Enzyme và cơ chế hoạt động thần kỳ trong cơ thể

Enzyme tham gia vào tất cả các hoạt động thiết yếu để duy trì sự sống như tổng hợp, phân giải, vận chuyển chất, đào thải độc, cung cấp năng lượng….

Cơ thể người có thể tạo ra hai loại enzyme chính là loại enzyme tiêu hóa và enzyme chuyển hóa. Các loại enzyme tiêu hóa hóa được tiết ra trong tuyến nước bọt, dạ dày, tuyến tụy và ruột non giúp cơ thể tiêu hóa thực phẩm. Trong khi đó, các loại enzyme chuyển hóa lại được sản sinh trong các tế bào, giúp cơ thể tổng hợp năng lượng và sử dụng năng lượng. Những năng lượng này có vai trò đặc biệt quan trọng, là yếu tố giúp con người có khả năng hít thở, suy nghĩ, di chuyển…

2. CẤU TRÚC CỦA ENZYME

Đa số enzyme có dạng hình cầu (dạng hạt), khối lượng phân tử lớn có thể thay đổi rất rộng từ 12.000 dalton đến 1.000.000 dalton hoặc lớn hơn.

Enzyme tan trong nước và khi tan sẽ tạo ra thành dung dịch keo. Enzyme cũng tan trong dung dịch muối loãng, glycerin và các dung môi hữu cơ có cực khác. Enzyme không bền vầ rất dễ bị biến tính dưới tác dụng của nhiệt độ cao. Khi bị biến tính, enzyme sẽ mất khả năng xúc tác.

Enzyme được chia thành 2 phần: phần protein (còn được gọi là apoenzyme) và phần không phải protein (còn được gọi là coenzyme), trong đó coenzyme trực tiếp tham gia phản ứng xúc tác, giữ vai trò quyết định kiểu phản ứng và enzyme xúc tác và làm tăng độ bền của apoenzyme đối với các yếu tố gây biến tính.

Apoenzyme có tác dụng nâng cao hoạt tính xúc tác của coenzyme và quyết định tính đặc hiệu của enzyme.

3. TÍNH CHẤT CỦA ENZYME

- Enzyme có bản chất là protein nên có tất cả thuộc tính lý hóa của protein. Đa số enzyme có dạng hình cầu và không đi qua màng bán thấm do có kích thước lớn.

- Tan trong nước và các dung môi hữu cơ phân cực khác, không tan trong ete và các dung môi không phân cực.

- Không bền dưới tác dụng của nhiệt độ, nhiệt độ cao thì enzyme bị biến tính. Môi trường axít hay bazơ cũng làm enzyme mất khả năng hoạt động.

- Enzyme có tính lưỡng tính: tùy độ pH của môi trường mà tồn tại ở các dạng: cation, anion hay trung hòa điện.

- Enzyme chia làm hai nhóm: enzyme một cấu tử (chỉ chứa protein) và enzyme hai cấu tử (trong phân tử còn có nhóm không phải protein). Trong phân tử enzyme hai cấu tử có hai phần là apoenzym và coenzym.

4. CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG THẦN KỲ CỦA ENZYME TRONG CƠ THỂ

Ngày nay, enzyme đang được biết tới như là chìa khóa quan trọng để bảo vệ sức khỏe. Các enzyme cần thiết cho việc duy trì sự sống hàng ngày được hình thành ngay trong tế bào của cơ thể sống. Các nhà khoa học đã và đang tiến hành rất nhiều nghiên cứu để tìm hiểu về Enzyme nhưng vẫn còn nhiều điều chưa thể giải đáp. Chỉ biết rằng, bản thân sinh vật luôn tự sản sinh ra rất nhiều enzyme để đáp ứng nhu cầu của cơ thể, nhưng đến nay người ta vẫn chưa giải thích được cơ chế hình thành enzyme trong các tế bào.

Cơ thể con người chúng ta có hơn 5.000 loại enzyme, chúng mang đến 25.000 tác dụng khác nhau. Mọi hoạt động trong cơ thể như tiêu hóa, hấp thụ, thậm chí ngay các cử động chân tay hay suy nghĩ cũng đều được điều khiển bởi enzyme.

