انزيم هضمي

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة بإضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن مصادر:  "Digestive enzyme" – أخبار  · صحف  · كتب  · باحث  · JSTOR ( ديسمبر 2016 ) ( تعرف على كيفية ووقت إزالة هذه الرسالة )

تشارك الإنزيمات الهاضمة في العملية الكيميائية للهضم ، والتي تتبع العملية الميكانيكية للهضم. يتكون الطعام من جزيئات كبيرة من البروتينات والكربوهيدرات والدهون التي تحتاج إلى التكسير كيميائيًا بواسطة الإنزيمات الهاضمة في الفم والمعدة والبنكرياس والاثني عشر ، قبل أن تتمكن من الامتصاص في مجرى الدم. ^[1] يتم تحقيق التكسير الأولي عن طريق المضغ (المضغ) واستخدام الإنزيمات الهاضمة للعاب . بمجرد دخوله المعدة ، يحدث المزيد من الخفق الميكانيكي لخلط الطعام بحمض المعدة المفرز . تشارك الإنزيمات الهاضمة للمعدة في بعض العمليات الكيميائية اللازمة للامتصاص . يحدث معظم النشاط الأنزيمي، وبالتالي الامتصاص، في الاثني عشر. [ ^{2] [3]}

توجد الإنزيمات الهضمية في السبل الهضمية للحيوانات (بما في ذلك البشر) وفي السبل الهضمية للنباتات آكلة اللحوم ، حيث تساعد في هضم الطعام، وكذلك داخل الخلايا ، وخاصة في الليزوزومات الخاصة بها ، حيث تعمل على الحفاظ على بقاء الخلايا. ^{[4] [5]}

يتم تصنيف الإنزيمات الهضمية على أساس ركائزها المستهدفة : تقوم الليبازات بتقسيم الأحماض الدهنية إلى دهون وزيوت ؛ ^[6] تقوم البروتيازات والببتيدازات بتقسيم البروتينات إلى ببتيدات صغيرة وأحماض أمينية ؛ ^{[7] تقوم} الأميليزات بتقسيم الكربوهيدرات مثل النشا والسكريات إلى سكريات بسيطة مثل الجلوكوز ، [ 8 ^] وتقوم النوكليازات بتقسيم الأحماض النووية إلى نيوكليوتيدات . ^[9]

توجد الإنزيمات الهضمية في معظم أنحاء الجهاز الهضمي . في الجهاز الهضمي البشري ، المواقع الرئيسية للهضم هي الفم والمعدة والأمعاء الدقيقة. تفرز الإنزيمات الهضمية من قبل غدد خارجية مختلفة بما في ذلك الغدد اللعابية والغدد المعدية والخلايا الإفرازية في البنكرياس والغدد الإفرازية في الأمعاء الدقيقة . في بعض النباتات آكلة اللحوم ، تُستخدم الإنزيمات الهضمية الخاصة بالنباتات لتفكيك الكائنات الحية التي تم أسرها.

يجب أن تتحلل المواد الغذائية المعقدة التي يتم تناولها إلى مواد بسيطة وقابلة للذوبان والانتشار قبل أن يتم امتصاصها. في تجويف الفم، تفرز الغدد اللعابية مجموعة من الإنزيمات والمواد التي تساعد في الهضم والتطهير أيضًا. وتشمل ما يلي: ^[10]

• الليباز اللساني : يبدأ هضم الدهون في الفم. يبدأ الليباز اللساني هضم الدهون.
• الأميليز اللعابي : يبدأ هضم الكربوهيدرات أيضًا في الفم. الأميليز، الذي تنتجه الغدد اللعابية، يكسر الكربوهيدرات المعقدة، وخاصة النشا المطبوخ، إلى سلاسل أصغر، أو حتى سكريات بسيطة. يُشار إليه أحيانًا باسم البتيالين .
• الليزوزيم : بما أن الطعام يحتوي على أكثر من مجرد العناصر الغذائية الأساسية، مثل البكتيريا أو الفيروسات، فإن الليزوزيم يوفر وظيفة مطهرة محدودة وغير محددة، ولكنها مفيدة في عملية الهضم.

من الجدير بالملاحظة تنوع الغدد اللعابية، حيث يوجد نوعان من الغدد اللعابية:

• الغدد المصلية : تنتج هذه الغدد إفرازًا غنيًا بالماء والشوارد والإنزيمات. ومن الأمثلة الرائعة على الغدد الفموية المصلية الغدة النكفية .
• الغدد المختلطة: تحتوي هذه الغدد على خلايا مصلية وخلايا مخاطية ، وتشمل الغدد تحت اللسان وتحت الفك السفلي، وإفرازها مخاطي وعالي اللزوجة .

