ფერმენტები (ენზიმები)

იმისთვის, რომ ორგანიზმმა ცილები, ცხიმები და ნახშირწყლები აითვისოს, საჭიროა მათი დაშლა უმცირეს ნაწილებად — მონომერებად. ამ პროცესს უზრუნველყოფენ ფერმენტები.

ფერმენტები, ანუ ენზიმები, უმეტესად ცილოვანი ბუნების ბიოლოგიური კატალიზატორებია. ისინი აჩქარებენ ქიმიურ რეაქციებს, რომლებიც ნორმალურ პირობებში ძალიან ნელა მიმდინარეობდა. ფერმენტების გარეშე სიცოცხლისათვის აუცილებელი ბიოქიმიური პროცესები ვერ განხორციელდებოდა.

ფერმენტები რეაქციის დროს არ იხარჯებიან და ერთსა და იმავე რეაქციაში მრავალჯერ მონაწილეობენ. თითოეულ უჯრედში ასეულობით სხვადასხვა ფერმენტია, რომლებიც სპეციფიკურ პროცესებზეა პასუხისმგებელი.

➤ ფერმენტები და ენერგიის წარმოქმნა

უჯრედებში ენერგიის გამომუშავება ძირითადად მიტოქონდრიებში მიმდინარეობს, სადაც ფერმენტების დახმარებით ორგანული ნივთიერებები იშლება და წარმოიქმნება ATP — უნივერსალური ენერგეტიკული მოლეკულა. თუმცა ფერმენტები მხოლოდ მიტოქონდრიებში არ გვხვდება — ისინი ფუნქციონირებენ ციტოპლაზმაში და უჯრედის სხვა სტრუქტურებშიც.

➤ საჭმლის მონელება და ფერმენტები

მაგალითად, როცა ვღეჭავთ სახამებლის შემცველ საკვებს (ბრინჯი, პური), პირში შესაძლოა ტკბილი გემო გაჩნდეს. ეს ხდება ნერწყვში არსებული ფერმენტის — ამილაზას — მოქმედებით, რომელიც სახამებელს შლის უფრო მარტივ ნახშირწყლებად (მალტოზად და დექსტრინებად), რომლებსაც ტკბილი გემო აქვთ.

➤ ფერმენტის აგებულება

ფერმენტები იყოფა ორ ძირითად ჯგუფად:

• მარტივი ფერმენტები — შედგება მხოლოდ ცილისგან
• რთული ფერმენტები — შეიცავს:
  • ცილოვან ნაწილს — აპოფერმენტს
  • არაცილოვან ნაწილს — კოფერმენტს

კოფერმენტი აუცილებელია ფერმენტის აქტივობისთვის. ხშირად კოფერმენტები წარმოიქმნება ვიტამინებისგან.

ფერმენტი სუბსტრატთან ურთიერთქმედებს არა მთელი მოლეკულით, არამედ სპეციალური უბნით — აქტიური ცენტრით.

➤ ფერმენტების მოქმედების მექანიზმი

ფერმენტი უკავშირდება სუბსტრატს და წარმოქმნის ხანმოკლე ფერმენტ-სუბსტრატულ კომპლექსს. რეაქციის დასრულების შემდეგ კომპლექსი იშლება პროდუქტად და უცვლელ ფერმენტად.

ფერმენტები ხასიათდებიან მაღალი სპეციფიკურობით — თითოეული ფერმენტი მოქმედებს მხოლოდ იმ სუბსტრატზე, რომლის სტრუქტურაც მის აქტიურ ცენტრს შეესაბამება. ეს პრინციპი ხშირად აიხსნება „გასაღებისა და საკეტის“ მოდელით.

➤ ტემპერატურა და pH

ფერმენტების აქტივობა დამოკიდებულია გარემო პირობებზე:

• ტემპერატურა
  ოპტიმალური ტემპერატურის ფარგლებში აქტივობა იზრდება. მაღალი ტემპერატურა იწვევს ცილის დენატურაციას, ხოლო ძალიან დაბალი — ფერმენტის დროებით ინაქტივაციას (გაყინვისას).
• pH გარემო
  თითოეულ ფერმენტს აქვს ოპტიმალური pH:
  • პეპსინი — მუშაობს მჟავე გარემოში (კუჭი) და შლის ცილებს
  • ლიპაზა — ეფექტურია ტუტე გარემოში და შლის ცხიმებს

➤ ფერმენტების კლასიფიკაცია

ხშირად ფერმენტების სახელები სუბსტრატის მიხედვით იწოდება:

• ლაქტოზა → ლაქტაზა
• საქაროზა → საქარაზა
• ცილები → პროტეაზები

➤ ფერმენტების დეფიციტი

ფერმენტების უკმარისობისას საკვები ნივთიერებები სრულად ვერ იშლება, რაც იწვევს მონელების დარღვევას. მაგალითად, პეპსინის დეფიციტის დროს ცილები სრულად ვერ იშლება და ნაწლავში მოხვედრისას შესაძლოა გამოიწვიოს მიკრობიოტის დისბალანსი.

ასეთ შემთხვევებში შესაძლოა საჭირო გახდეს ფერმენტული პრეპარატების ან ფერმენტებით მდიდარი პროდუქტების გამოყენება. არსებობს როგორც ცხოველური, ისე მცენარეული წარმოშობის ფერმენტები — მათი ეფექტიანობა დამოკიდებულია პირობებსა და ინდივიდუალურ საჭიროებებზე.

📛 ავტორი: ირაკლი კენჭოშვილი / Tidanigym.ge

🚫 ნებართვის გარეშე კოპირება აკრძალულია.

✅ წყაროს მითითებით გაზიარება მისაღებია