Về cơ bản, cơ chế hoạt động của Enzyme trong cơ thể được thể hiện qua công thức sau:

E + S → ES → P + E

Trong công thức này: E là Enzyme – Đóng vai trò là chất xúc tác; S là cơ chất (Substrate) – Các hoạt chất chịu tác động của Enzyme, ES là phức hợp Enzyme - Cơ chất, P là sản phẩm (Product).

Theo công thức trên, cơ chế hoạt động (xúc tác) của enzyme trải qua 3 giai đoạn:

- Giai đoạn thứ nhất: Enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu tạo thành phức hợp Enzyme - Cơ chất (ES) không bền nhờ hình thành nhiều liên kết đặc biệt là liên kết hydrogen. Sự liên kết này làm thay đổi cấu hình không gian của cơ chất làm thay đổi động năng cũng như thế năng, kết quả là làm cho phân tử cơ chất trở nên linh hoạt hơn, nhờ đó tham gia phản ứng dễ dàng.

- Giai đoạn thứ hai: Xảy ra sự biến đổi cơ chất dẫn tới sự kéo căng và phá vỡ các liên kết đồng hóa trị tham gia phản ứng.

- Giai đoạn thứ ba: Enzyme xúc tác lên cơ chất tạo thành sản phẩm, còn enzyme được giải phóng ra dưới dạng tự do.

5. CÓ MẤY LOẠI ENZYME TRONG HỆ TIÊU HÓA 

Hệ tiêu hóa hoạt động được là nhờ sự phối hợp của nhiều cơ quan khác nhau. Các cơ quan này lấy thức ăn và nước uống rồi phân giải thành các chất đơn giản, ví dụ như protein, tinh bột, chất béo và các vitamin, sau đó được được chuyển qua ruột non và đi vào máu và đi nuôi cơ thể. Cả quá trình phân giải này đều cần sự góp mặt của enzyme.

Có 3 loại enzyme tham gia vào quá trình này.

5.1. Enzyme chuyển hóa

Là những enzyme đóng vai trò chủ yếu trong việc sản sinh ra các tế bào mới và sửa chữa, bảo trì các tế bào, các mô và các cơ quan đã bị hư hại. Tuyến tuỵ là cơ quan chính sản xuất và tiết ra các enzyme chuyển hoá trong cơ thể.

Một trong những chức năng quan trọng nhất của các enzyme chuyển hoá diễn ra trong máu, đó là xử lý các chất dinh dưỡng được cung cấp bởi thức ăn, và phân phối đến mọi bộ phận của cơ thể.

Như vậy, enzyme chuyển hoá có 3 nhiệm vụ chính gồm:

- Loại bỏ độc tố ra khỏi cơ thể

- Hỗ trợ sản xuất năng lượng

- Giúp các tế bào, mô cơ quan thực hiện chức năng của chúng một cách chính xác.

5.2. Enzyme tiêu hóa

Là loại enzyme được tiết ra trong tuyến nước bọt, dạ dày, tuyến tụy và ruột non, làm nhiệm vụ tiêu hoá những thực phẩm được đưa vào cơ thể, bởi vậy chúng giữ vai trò rất quan trọng đối với sức khoẻ của hệ tiêu hoá.

Nhiều người không có được sự cân bằng của các enzyme tiêu hoá trong cơ thể, dẫn đến nhiều vấn đề liên quan đến tiêu hoá như trào ngược axit, ợ hơi hoặc cảm giác đau dạ dày sau bữa ăn.

Có loại 3 enzyme được coi là các enzyme tiêu hoá chính và quan trọng nhất cho sức khỏe, đó là:

- Protease: enzyme tiêu hóa protein, đồng thời phá bỏ các mảnh vỡ từ các tế bào ký sinh trùng, nấm, vi khuẩn, virus và màng protein của tế bào ung thư.

- Amylase: enzyme tiêu hóa carbonhydrate. Amylase chủ yếu có trong dịch tụy và nước bọt.

- Lipase: enzyme tiêu hóa chất béo và các vitamin tan trong chất béo. Nó cũng được sử dụng để tiêu hóa omega-3 và omega-6.

5.3. Enzyme thực phẩm

Còn được gọi là enzyme hữu cơ, là những enzyme có trong thực phẩm tươi sống được đưa vào cơ thể qua thức ăn, giúp enzyme tiêu hóa phá vỡ thức ăn.

Enzyme thực phẩm thường cần sự kết hợp của các vitamin và khoáng chất và trở thành các coenzyme để đảm bảo cho hoạt động đúng chức năng của chúng.

