Ферменты

Ферменты, или энзимы – это высокоактивные биологические катализаторы. Они изменяют скорость хи­мической реакции, но сами после реакции возвращаются к исходно­му состоянию. С участием ферментов осуществляются практически все биохимические процессы в живых организмах, в которых постоянно происходит огромное число раз­нообразных химических реакций. Все клеточные структуры непрерывно обновляются. Благодаря ферментам, эти изменения протекают с огромной скоростью, в миллионы раз превышающей скорость подобных реакций в неживой природе. В то же время превращения в организ­ме осуществляются при сравнительно низких температурах и дав­лении, в ограниченном диапазоне колебаний концентрации водо­родных и гидроксильных ионов. Например, распад белков пищи до аминокислот в пищеварительной системе человека происходит при температуре 37° за 2—3 ч, в то время как в лаборатории ту же реакцию можно провести лишь при температуре 100°, в присутст­вии крепких растворов кислот за несколько десятков часов.

Ферменты могут находиться в жидкой части клет­ки (цитозоле) и отдельных клеточных органеллах (яд­ре, митохондриях, рибосомах, лизосомах и др.), а также входить в состав клеточных мембран.

Ферменты широко используются в различных сферах деятельности че­ловека. С незапамятных времен их применяли при изготовлении сыра, по­лучении спирта, а также в хлебопечении, пивоварении, производстве ан­тибиотиков, витаминов и т. д. Современная промышленность выпускает более 200 ферментативных препаратов, которые применяются в медицин­ской практике для профилактики и лечения различных заболеваний. Так, при заболеваниях желудочно-кишечного тракта применяются трипсин, химотрипсин, липаза и амилаза в виде ферментативных препаратов (бетацид, обомин, панзинорм и др.). Фермент гиалуронидазу в виде препара­тов лидазы и ронидазы применяют при поражении суставов, отеках, ране­ниях, кровоподтеках. Лизоцим применяют при лечении конъюнктивитов, цитохромоксидазу — при кислородной недостаточности, коллагеназу — для рассасывания рубцовых образований, эластазу — для профилактики атеросклероза.

При лечении различных заболеваний, в том числе опорно-двигатель­ного аппарата, посттравматических изменений и др., используется метод системной энзимотерапии. Он основан на комплексном действии ряда по­лиферментных препаратов (вобэнзим, флогэнзим и др.) на многие биохи­мические процессы в организме.

Ферменты используются также при диагностике функционального состояния организма в медицине и современном спорте.

. По химической природе ферменты являются белками. Они об­разуют коллоидные растворы, имеют молекулярную массу от десятков тысяч до нескольких миллионов углеродных единиц, в растворах ведут себя как амфотерные электролиты и при измене­нии рН меняют величину электрического заряда молекул. Фермен­ты способны кристаллизоваться из растворов. Кристаллы ферментов содержат значительное количество воды, обладают высокой каталитической активностью. При обезвоживании кристаллы раз­рушаются, и ферменты утрачивают активность.

Различают ферменты внутриклеточные и внеклеточные. Внут­риклеточные ферменты проявляют свое действие в тех клетках тела, где они образуются. Они входят в состав сложных клеточных структур и могут создавать комплексы с другими ферментами, ус­коряя таким образом протекание не единичной реакции, а биохи­мического процесса, включающего множество реакций. Внеклеточ­ные ферменты выделяются из клеток в кровь, пищеварительные соки и другие биологические жидкости, где и ускоряют разнооб­разные превращения веществ.