Protease:Enzymet som får proteiner og aminosyrer til å tikke

Kanskje gir vi ikke enzymer nok kreditt. De er nødvendige for bokstavelig talt hver eneste kjemiske handling som finner sted i kroppen vår - fra fordøyelse til immunfunksjon og blodstrøm. Vi er i stand til å se, tenke og puste på grunn av protease. Hva er proteaser? De er enzymer som tillater nedbryting av proteiner i kroppen.

På grunn av dette, proteolytiske enzymer er i forkant av biologisk forskning, og de har blitt et stort fokus for farmasøytisk industri. I følge en vitenskapelig oversikt publisert iBiochemical Journal , "selv om den dominerende bruken av proteaser har vært i behandling av hjerte- og karsykdommer, dukker de også opp som nyttige midler i behandlingen av sepsis, fordøyelsessykdommer, betennelser, cystisk fibrose, retinale lidelser, psoriasis og andre sykdommer." (1)

Men hva gjør protease egentlig, og hvorfor er proteaser så viktige for vår generelle helse? Dette er komplekse enzymer og forskere lærer fortsatt om deres rolle i menneskekroppen, men forhåpentligvis kan jeg hjelpe deg med å forstå betydningen deres.

Hva er protease?

Proteaser har blitt kalt biologiens versjon av sveitsiske hærkniver, i stand til å kutte lange sekvenser av proteiner i fragmenter. En protease er et enzym som bryter de lange, kjedelignende molekylene til proteiner slik at de kan fordøyes. Denne prosessen kalles proteolyse, og den gjør proteinmolekyler til kortere fragmenter, kalt peptider, og til slutt til deres komponenter, kalt aminosyrer. Vi trenger en jevn tilførsel av aminosyrer for riktig vekst og reparasjon. (2)

Proteiner starter som en tøff, kompleks, foldet struktur, og de kan bare brytes ned eller demonteres med proteaseenzymer. Prosessen med å fordøye proteiner starter i magen, hvor saltsyre folder ut proteinene og enzymet pepsin begynner å demontere dem. Bukspyttkjertelen frigjør proteaseenzymer (først og fremst trypsin), og i tarmen bryter de proteinkjeder fra hverandre i mindre biter. Deretter bryter enzymer på overflaten og innsiden av tarmcellene bitene ytterligere ned, så de blir til aminosyrer som er klare til bruk i hele kroppen.

Når disse proteaseenzymene ikke er tilstede i kroppen for å bryte ned proteinmolekyler, vil ikke tarmslimhinnen være i stand til å fordøye dem, noe som kan føre til alvorlige helseproblemer.

Proteaser produseres av bukspyttkjertelen, og de finnes også i noen frukter, bakterier og andre mikrober. Fordøyelseskanalen produserer tre forskjellige former for protease i fordøyelseskanalene våre:trypsinogen, chymotrypsinogen og procarboxypeptidase. Disse tre proteasene angriper forskjellige peptidbindinger for å tillate generering av aminosyrer, byggesteinene til protein.

Hva gjør protease? Alt! Disse enzymene tillater riktig funksjon av fordøyelses- og immunsystemet vårt, nyrer, lever, milt, bukspyttkjertel og blodomløp. Protease spiller en rolle i å regulere metabolsk funksjon, og det gjør at vitaminene og mineralene vi får i oss fungerer som de skal. Og på toppen av det er proteaser nødvendig for at hormoner skal fungere ordentlig og oppmuntre til muskelgjenoppretting og vevsheling.

Typer proteaser

Proteaseenzymer klassifiseres ofte basert på deres opprinnelse. Noen proteaser produseres i kroppen vår, noen kommer fra planter og andre har en mikrobiell opprinnelse. Ulike typer proteaser har forskjellige biologiske prosesser og mekanismer. (3)

Våre fordøyelsessystemer produserer naturlig tre typer proteaser:pepsin, trypsin og chymotrypsin. Her er en oversikt over disse tre typene proteaser:

Pepsin :Pepsin er en naturlig forekommende protease som finnes i tarmen. Det er viktig for å bryte ned og fordøye proteiner. Celler i magen begynner med å produsere et inaktivt enzym kalt pepsinogen, som endres til pepsin når det kommer inn i det sure miljøet i magen. Deretter arbeider pepsin for å bryte kjemiske bindinger i proteiner, og produserer mindre molekyler som kalles peptider. Dette er den første fasen av proteinfordøyelsen.