Cơ thể người theo thời gian dần dần mất khả năng tự sản xuất enzyme, lượng enzyme có sẵn trong cơ thể sụt giảm theo chu kỳ 10 năm và việc hấp thu các enzyme thực phẩm cũng khó khăn hơn.

6. ENZYME CÓ VAI TRÒ GÌ?

6.1. Vai trò của enzyme trong quá trình chuyển hóa vật chất

- Enzyme xúc tác phản ứng sinh hóa trong tế bào. Enzyme trong cơ thể càng nhiều thì các quá trình chuyển hóa diễn ra với tốc độ càng nhanh.

- Tế bào tự điều hòa quá trình chuyển hóa vật chất thông qua điều khiển hoạt tính của enzyme bằng các chất hoạt hóa hay ức chế.

- Ức chế ngược là kiểu điều hòa trong đó sản phẩm của con đường chuyển hóa quay lại tác động như một chất ức chế làm bất hoạt enzyme xúc tác cho phản ứng ở đầu con đường chuyển hóa.

6.2. Thiếu hụt enzyme có nguy hiểm không?

- Mọi hoạt động trong cơ thể chúng ta đều có sự tham gia của enzyme. Do đó, sự thiếu hụt enzyme sẽ khiến chúng ta gặp nhiều vấn đề về sức khỏe.

- Sự thiếu hụt các loại enzyme tiêu hóa sẽ làm giảm hoặc vô hiệu hóa sự phân giải thực phẩm thành những loại đường đơn, các axít amino và các axít béo vốn có nhiệm vụ tạo năng lượng cho cơ thể, do đó nó gây ra sự mệt mỏi, thiếu sức sống.

- Các nhà khoa học Hà Lan đã công bố một bản nghiên cứu được đăng trên chuyên san Medical Hypotheses từ năm 2000, theo đó, sự thiếu hụt enzyme sẽ gây ra các triệu chứng mệt mỏi kinh niên và đề nghị những bệnh nhân bị mắc chứng mệt mỏi kinh niên cần được xét nghiệm, chẩn đoán xem họ có bị thiếu hụt enzyme hay không.

- Ngoài mệt mỏi kinh niên, sự thiếu hụt enzyme còn dẫn đến những hệ lụy khác cho sức khỏe, chẳng hạn như trào ngược dạ dày thực quản, khó tiêu, đầy hơi, táo bón, nhức đầu, các rối loạn về ruột, xơ vữa động mạch, cholesterol cao, yếu cơ và nguy hiểm nhất là sự suy giảm chức năng hoạt động của các cơ quan trong cơ thể.

7. ĐIỀU KIỆN ĐỂ ENZYME HOẠT ĐỘNG HIỆU QUẢ NHẤT

- Enzyme cần có một cơ chất thích hợp để phát huy tối đa hiệu quả của mình. Enzyme cần môi trường có độ axit hay kiềm thích hợp, trong trường hợp enzyme tiết ra trong dạ dày thì môi trường cần có điều kiện pH thấp, và ngược lại, enzyme tiết ra ở ruột non thì môi trường cần có điều kiện pH cao hơn.

- Enzyme được tiết ra ở động vật được gọi là enzyme nội sinh, nhưng khi được bổ sung vào thức ăn thì được gọi là enzyme ngoại sinh, giúp cải thiện quá trình tiêu hóa một cách tự nhiên. Một số enzyme khác thường được cung cấp cho quá trình tiêu hóa của cơ chất mà không được tiêu hóa bởi động vật.

- Các enzyme ngoại sinh cũng là các protein tự nhiên, được sản sinh bằng cách kiểm soát quá trình lên men vi sinh vật. Enzyme ngoại sinh cũng cần một loại cơ chất và môi trường có điều kiện pH thích hợp để phát huy hết tác dụng. Chúng có tác dụng ổn định khi được bảo quản, ổn định trong thức ăn, an toàn cho cả người và vật nuôi.

