Все о ферментах: почему эти молекулы – основа нашего существования

Дорогой читатель, представляем тебе нашего бьюти-колумниста Айлин Царькову!

Айлин – действующий врач-диетолог, гастроэнтеролог, терапевт, натуропат и ароматерапевт, health-коуч, врач интегративной медицины с холистическим подходом. И теперь она будет делиться с нами своими знаниями в сфере здоровья, как физического, так и ментального, питания и многого другого.

Айлин Царькова

В этом материале Айлин расскажет об уникальных белковых наноструктурах – энзимах (или ферментах) и их участии в процессах нашего организма.

Почему ферменты так важны?

Наша жизнь – череда удивительных процессов: вдох и выдох, непрерывное деление и гибель клеток, распад и синтез веществ, слаженная работа всех органов и систем, воспроизведение себе подобных, рождение и смерть. 

А знаете, друзья, кто стоит за всеми этими жизненно важными процессами? Их главные дирижеры – уникальные белковые наноструктуры. Это энзимы (или, как их еще называют, ферменты) – ключевые участники всех биохимических реакций в живом организме  и основа нашего существования.

По сути, именно от количества и качества этих молекул зависит уровень нашего здоровья, скорость метаболизма, эффективность протекания всех жизненных процессов, устойчивость организма к внешним воздействиям и продолжительность жизни.

Что представляют собой ферменты?

Большинство ферментов обладают узкой специфичностью и взаимодействуют лишь с определенными субстратами. На сегодняшний день ученым известно более 5 000 различных ферментов. По своему строению они делятся на два типа. Простые состоят исключительно из аминокислотной цепочки, причудливо закрученной в пространственную конфигурацию. Сложные же включают дополнительные небелковые компоненты (кофакторы), которые могут быть неорганическими (ионы различных металлов) и органическими (ацетил‑S‑KoA, биотин, никотинамид‑содержащие соединения и другие).

Исторический экскурс

Согласно историческим данным, еще в конце XVIII века люди знали, что пища переваривается с помощью желудочного сока, а в ротовой полости под действием слюны крахмал превращается в сахар. Почти столетие спустя изучением этих процессов занялся Луи Пастер. В ходе экспериментов он обнаружил, что при брожении углеводов под действием дрожжей образуется этиловый спирт. Пастер предположил, что этот процесс катализируется некой «жизненной силой», заключенной в живых клетках дрожжей. Так появились два термина:

— «ферменты» (от лат. fermentum — «закваска») — так называемые «организованные ферменты», то есть сами живые организмы;

— «энзимы» (от греч. «дрожжи» или «закваска в дрожжах») — «неорганизованные ферменты», то есть вещества, выделяемые клетками (например, пепсин вырабатывается клетками желудочной стенки, а амилаза — клетками поджелудочной железы и слюнных желез).

Универсальность и особенности ферментов

Несмотря на узкую специализацию каждого энзима (один энзим запускает лишь один биохимический процесс), эти молекулы универсальны для всех живых клеток. Они эффективно работают и в растениях, и в организмах животных, и в человеческом теле.

Активность ферментов во многом определяется условиями среды — такими как pH и температура. Например, ферменты желудка активны исключительно в кислой среде, а ферменты поджелудочной железы функционируют в щелочной среде.

Ферменты, как и все белковые молекулы, крайне чувствительны к нагреванию. При температуре выше 42 ∘C у большинства термолабильных ферментов начинает разрушаться третичная структура. А при 50–60 ∘C происходит полная денатурация белковых молекул, и ферменты утрачивают свои функции. Вот наглядный пример: если нагреть яйцо до такой температуры и подложить под курицу, из него уже никогда не вылупится цыпленок. Причина в том, что «специализированная бригада строителей», отвечающая за деление и дифференциацию клеток, безвозвратно уничтожена.