Trypsin :Trypsin er et proteaseenzym som produseres i bukspyttkjertelen i en inaktiv form kalt trypsinogen, som deretter blandes med galle og kommer inn i tynntarmen, hvor det omdannes til aktivt trypsin. Trypsin jobber sammen med pepsin og chymotrypsin for å bryte ned proteiner til peptider og aminosyrer.

Kymotrypsin :Chymotrypsin produseres også i bukspyttkjertelen og fungerer som en komponent av bukspyttkjerteljuice i tynntarmen for å bryte ned proteinmolekyler til peptider. Chymotrypsin aktiveres i nærvær av trypsin.

Proteaser finnes også i visse hele matvarer, og de er tilgjengelige i tilleggsform. To typer plantebaserte proteaseenzymer som finnes er:

Bromelain :Bromelain er en protease som finnes i stilken og saften til ananas. Bromelaintilskudd brukes vanligvis for fordøyelsessykdommer, raskere restitusjon etter operasjoner eller skader, allergisymptomer, bihulebetennelser og leddsmerter.

Papain :Papain er et proteaseenzym som finnes i lateksen til papaya , spesielt når den er umoden. Papain stimulerer fordøyelsen og forbedrer den generelle absorpsjonen av næringsstoffer, og det er derfor det ofte brukes i kosttilskudd for fordøyelsesenzymer.

Helsefordeler

1. Viktig for fordøyelsen

Enzymer spiller en stor rolle i fordøyelseshelsen vår, og riktig fordøyelse er avhengig av proteaseprosesser. De har den distinkte evnen til å bryte ned peptidbindinger og frigjøre aminosyrer. Proteaser er nødvendige for nedbryting av proteiner slik at de kan fordøyes, men de bryter også ned annet avfall, inkludert giftstoffer. Dette er viktig for fordøyelses- og immunfunksjonen fordi det forhindrer giftig overbelastning som kan gjøre oss syke.

Studier viser at proteolytiske enzymer, spesielt bromelain, kan bidra til å redusere alvorlighetsgraden av symptomer relatert til inflammatoriske tarmsykdommer og ulcerøs kolitt på grunn av deres anti-inflammatoriske egenskaper. (4)

2. Tillater absorpsjon av aminosyrer

Protease muliggjør absorpsjon av aminosyrer, som er avgjørende for å bygge og reparere vev. Et protein består av en spesifikk sekvens av aminosyrer, og når protease jobber med å bryte disse sekvensene fra hverandre, gjør dette at vi kan bruke aminosyrer til en rekke kroppsfunksjoner. Vi trenger en optimal balanse av aminosyrer for at kroppen skal opprettholde homeostase fordi de regulerer sentrale metabolske veier som er nødvendige for vekst, vedlikehold, immunitet og reproduksjon. (5)

3. Øker immunfunksjonen

Proteaseenzymer øker styrken til naturlige drepeceller og bryter ned patogene komplekser som kan redusere normal immunfunksjon. Studier tyder på at papain, trypsin og andre proteaser kan forhindre eller bryte opp eksisterende patogene immunkomplekser, og dermed forbedre lymfedrenasjen og forsterke immunsystemet .