لا يستشهد هذا القسم بأي مصادر . يرجى المساعدة في تحسين هذا القسم من خلال إضافة الاستشهادات إلى مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها . ( ديسمبر 2016 ) ( تعرف على كيفية ومتى يمكنك إزالة هذه الرسالة )

الإنزيمات التي تفرزها المعدة هي إنزيمات معدية ، تلعب المعدة دورًا رئيسيًا في عملية الهضم، سواء من الناحية الميكانيكية عن طريق خلط وسحق الطعام، أو من الناحية الإنزيمية عن طريق هضمه. فيما يلي الإنزيمات التي تنتجها المعدة ووظيفتها:

• البيبسين هو الإنزيم الرئيسي للمعدة. يتم إنتاجه بواسطة خلايا المعدة المسماة "الخلايا الرئيسية" في شكله غير النشط بيبسينوجين ، وهو زيموجين . ثم يتم تنشيط البيبسينوجين بواسطة حمض المعدة إلى شكله النشط، البيبسين. يقوم البيبسين بتفكيك البروتين في الطعام إلى جزيئات أصغر، مثل شظايا الببتيد والأحماض الأمينية . لذلك، يبدأ هضم البروتين في المعدة بشكل أساسي، على عكس الكربوهيدرات والدهون، التي تبدأ هضمها في الفم (ومع ذلك، توجد كميات ضئيلة من إنزيم الكاليكرين ، الذي يحلل بروتينات معينة، في اللعاب في الفم).
• الليباز المعدي : الليباز المعدي هو ليباز حمضي تفرزه الخلايا الرئيسية للمعدة في الغشاء المخاطي القاعدي للمعدة. وله مستوى pH يتراوح بين 3-6. ويشكل الليباز المعدي، إلى جانب الليباز اللساني، الليبازين الحمضيين. وعلى عكس الليباز القلوي (مثل الليباز البنكرياسي )، لا تتطلب هذه الليبازات حمض الصفراء أو الكوليباز لتحقيق النشاط الأنزيمي الأمثل. وتشكل الليبازات الحمضية 30% من تحلل الدهون الذي يحدث أثناء الهضم لدى الإنسان البالغ، حيث يساهم الليباز المعدي في معظم الليبازين الحمضيين. وفي الأطفال حديثي الولادة، تكون الليبازات الحمضية أكثر أهمية بكثير، حيث توفر ما يصل إلى 50% من إجمالي النشاط التحللي للدهون.
• كاتيبسين ف : هو عبارة عن بروتيناز سيستين .

البنكرياس هو غدة صماء وغدة خارجية، حيث تعمل على إنتاج هرمونات صماء يتم إطلاقها في الجهاز الدوري (مثل الأنسولين والجلوكاجون )، للتحكم في عملية التمثيل الغذائي للجلوكوز، وكذلك إفراز العصارة البنكرياسية الهضمية / الخارجية، والتي يتم إفرازها في النهاية عبر القناة البنكرياسية إلى الاثني عشر. الوظيفة الهضمية أو الخارجية للبنكرياس مهمة للحفاظ على الصحة مثل وظيفته الغدد الصماء.

تتكون إنزيمات الجهاز الهضمي من اثنتين من مجموعات الخلايا الموجودة في أنسجة البنكرياس:

• الخلايا القنوية : مسؤولة بشكل رئيسي عن إنتاج البيكربونات (HCO3 ₎ ، والتي تعمل على تحييد حموضة عصارة المعدة التي تدخل الاثني عشر من خلال البواب. يتم تحفيز الخلايا القنوية للبنكرياس بواسطة هرمون سيكريتين لإنتاج إفرازاتها الغنية بالبيكربونات، في ما هو في الأساس آلية التغذية الراجعة الحيوية؛ يحفز الكيموس المعدي عالي الحموضة الذي يدخل الاثني عشر خلايا الاثني عشر المسماة "خلايا S" لإنتاج هرمون سيكريتين وإطلاقه في مجرى الدم. يدخل السيكريتين إلى الدم في النهاية ويتلامس مع الخلايا القنوية للبنكرياس، مما يحفزها على إنتاج عصارتها الغنية بالبيكربونات. يثبط السيكريتين أيضًا إنتاج الجاسترين بواسطة "خلايا G"، ويحفز أيضًا الخلايا الأسينية للبنكرياس لإنتاج إنزيم البنكرياس.
• الخلايا الأسينية : مسؤولة بشكل أساسي عن إنتاج إنزيمات البنكرياس غير النشطة ( الزيموجينات ) التي بمجرد وجودها في الأمعاء الدقيقة، تصبح نشطة وتؤدي وظائفها الهضمية الرئيسية عن طريق تكسير البروتينات والدهون والحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA/RNA). يتم تحفيز الخلايا الأسينية بواسطة الكوليسيستوكينين (CCK)، وهو هرمون/ناقل عصبي تنتجه الخلايا المعوية (الخلايا I) في الاثني عشر. يحفز الكوليسيستوكينين إنتاج الزيموجينات البنكرياسية.