Любопытный факт: если предложить ученому проанализировать два ореха – жареный и сырой, – он едва ли обнаружит разницу в их химическом составе (количество жиров, белков и микроэлементов будет практически идентичным). Однако разница все же есть. Если замочить сырой орех и посадить в землю, из него вырастет растение, которое даст множество новых плодов. А если посадить жареный орех, он просто сгниет — в нем уже нет тех самых «волшебных» энзимов, которые поддерживают жизнь.

Именно поэтому вареную пищу принято называть «мертвой», а сырую или подвергшуюся минимальной термической обработке (например, томлению в русской печи, как делали наши предки) — «живой».

Эксперимент доктора Фрэнка Поттенджера

Впервые влияние «живой» пищи на здоровье исследовал доктор Фрэнк Поттенджер в 1920‑х годах. Он провел впечатляющий эксперимент с участием 900 кошек, разделив их на группы. В течение десяти лет он кормил животных разной пищей. Одна группа получала сырое молоко и мясо, а другая – пастеризованное молоко и вареное мясо.

Результаты наблюдений оказались поразительными. Кошки первой группы (на сырой диете) отличались отменным здоровьем и выносливостью. Более того, эти качества сохранялись даже у нескольких последующих поколений. У животных второй группы развились практически все болезни современного человечества: параличи, частые бактериальные инфекции, пневмонии, вялость, нервозность, нарушения половых инстинктов, проблемы с зубами и многие другие недуги (страдали практически все органы и системы). Потомство кошек из второй группы также оказалось поражено: котята первого помета родились слабыми и больными, во втором помете наблюдалось множество мертворожденных, а в следующем поколении кошки стали страдать бесплодием.

Современные проблемы питания

С развитием цивилизации наш рацион претерпел серьезные изменения:

— изобретение мельниц и переход от цельнозернового хлеба к булкам из муки «высшего сорта»;

— интенсивное развитие промышленного сельского хозяйства с нерациональным использованием земель

— обработка урожая агрессивными химикатами;

— появление пищевой промышленности и ее слияние с химической отраслью;

— стремление диетологов «накормить» растущее население планеты рафинированными, генетически модифицированными и «долгоиграющими» продуктами (консервированными и обработанными химическими веществами);

— распространение служб и пунктов «готовой еды»;

— катастрофическое изменение соотношения питательной ценности (нутритивной плотности) и калорийности продуктов.

В результате мы все чаще питаемся «мертвой», нежизнеспособной пищей, расплачиваясь за это болезнями, бесплодием, аллергиями и депрессиями.

Как работают ферменты при низких температурах

При низких температурах (от 0 ∘C и ниже) активность ферментов практически прекращается, но в большинстве случаев молекулы не разрушаются и возобновляют работу при повышении температуры. , после долгой зимней «спячки» весной семена растений начинают прорастать благодаря пробуждению содержащихся в них ферментов (энзимов). При этом увеличивается не только количество клеток и содержащихся в них белков, жиров и углеводов, но и концентрация витаминов и ферментов.

Поэтому очень важно включать в рацион проростки семян и бобовых, предварительно замачивать крупы, а также дополнять зимний рацион «живыми» витаминами – замороженными ягодами и овощами, а также бережно высушенными фруктами и водорослями (они были заготовлены в сезон, когда содержание витаминов, антиоксидантов и энзимов в них максимально).

Ключевые функции ферментов

Хотя ферменты выполняют в организме множество функций, можно выделить несколько наиболее значимых:

Каталитическая (ускорение биохимических реакций). Главная задача энзимов — снижать энергию активации, необходимую для запуска биохимической реакции в живом организме. Благодаря этому процессы ускоряются в миллионы и миллиарды раз, что и обеспечивает саму возможность жизни.

Регуляция метаболизма (обмена веществ). Энзимы контролируют и направляют все процессы в живом организме: распад сложных веществ (катаболизм), синтез новых соединений (анаболизм), питание и дыхание клеток, синтез клеточных органелл, очищение клеток и межклеточного пространства, деление клеток (через активацию ДНК и РНК) и апоптоз (самоуничтожение).