Selv om patogene komplekser er en normal del av immunsystemet, når de oppstår i overkant, kan de forårsake visse helsemessige forhold, inkludert nyresykdommer, revmatologiske sykdommer og nervebetennelser. (6)

4. Forhindrer  Blodpropp og  Arteriosklerose 

Protease forbedrer kvaliteten på blodcellene våre. Disse enzymene er ansvarlige for dannelsen og oppløsningen av blodpropp. De har også antikoagulerende, antiinflammatoriske og antihypertensive effekter. (7)

Proteasetilskudd har blitt utviklet og brukt til å behandle trombotiske sykdommer siden 1970-tallet. Papain, proteasen som finnes i papaya, kan bidra til å forhindre fortykning av blodkar, en hjertesykdom som kalles arteriosklerose . Bromelain, proteasen som finnes i ananas, har antikoagulerende egenskaper og kan redusere risikoen for blodpropp som fører til farlige komplikasjoner som koronar hjertesykdom, lungeemboli og hjerneslag. (8)

5. Fremskynder vevsreparasjon

Proteaser har blitt brukt for å fremme vevsreparasjon siden antikken. Trypsin og chymotrypsin bidrar til å redusere betennelse og fremmer en raskere utvinning av akutt vevsskade, ifølge en vitenskapelig oversikt publisert i Advances in Therapy . Kombinasjonen av disse to enzymene brukes ofte i orale proteolytiske enzymtilskudd for å reparere traumatiske, kirurgiske og ortopediske skader. Sammen med deres antiinflammatoriske effekter fungerer proteaseenzymer også som anti-infeksiøse, antioksidanter, anti-blodpropp og anti-hevelsesmidler. (9)

6. Kan bidra til å forhindre tykktarmskreft

Forskning tyder på at proteaser som finnes i noen matvarer, som papaya, er i stand til å binde seg til kreftfremkallende toksiner i tykktarmen, og holde dem borte fra friske tykktarmsceller. Ifølge forskning publisert i World Journal of Gastroenterology , er proteaseenzymer involvert i nedbrytningen av kreftinvasjon og metastaser. Forskere indikerer at proteaser kan tjene som potensielle målmolekyler for terapeutiske midler i behandlingen av kolorektal kreft . (10)

Protease vs. Proteinase vs. Proteasom

Det er lett å bli forvirret over de mange begrepene som brukes når man diskuterer protease. Protease er den generelle betegnelsen for enzymer som bryter ned proteiner ved hydrolyse av peptidbindinger. Forskere innså at det faktisk er to forskjellige typer proteaseenzymer, selv om de vanligvis er gruppert sammen. En gruppe proteaseenzymer virker best på intakte proteiner, mens andre enzymer viser en preferanse for små peptider som substrater, ifølge forskning publisert i Biochemical Journal . (11)

Proteinase er en type protease som ser ut til å vise preferanse for intakte proteiner. Proteinase arbeider for å bryte fra hverandre de interne peptidbindingene til lange peptidkjeder. Det er viktig i normale fysiologiske funksjoner og brukes til farmasøytiske formål.

Proteasomer er også proteasekomplekser som er involvert i proteolyse ved å arbeide for å bryte ned proteiner i kroppen. Proteasomer er ansvarlige for nedbrytningen av intracellulære proteiner. (12)

Protease vs. Amylase vs. Lipase vs. Pepsin

Protease :Protease er det generelle begrepet som brukes for å beskrive ethvert enzym som bryter ned protein. Pepsin starter denne prosessen i magen, og trypsin og chymotrypsin produseres i bukspyttkjertelen og slippes ut i tynntarmen. Disse tre typene proteaser fungerer for å fullføre proteinfordøyelsen, og bryter ned protein til enkle aminosyrer som absorberes i sirkulasjonen din.

Amylase :Amylase er et fordøyelsesenzym som bryter ned stivelse til enkle sukkerarter slik at de kan brukes til energi. For det første frigjøres amylase av spyttkjertlene dine, slik at den kan starte fordøyelsesprosessen så snart du begynner å tygge maten. Dette utløser starten på en dominoeffekt som utgjør fordøyelsesprosessen. Men, i et nøtteskall, virker gastrisk amylase for å bryte ned delvis fordøyd mat til chyme, som utløser frigjøring av hormonet sekretin, slik at bukspyttkjertelen frigjør bukspyttkjertelenzymer som vil fullføre fordøyelsesprosessen.