8. LÀM SAO ĐỂ KHÔNG TIÊU TỐN ENZYME?

Giáo sư, bác sĩ Hiromi Shinya (Giáo sư chuyên ngành phẫu thuật Đại học Y Albert Einstein, Trưởng khoa nội soi Bệnh viện Beth Israel) – Tác giả bộ sách nổi tiếng - Nhân tố Enzyme cũng có quan điểm gần giống như trên. Ông gọi các enzyme được hình thành trong cơ thể là các “Enzyme diệu kỳ”. Enzyme diệu kỳ nghĩa là các enzyme nguyên mẫu được sinh ra trong cơ thể, nó có khả năng trở thành bất cứ loại enzyme nào trước khi chuyển hóa thành một loại enzyme thực hiện chức năng chuyên biệt. Giáo sư Hiromi Shinya khẳng định rằng, nếu muốn sống lâu và sống khỏe mạnh thì cách tốt nhất là không tiêu tốn các “Enzyme diệu kỳ”.

Trong cuốn sách Nhân tố Enzyme – Phương thức sống lành mạnh, Giáo sư Hiromi Shinya đã hướng dẫn độc giả cách “tiết kiệm” các enzyme diệu kỳ.Phương pháp ông đưa ra chính là chế độ ăn uống lành mạnh. Ông chỉ ra rằng, ngoài hơn 5.000 enzyme có trong cơ thể, con người chúng ta có thể bổ sung enzyme cho cơ thể thông qua các thực phẩm.

Giáo sư khuyên chúng ta nên lựa chọn một khẩu phần ăn như sau: 85-90% là thực vật (50% là ngũ cốc như gạo, đậu nguyên hạt; 30% là rau xanh và củ; 5-10% là trái cây và hạt), 10-15% là protein động vật (cá, trứng, sữa đậu nành, một lượng giới hạn thịt gia súc và gia cầm). Nên bổ sung thêm các loại trà thảo mộc, tảo biển, men bia, phấn và sáp ong, vitamin và khoáng chất bổ sung. Ông nhấn mạnh, cần sử dụng các thực phẩm tươi sống và mới nhất bởi đó là trạng thái thực phẩm chứa nhiều enzyme nhất.

Theo luận điểm được Giáo sư Hiromi Shinya đưa ra trong cuốn Nhân Tố Enzyme – Thực hành, khi một bộ phận nhất định trong cơ thể tiêu hao một lượng lớn các enzyme chuyên biệt thì tại các bộ phận khác trong cơ thể lại xuất hiện tình trạng thiếu enzyme. Giáo sư Hiromi Shinya cũng chỉ ra cho chúng ta thấy rằng, trong cơ thể, hoạt động tiêu tốn enzyme nhiều nhất chính là quá trình “giải độc”. Chính vì thế, người nào giải độc càng nhiều thì lại càng tiêu tốn nhiều enzyme. Kết quả là cơ thể sẽ thiếu hụt enzyme để duy trì sức khỏe và dễ mắc bệnh hơn.

Cơ quan thực hiện chức năng giải độc trong cơ thể chính là gan. Khi gan hoạt động hết công suất sẽ cần đến rất nhiều enzyme, khi đó, cơ thể tự động lấy enzyme từ các bộ phận khác để thực hiện chức năng giải độc. Lượng độc tố quá nhiều có thể khiến gan “mệt mỏi” và bị tổn thương. Đó cũng chính là một trong những lý do khiến chúng ta hiểu tại sao nếu gan bị tổn thương hoặc phải làm việc hết công suất thì khiến cơ thể chúng ta cảm thấy mệt mỏi, thiếu sức sống.

Chính thói quen ăn uống hiện đại như nấu quá kỹ, thường xuyên sử dụng các loại thực phẩm chiên rán, đồ ăn nhanh, các thực phẩm có chứa thuốc bảo vệ thực vật, thuốc bảo quản hay thói quen uống rượu bia, thuốc lá, môi trường sống độc hại, căng thẳng…. chính là các yếu tố khiến gan phải làm việc liên tục và hết công suất để giải độc và đương nhiên sẽ tiêu tốn một lượng enzyme lớn của cơ thể.

Như vậy, có thể nói một cách dễ hiểu rằng, để sống lâu, sống khỏe mạnh chúng ta cần sử dụng “tiết kiệm” các “enzyme diệu kỳ” hay còn gọi là enzyme dự trữ của cơ thể. Để có thể “tiết kiệm” các enzyme dự trữ cần thường xuyên bổ sung các thực phẩm giàu enzyme, hạn chế các thực phẩm chứa các chất độc hại để hạn chế quá trình giải độc. Bên cạnh đó có thể sử dụng các sản phẩm có chứa các enzyme tiêu hóa để hỗ trợ quá trình phân giải và hấp thu, giải độc, giảm bớt gánh nặng cho gan.