Пищеварение в органах желудочно‑кишечного тракта.
Пищеварительные железы выделяют соки, содержащие ферменты (амилазы, липазы, протеазы), которые расщепляют углеводы, жиры и белки до простых соединений. Эти соединения способны проникать через стенку ЖКТ в кровь и усваиваться клетками.

Транспортная функция. Без специальных энзимов ни одна молекула не смогла бы проникнуть через клеточные мембраны внутрь клеток или выйти из них.

Синтез и регенерация. Без ферментов невозможно образование клеточных органелл (ДНК, митохондрий и др.), а также самих клеток, что необходимо для восстановления поврежденных тканей.

Иммунная защита. Работа иммунной системы невозможна без участия ферментов.

Очищение (детоксикация). Энзимы участвуют в нейтрализации и выводе из организма различных токсинов

Где найти энзимы и как их сохранить?

Часть ферментов производится самим организмом, но значительная их доля: активируется и вырабатывается дружественной микрофлорой, а также должна регулярно поступать с пищей.

Следовательно, чтобы поддерживать оптимальный количественный и качественный состав ферментов в организме, необходимо: способствовать росту дружественной микрофлоры; помнить, что полезные микроорганизмы питаются сырой растительной клетчаткой; ежедневно включать в рацион три порции сырых овощей и зелени, а также три порции фруктов или ягод.

Учитывая, что энзимы разрушаются при нагревании, крайне важно употреблять часть пищи в сыром виде. В идеале ее количество должно в два‑три раза превышать объем термически обработанных продуктов. Чем больше в нашем рационе сырых, необработанных продуктов, тем крепче будет наш иммунитет и лучше общее состояние здоровья.

Лучшие источники энзимов

Фрукты и ягоды – оптимальный источник энзимов. Лучше употреблять их отдельным приемом пищи. В межсезонье подойдут размоченные сухофрукты или замороженные ягоды. Также полезны свежеприготовленные соки, смузи и лимонады.

Сырые овощи и зелень (особенно проростки). Для лучшего усвоения пережевывайте их тщательно или превращайте в смузи и соки.

Сырые орехи и семечки (не жареные и не соленые). Для улучшения усвояемости замачивайте орехи и перемалывайте мелкие семена.

Слабосоленая рыба (семга, сельдь). Готовьте самостоятельно, чтобы контролировать количество соли.

Кусочек сала – источник энзимов и витаминов.

«Живые» соусы для приготовленных блюд и супов: рубленый чеснок, лук, зелень, лимонный сок, хрен, горчица, паста из свежих томатов.

Можно сохранить массу энзимов и в яйце, если при его приготовлении оставлять желток жидким(всмятку или пашот).

Водоросли (ламинария, спирулина, нори, комбу) — кладезь энзимов, витаминов и микроэлементов.

Ферментированные продукты: квашеная капуста, кимчи, домашний йогурт (лучше из цельного козьего молока), комбуча (напиток чайного гриба).

Что угрожает энзимам?

Доктор Эдвард Хоувелл, признанный авторитет в области изучения ферментов, выдвинул важную гипотезу: запас энзимов, который способен вырабатывать человеческий организм, не безграничен. По его мнению, когда энзимный потенциал исчерпывается, тело начинает болеть и умирает. Разрушению способствуют и другие многочисленные неблагоприятные факторы современной жизни:  табак, алкоголь, пищевые добавки, лекарства, агрохимия, загрязнение окружающей среды, электромагнитные волны и солнечная радиация. Губительно на них сказываются и постоянные стрессы…

Как же сохранить здоровье сегодня? Для этого необходимо знать, что истощает запасы «волшебных энзимов» и что их пополняет, и внести необходимые коррективы в свой рацион и образ жизни.

Ну что, мои дорогие читатели, начинаем «охоту» за энзимами?