Lipase :Lipase er et fordøyelsesenzym som splitter fett i kosten slik at tarmen kan absorbere det. Lipase frigjøres hovedsakelig av bukspyttkjertelen som bukspyttkjertellipase, men den finnes også i blodet, magesaft, tarmsaft og fettvev. Galle starter prosessen med fettfordøyelse ved å konvertere fett til små fettkuler. Så konverterer lipase disse kulene til fettsyrer og glyserol, en enkel forbindelse som finnes i alle lipider og brukes av cellene dine for energi. Fordi lipase er nødvendig for riktig fettfordøyelse, påvirker det så mange kroppsfunksjoner, inkludert næringsopptak, kolesterolregulering og metabolisme.

Pepsin :Pepsin er en type protease som produseres i magen. Som alle proteaser, bryter pepsin ned proteiner til peptider. Det er en av tre proteaser i det menneskelige fordøyelsessystemet – mens de to andre er trypsin og chymotrypsin. Pepsin er involvert i den første fasen av proteinfordøyelsen.

Tilskudd og dosering

FDA har godkjent en rekke proteasemedisiner som brukes som en del av behandlinger for slag, hemofili, akutt hjerteinfarkt, sepsis, traumatisk blødning, fordøyelsessykdommer og muskelspasmer. (13)

Det finnes noen få forskjellige typer reseptfrie proteasetilskudd på markedet i dag. Du kan finne bromelain- og papain-tilskudd på nettet eller i helsekostbutikker, og du kan også kjøpe trypsin, som vanligvis produseres fra bakterier, sopp eller svin (gris). Produkter som inneholder chymotrypsin er også tilgjengelige og produseres vanligvis fra storfe- eller svinekilder.

I henhold til informasjon rapportert i Mayo Clinic Proceedings , i en artikkel ment å informere klinikere om enzymtilskudd, er bruken og doseringen av proteaseenzymtilskudd som følger:(14)

• Bromelain :Opptil 400 milligram per dag for hevelse, brannskader, betennelse og allergisk rhinitt
• Papain :Opptil 1500 milligram per dag for betennelse, fordøyelse, herpes zoster-symptomer, kronisk diaré og faryngitt
• Trypsin :Opptil 50 milligram per dag (vanligvis kombinert med bromelain) for slitasjegikt og tilskudd av fordøyelsesenzymer
• Kymotrypsin :Opptil 100 000 enheter fire ganger daglig for å redusere betennelse og ødem forbundet med sår, kirurgi, abscesser eller traumatisk skade

Proteaser tas også ofte i kombinasjon med to andre vitale enzymer:amylase, som bryter ned karbohydrater, og lipase, som bryter ned fett. Når alle disse tre fordøyelsesenzymene fungerer som den skal i kroppen din, vil fordøyelsessystemet fungere optimalt. For personer med fordøyelsessykdommer, aldersrelatert enzymsvikt, for lite magesyre (kalt hypoklorhydri), leversykdom og næringsmangel, kan det være nyttig å ta et fordøyelsesenzymtilskudd.

Hemmere og mangel

Hva er en proteasehemmer? Det er et antiviralt medikament som ofte brukes til å behandle pasienter med HIV/AIDS oghepatitt C . Proteasehemmere forhindrer viral replikasjon ved å blokkere protease slik at ny HIV ikke blir et modent virus som kan infisere andre celler (spesifikt kalt CD4-celler). I utgangspunktet er disse stoffene ment å redusere mengden av HIV i kroppen for å bremse utviklingen av viruset.

For å replikere seg selv, bruker HIV-viruset immunceller i kroppen, kalt CD4-celler, så det vil spre seg. Proteaseenzymer tillater denne replikasjonen, men HIV-proteasehemmere blokkerer enzymene fra å la viruset formere seg. (15)

Disse typene medikamenter har velkjente bivirkninger og interagerer med andre medisiner, så hvis du lever med HIV eller hepatitt C, vil du rådføre deg med helsepersonell før du legger til proteasehemmere i behandlingsplanen din.

For personer som ikke er infisert med HIV eller hepatitt C, vil de sørge for at de produserer nok protease. Når kroppen din fungerer som den skal, vil den produsere nok protease til å bryte ned proteinet i kroppen din. Når kroppen ikke produserer nok protease, kan det imidlertid føre til tilstander som påvirker metabolske, fordøyelses-, kardiovaskulære og immunsystem.