يحتوي عصير البنكرياس ، المكون من إفرازات الخلايا القنوية والحويصلية، على الإنزيمات الهضمية التالية: ^[11]

• التربسينوجين ، وهو بروتيناز غير نشط (إنزيمي) يقوم بمجرد تنشيطه في الاثني عشر إلى التربسين بتكسير البروتينات إلى الأحماض الأمينية الأساسية. يتم تنشيط التربسينوجين عن طريق إنزيم إنتيروكيناز الاثني عشر إلى شكله النشط التربسين.
• كيموتربسينوجين ، وهو عبارة عن بروتياز غير نشط (زيموجيني)، بمجرد تنشيطه بواسطة إنتيروكيناز الاثني عشر، يتحول إلى كيموتربسين ويحلل البروتينات إلى أحماضها الأمينية العطرية . يمكن أيضًا تنشيط كيموتربسينوجين بواسطة التربسين.
• كاربوكسي ببتيداز ، وهو بروتياز يقوم بنزع مجموعة الأحماض الأمينية الطرفية من البروتين
• عدة إيلاستازات تعمل على تحلل بروتين الإيلاستين وبعض البروتينات الأخرى
• الليباز البنكرياسي الذي يحلل الدهون الثلاثية إلى حمضين دهنيين وجليسريد أحادي ^[12]
• استيراز الستيرول
• فوسفوليباز
• العديد من النوكليازات التي تعمل على تحلل الأحماض النووية، مثل DNAase و RNAase
• الأميليز البنكرياسي الذي يحلل النشا والجليكوجين وهما بوليمرات جلوكوز مرتبطة بألفا. يفتقر البشر إلى السيليلوز لهضم الكربوهيدرات السليلوزية وهي بوليمر جلوكوز مرتبط ببيتا.

بعض الإنزيمات السابقة لها نظائر صيدلانية ( إنزيمات البنكرياس ) يتم إعطاؤها للأشخاص الذين يعانون من قصور البنكرياس الخارجي .

ترجع وظيفة البنكرياس الإفرازية إلى حد ما إلى آليات التغذية الراجعة الحيوية التي تتحكم في إفراز العصارة. تعد آليات التغذية الراجعة الحيوية البنكرياسية المهمة التالية ضرورية للحفاظ على توازن/إنتاج عصارة البنكرياس: ^[13]

• السيكريتين ، وهو هرمون تنتجه خلايا "S" الاثني عشر استجابة لكيموس المعدة الذي يحتوي على تركيز عالٍ من ذرات الهيدروجين (حموضة عالية)، يتم إطلاقه في مجرى الدم؛ وعند العودة إلى الجهاز الهضمي، يعمل الإفراز على تقليل إفراغ المعدة، ويزيد من إفراز الخلايا القنوية البنكرياسية، بالإضافة إلى تحفيز الخلايا الأسينية البنكرياسية لإطلاق عصارتها الإنزيمية.
• الكوليسيستوكينين (CCK) هو ببتيد فريد من نوعه يفرزه "خلايا I" في الاثني عشر استجابةً للكيموس الذي يحتوي على نسبة عالية من الدهون أو البروتين. وعلى عكس السيكريتين، وهو هرمون صماء، يعمل الكوليسيستوكينين في الواقع عن طريق تحفيز الدائرة العصبية، والنتيجة النهائية لذلك هي تحفيز الخلايا الأسينية لإطلاق محتواها. كما يزيد الكوليسيستوكينين من تقلص المرارة، مما يؤدي إلى ضغط الصفراء في القناة الكيسية والقناة الصفراوية المشتركة وفي النهاية الاثني عشر. تساعد الصفراء بالطبع على امتصاص الدهون عن طريق استحلابها، مما يزيد من سطحها الامتصاصي. يتم تصنيع الصفراء بواسطة الكبد، ولكنها تُخزن في المرارة.
• يتم إنتاج الببتيد المثبط للمعدة (GIP) بواسطة خلايا الغشاء المخاطي للاثني عشر استجابةً للكيماء المحتوي على كميات عالية من الكربوهيدرات والبروتينات والأحماض الدهنية . الوظيفة الرئيسية للببتيد المثبط للمعدة هي تقليل إفراغ المعدة.
• السوماتوستاتين هو هرمون تنتجه الخلايا المخاطية في الاثني عشر وكذلك "خلايا دلتا" في البنكرياس. السوماتوستاتين له تأثير مثبط كبير، بما في ذلك إنتاج البنكرياس.

