آنزیم‌های گوارشی

مواد غذایی و ترکیبات پیچیده‌ای که توسط حیوانات و انسان خورده می‌شوند، باید قبل از جذب، به مواد سادهٔ محلول و قابل انتشار تبدیل شوند. در حفرهٔ دهان، غدد بزاقی مجموعه ای از آنزیم‌ها و موادی را ترشح می‌کنند که به هضم غذا و همچنین ضد عفونی کردن آن کمک می‌کنند که شامل موارد زیر هستند:

• لیپاز بزاقی: هضم لیپید ها و چربی‌ها را در دهان آغاز می‌کند.
• آمیلاز بزاقی: هضم کربوهیدرات‌ها نیز در دهان شروع می‌شود. آمیلاز که توسط غدد بزاقی تولید می‌شود، کربوهیدرات‌های پیچیده (عمدتاً نشاسته) را به زنجیره‌های کوچک‌تر و قندهای ساده می‌شکند. گاهی از آن با عنوان پتیالین نام برده می‌شود.
• لیزوزیم: ضد عفونی کننده محدود و غیر اختصاصی علیه عوامل بیماریزای موجود در غذاها

غدد بزاقی بر اساس نوع ترشحات دو دسته هستند:

• غدد سروزی: این غدد ترشحاتی غنی از آب، الکترولیت و آنزیم تولید می‌کنند. مانند غدد بناگوشی
• غدد مخلوط: این غدد شامل غدد زیر زبانی و غده تحت فکی هستند. ترشحات این دو غده، مخاطی، غلیظ تر و دارای گران‌روی بالاست.

آنزیم‌های معده نقش اصلی را در هضم غذا دارند. معده هم از نظر مکانیکی با مخلوط کردن و خرد کردن غذا و هم از نظر ترشحات آنزیمی به هضم غذا کمک می‌کند.

• پپسین آنزیم اصلی معده است و توسط سلول‌های معده به شکل غیرفعال پپسینوژن تولید می‌شود که یک مادهٔ زیموژن است. پپسینوژن سپس با تأثیر اسید معده به شکل فعال خود یعنی پپسین، فعال می‌شود. پپسین، پروتئین موجود در غذا را به ذرات کوچکتر یعنی قطعات پپتید تجزیه می‌کند؛ بنابراین هضم پروتئین‌ها برخلاف کربوهیدرات و لیپیدها، که هضم خود را در دهان آغاز می‌کنند از معده شروع می‌شود. (البته مقدار کمی از آنزیم کالیکرئین که پروتئین خاصی را کاتابولیزه می‌کند، در بزاق دهان یافت می‌شود).
• لیپاز معده: لیپاز معده اسیدی است و پی‌اچ بهینهٔ آن pH: 3–6 است. لیپاز معده، همراه با لیپاز لینگوال، دو لیپاز اسیدی هستند و این لیپازها برخلاف لیپازهای قلیایی (مانند لیپاز پانکراس) برای فعالیت بهینهٔ آنزیمی به اسید صفراوی یا کولیپاز احتیاج ندارند. لیپازهای اسیدی حدود ۳۰٪ از هیدرولیز چربی را در انسان‌های بالغ انجام می‌دهند. در نوزادان، لیپازهای اسیدی از اهمیت بیشتری برخوردار هستند و تا ۵۰٪ از فعالیت تجزیه چربی‌ها را بر عهده دارند.

هورمون‌ها و سایر ترکیبات ترشحی معده:

لوزالمعده، غده ای هم درون ریز و هم برون ریز است. هورمون‌های غدد درون ریز ترشح شده به دستگاه گردش خون مانند انسولین و گلوکاگون، کنترل متابولیسم گلوکز را انجام می‌دهند. ترشحات برون ریز لوزالمعده هم به دستگاه گوارش وارد می‌شوند.

• لوزالمعده مجموعه ای از ترکیبات مختلف را تحت عنوان شیرهٔ لوزالمعده تولید و ترشح می‌کند که حاوی آنزیم‌های گوارشی زیر است:
• تریپسینوژن: یک پروتئاز غیرفعال (زیموژنیک) است و پس از فعال شدن در دوازدهه به تریپسین، پروتئین‌های موجود در غذا را به اسیدهای آمینه تجزیه می‌کند. تریپسینوژن از طریق آنزیم دوازدهه (انتروکیناز) به شکل فعال آن یعنی تریپسین فعال می‌شود.
• کیموتریپسینوژن: که یک پروتئاز غیرفعال (زیموژنیک) است و پس از فعال شدن توسط انتروکیناز، به کیموتریپسین تبدیل شده و پروتئین‌ها را تجزیه می‌کند. کیموتریپسینوژن همچنین می‌تواند توسط تریپسین فعال شود.
• کربوکسی پپتیداز: یک پروتئاز است که اسید آمینه انتهایی را از یک پروتئین جدا می‌کند.
• چندین الاستاز که پروتئین الاستین و برخی پروتئین‌های دیگر را تجزیه می‌کنند.
• لیپاز لوزالمعده: که تری گلیسیرید را به دو اسید چرب و یک مونوگلیسیرید تجزیه می‌کند.
• استرول استراز
• فسفولیپاز
• چندین آنزیم نوکلئاز که تجزیهٔ اسیدهای نوکلئیک را انجام می‌دهند مانند DNAaseها و RNAaseها
• آمیلاز لوزالمعده: باعث تجزیه نشاسته و گلیکوژن به اجزای ساده‌تر می‌شود. انسان و بسیاری از جانوران دیگر فاقد آنزیم‌های تجزیه کنندهٔ سلولز هستند.

در رودهٔ باریک، عملکرد اصلی آنزیم‌ها هضم و تجزیهٔ هرچه بیشتر کیموس (مواد ورودی از معده) است. برخی از این آنزیم‌ها عبارتند از:

• اگزوپپتیدازها و اندوپپتیدازهای مختلف از جمله دی پپتیداز و آمینوپپتیدازها که پپتون‌ها و پلی پپتیدها را به اسیدهای آمینه تبدیل می‌کنند.
• مالتاز: مالتوز را به گلوکز تبدیل می‌کند.
• لاکتاز: آنزیمی که لاکتوز را به گلوکز و گالاکتوز تبدیل می‌کند. اکثر جمعیت خاورمیانه و آسیا فاقد این آنزیم هستند. ترشح این آنزیم نیز با افزایش سن کاهش می‌یابد.
• ساکاراز: ساکارز را به گلوکز و فروکتوز تبدیل می‌کند.
• سایر دی ساکاریدازها

در گیاهان گوشت‌خوار، آنزیم‌ها و اسیدهای گوارشی، حشرات یا حیوانات کوچک را تجزیه می‌کنند. در بعضی از این گیاهان برگ برای افزایش تماس روی طعمه فرو می‌آید، برخی از این گیاهان هم دارای یک ظرف کوچک مایع گوارشی هستند. این مایع برای هضم طعمه استفاده می‌شود تا به اجزاء کوچک‌تر تبدیل شده و در نهایت نیترات و فسفر مورد نیاز گیاه مهیا شود.

بعضی از گیاهان گوشتخوار مانند هلیامفورا از آنزیم‌های گوارشی استفاده نمی‌کنند، بلکه برای تجزیهٔ غذا از باکتری‌ها استفاده می‌کنند.

برخی از آنزیم‌های گوارشی در گیاهان گوشت‌خوار:

• فرایند آبکافت
• استراز یک آنزیم هیدرولاز
• پروتئازها
• نوکلئازها
• فسفاتازها
• گلوکانازها
• پراکسیدازها
• کیتینازها

• ارپسین