Hva er tegnene på proteasemangel? Noen som ikke inntar eller produserer nok proteaseenzymer kan oppleve følgende symptomer på mangel:(16)

• overflødig gass
• kramper
• halsbrann
• fordøyelsesbesvær
• ubehag i magen
• diaré
• forstoppelse
• leddstivhet
• tretthet
• for tidlige hudrynker
• grått hår

Mat

Du kommer til å finne proteaseenzymer i noen frukter, grønnsaker og fermentert mat, og du kommer ikke til å finne dem i bearbeidet, stekt, bakt, kokt eller til og med hermetikk. Matlaging eller bearbeiding av mat, til og med frukt og grønnsaker, dreper enzymene. Så du vil fokusere på å spise frisk frukt, rå grønnsaker og fermentert mat som surkål, kefir, yoghurt og miso. Andre enzymrike matvarer inkluderer spirede nøtter og frø og ukokte eller litt kokte kornprodukter, som hvetekim .

De beste proteasematene du bør legge til kostholdet ditt for å forbedre fordøyelsen, immunfunksjonen og kardiovaskulær helse (bare for å nevne noen fordeler), inkluderer:

1. Ananas
2. Payaya
3. Ingefær
4. Kiwi
5. Yoghurt
6. Ost
7. Kefir
8. Miso-suppe
9. Surkål
10. Tempeh

For å øke protease- og andre enzymnivåer er nøkkelen å øke inntaket av rå og gjæret mat . Du vil også tygge maten grundig. Når maten din blandes med spytt og brytes ned i munnen, starter dette fordøyelsesprosessen. Jo mer du tygger, jo mindre arbeid må gjøres i magen og tynntarmen.

Historikk

• Den første rapporten om proteaser ble publisert i Journal of Biological Chemistry i 1905. Siden den gang er det skrevet mer enn 350 000 vitenskapelige artikler om disse enzymene.
• Mer enn 2 prosent av genene våre koder for proteaser.
• De vanligste proteasegenene som finnes hos mennesker er metalloproteaser, etterfulgt av serin-, cystein-, treonin- og aspartylgenene. (17)
• Det første FDA-godkjente proteasemedikamentet var u-PA (urokinase), som ble godkjent for klinisk bruk i 1978 og fortsatt brukes i dag for sin evne til å løse opp blodpropp i blodkar og intravenøse katetre.
• Protease står for omtrent 60 prosent av det totale enzymmarkedet i verden, noe som gjør det til det viktigste industrielle enzymet av interesse i dag. (18)

Risikoer og bivirkninger

Bivirkningene av proteasetilskudd varierer avhengig av hvilken type protease du bruker, men generelt kan de inkludere gastrointestinale problemer som kramper og diaré , allergiske reaksjoner og svie når proteaseenzymer påføres lokalt.

Hvis du tar proteaser, vær oppmerksom på at de kan forstyrre blodpropp og blodfortynnende legemidler. Hvis du tar denne typen medisiner, rådfør deg med helsepersonell før du bruker et nytt kosttilskudd.

Siste tanker

• Proteasenes funksjon er nødvendig for alle levende organismer.
• Proteasenzymer tillater proteolyse, prosessen som bryter de lange, kjedelignende molekylene til proteiner slik at de kan fordøyes.
• Proteaser produseres av bukspyttkjertelen, og de finnes også i noen frukter, bakterier og andre mikrober. Tre forskjellige typer proteaser inkluderer pepsin, trypsin og chymotrypsin.
• Bromelain er typen protease som finnes i ananasstengler, og papain finnes i lateksen til papaya. Proteaser kan også finnes i fermentert mat, som miso, surkål og tempeh.
• De største proteasefordelene inkluderer evnen til å tillate fordøyelse av proteiner og absorpsjon av aminosyrer, øke immunfunksjonen, fremme kardiovaskulær helse, akselerere reparasjon av vev og muligens forhindre tykktarmskreft.

Les neste: Proteolytiske enzymer reduserer betennelse og øker immuniteten