يتم إنتاج الإنزيمات/الهرمونات التالية في الاثني عشر :

• السيكريتين : هو هرمون صماء تنتجه الخلايا "S " الموجودة في الاثني عشر استجابة لحموضة العصارة المعدية.
• كوليسيستوكينين (CCK) هو ببتيد فريد من نوعه يفرزه "خلايا I" الاثني عشر استجابة لكيموس يحتوي على نسبة عالية من الدهون أو البروتين. وعلى عكس السيكريتين، وهو هرمون صماء، يعمل CCK في الواقع عن طريق تحفيز الدائرة العصبية، والنتيجة النهائية لذلك هي تحفيز الخلايا الأسينية لإطلاق محتواها. ^[14] كما يزيد CCK من تقلص المرارة، مما يتسبب في إطلاق الصفراء المخزنة مسبقًا في القناة الكيسية، وفي النهاية إلى القناة الصفراوية المشتركة ومن خلال أمبولة فاتر إلى الموضع التشريحي الثاني للاثني عشر. يقلل CCK أيضًا من نبرة العضلة العاصرة لأودي ، وهي العضلة العاصرة التي تنظم التدفق عبر أمبولة فاتر. يقلل CCK أيضًا من النشاط المعدي ويقلل من إفراغ المعدة، وبالتالي يمنح المزيد من الوقت لعصائر البنكرياس لتحييد حموضة الكيموس المعدي.
• ببتيد مثبط المعدة (GIP): هذا الببتيد يقلل من حركة المعدة ويتم إنتاجه بواسطة خلايا الغشاء المخاطي للاثني عشر.
• الموتيلين : تعمل هذه المادة على زيادة حركة الجهاز الهضمي عن طريق مستقبلات متخصصة تسمى "مستقبلات الموتيلين".
• السوماتوستاتين: يتم إنتاج هذا الهرمون بواسطة الغشاء المخاطي للاثني عشر وأيضًا بواسطة خلايا دلتا في البنكرياس. وظيفته الرئيسية هي تثبيط مجموعة متنوعة من آليات الإفراز.

توجد في بطانة الأمعاء الدقيقة العديد من إنزيمات الحافة الفرشاة التي تتمثل وظيفتها في تكسير الكيموس الذي يتم إطلاقه من المعدة إلى جزيئات قابلة للامتصاص. يتم امتصاص هذه الإنزيمات أثناء حدوث التمعج. تتضمن بعض هذه الإنزيمات ما يلي:

• أنواع مختلفة من الببتيدازات الخارجية والببتيدازات الداخلية بما في ذلك الببتيدازات الثنائية والأمينوببتيدازات التي تحول الببتونات والببتيدات المتعددة إلى أحماض أمينية. ^[15]
• المالتاز : يحول المالتوز إلى جلوكوز.
• اللاكتاز : إنزيم مهم يحول اللاكتوز إلى جلوكوز وجلاكتوز. تفتقر غالبية شعوب الشرق الأوسط وآسيا إلى هذا الإنزيم. كما يتناقص هذا الإنزيم مع تقدم العمر. وبالتالي فإن عدم تحمل اللاكتوز غالبًا ما يكون شكوى شائعة في البطن لدى شعوب الشرق الأوسط وآسيا وكبار السن، ويتجلى ذلك في الانتفاخ وآلام البطن والإسهال الأسموزي.
• السكراز : يحول السكروز إلى جلوكوز وفركتوز.
• ثنائيات السكاريداز الأخرى

في النباتات آكلة اللحوم، تقوم الإنزيمات الهضمية والأحماض بتفتيت الحشرات وفي بعض النباتات الحيوانات الصغيرة. في بعض النباتات، تنهار الورقة على الفريسة لزيادة التلامس، والبعض الآخر لديه وعاء صغير من السائل الهضمي . ثم يتم استخدام سوائل الهضم لهضم الفريسة للحصول على النترات والفوسفور اللازمين. عادة ما يكون امتصاص العناصر الغذائية اللازمة أكثر كفاءة من النباتات الأخرى. ظهرت الإنزيمات الهضمية بشكل مستقل في النباتات والحيوانات آكلة اللحوم. ^{[16] [17] [18]}

بعض النباتات آكلة اللحوم مثل نبات الهليامفورا لا تستخدم إنزيمات هضمية، بل تستخدم البكتيريا لتفتيت الطعام. هذه النباتات لا تحتوي على عصارات هضمية، لكنها تستخدم تعفن الفريسة. ^[19]

بعض النباتات آكلة اللحوم لها إنزيمات هضمية: ^[20]

• عملية التحلل المائي
• استريز انزيم هيدرولاز​
• إنزيم البروتياز
• إنزيم النوكلياز
• أنزيم الفوسفاتيز
• إنزيم الجلوكوزاز
• إنزيم البيروكسيديز
• اليوريا والمركبات العضوية
• إنزيم الكيتيناز

• ايربسين