare il processo inverso, l'idrolisi enzimatica.
- Tra gli enzimi prodotti dal pancreas troviamo:
- La prolipasi pancreatica, attivata dalla bile e dalle colipasi, completa la digestione di trigliceridi e digliceridi in monogliceridi
- Le procolipasi sono proenzimi attivati dalla tripsina che li rende degli coenzimi coadiuvanti con le lipasi a tutti gli effetti, le colipasi
- Le RNasi, o ribonucleasi: si tratta di una serie di nucleasi che agisce sulle molecole di RNA e le scompone in molecole più piccole
- La DNasi, o desossiribonucleasi: è la famiglia di nucleasi con DNA come substrato che separa il gruppo di acido ortofosforico da un nucleotide, rendendolo un nucleoside
- Le fosfolipasi pancreatiche: hanno come substrato i fosfolipidi, in particolare le abbondanti lecitine, e li smontano per idrolisi
- Le amilasi pancreatiche: sono gruppi di alfa-amilasi (generiche) e beta-amilasi (specifiche) che agiscono su amidi e glicogeno, liberando destrine
- Il tripsinogeno: è un proenzima che viene attivato nel duodeno in tripsina, una proteasi altamente efficace per il taglio proteolitico su arginina e lisina ma anche molto importante poichè funge da attivatore per altri proenzimi
- Il chimotripsinogeno è un altro proenzima; è attivato dalla tripsina, quindi nel duodeno, e diventa chimotripsina, una proteasi adatta al taglio proteolitico in corrispondenza di triptofano, leucina, fenilalanina e tirosina
- Le carbossipeptidasi: sono una serie di proteasi anch'esse prodotte sottoforma di proenzima (procarbossipeptidasi) attivate dalla tripsina e operano alle estremità C-terminali
- La proelastasi pancreatica, proenzima che, se attivato dalla tripsina, diventa elastasi, l'unica proteasi specifica per l'elastina, proteina molto abbondante nei tessuti connettivi
Composizione di un trigliceride: tra i gruppo ossidrili di glicerolo e acido grasso avviene una reazione di condensazione
- Nel succo enterico troviamo principalmente questi enzimi:
- La lipasi intestinale, che scinde i monogliceridi in glicerolo e acidi grassi
- Le nucleasi intestinali: sono enzimi con substrato i nucleosidi e scindono i legami tra zucchero e basi azotate
- Le destrinasi: si tratta di particolari amilasi che attaccano le destrine, derivati della digestione degli amidi composti da molte unità di glucosio
- Le dipeptidasi: sono proteasi che scindono il legame peptidico tra due singoli amminoacidi componenti un dipeptide
- Le aminopeptidasi: sono una serie di proteasi che agiscono alle estremità N-terminali delle catene polipeptidiche
- L'enterochinasi è un'enzima che ha pura funzione di attivatore: ha come substrato il tripsinogeno e lo attiva in tripsina
- La maltasi: è una disaccaridasi con substrato il maltosio e che idrolizza il legame glicosidico tra le due molecole di glucosio componenti il disaccaride
- La saccarasi: anch'essa è una disaccaridasi e agisce sul saccarosio che viene scisso in fruttosio e glucosio, suoi componenti
- La lattasi è un'altra disaccaridasi, agisce sul lattosio e spezza il legame glicosidico tra glucosio e galattosio; viene prodotta di più nei bambini che negli adulti.
Anche il legame glicosidico, che tiene uniti i monosaccaridi, avviene per condensazione
- Infine, tutto ciò di organico che non è stato intaccato dall'attività enzimatica nella digestione é fibre alimentari e finisce nelle feci: le pareti cellulari di piante composte da cellulosa, per esempio, necessitano di enzimi come la cellulasi che non è prodotta nel tubo digerente umano; perciò sono considerate fibre.