что такое амилаза в биологии
Амилаза
Амила́за (англ. Amylase ) — фермент, гликозил-гидролаза, расщепляющий крахмал до олигосахаридов, относится к ферментам пищеварения. В истории амилаза стала первым открытым ферментом, когда французский химик Ансельм Пайя описал в 1833 году диастазу, фермент, расщепляющий крахмал до мальтозы. Согласно другим данным, амилазу в 1814 году открыл академик петербургской Академии наук К. Г. С. Кирхгоф. Именно амилаза приводит к появлению сладковатого вкуса при длительном пережёвывании крахмалосодержащих продуктов (например, из риса или картофеля), но без добавления сахара. Амилаза присутствует в слюне (птиалин), где начинает процесс пищеварения. Существует три типа амилаз, обозначаемых альфа, бета и гамма. Расщепляет α-1,4-гликозидную связь.
Содержание
Классификация
По субстратной специфичности амилазы классифицируют на альфа-, бета- и гамма-амилазу.
α-Амилаза
α-Амилаза (КФ 3.2.1.1; 1,4-α-D-глюкан-глюканогидролаза; гликогеназа) является кальций-зависимым ферментом. К этому типу относятся амилаза слюнных желез и амилаза поджелудочной железы. Она способна гидролизовать полисахаридную цепь крахмала и других длинноцепочечных углеводов в любом месте. Таким образом, процесс гидролиза ускоряется и приводит к образованию олигосахаридов различной длины. У животных α-амилаза является основным пищеварительным ферментом. Активность α-амилазы оптимальна при нейтральной pH 6,7-7,0. Фермент обнаружен также у растений (например, в овсе), в грибах (в аскомицетах и базидиомицетах) и бактериях (Bacillus).
β-Амилаза
β-Амилаза (КФ 3.2.1.2; 1,4-α-D-глюкан-мальтогидролаза) присутствует у бактерий, грибов и растений, но отсутствует у животных. Она отщепляет вторую с конца α-1,4-гликозидную связь, образуя, таким образом, дисахарид мальтозу. При созревании фруктов β-амилаза расщепляет плодовый крахмал на сахара́, что приводит к сладкому вкусу зрелых плодов. В семенах β-амилаза активна на стадии, предшествующей прорастанию, тогда как α-амилаза важна при непосредственно прорастании семени.
β-Амилаза пшеницы является ключевым компонентом при образовании солода. Бактериальная β-амилаза участвует в разложении внеклеточного крахмала.
γ-Амилаза
γ-Амилаза (КФ 3.2.1.3; глюкан-1,4-α-глюкозидаза; амилоглюкозидаза; экзо-1,4-α-глюкозадаза; глюкоамилаза; лизосомальная α-глюкозидаза; 1,4-α-D-гликан-глюкогидролаза) отщепляет последнюю α-1,4-гликозидную связь, приводя к образованию глюкозы. Кроме этого, γ-амилаза способна гидролизовать α-1,6-гликозидную связь. В отличие от других амилаз γ-амилаза наиболее активна в кислых условиях при pH 3.
Применение
При приготовлении дрожжевого теста дрожжи разлагают крахмал с помощью амилазы до ди- и трисахаридов, которые потом используются в жизнедеятельности, образуя в результате спирт, углекислый газ (CO2) и другие метаболиты, которые придают хлебу специфический вкус и «поднимают» тесто. Однако это длительный процесс, поэтому в современных технологиях амилаза используется как одно из важных составляющих специальной добавки, ускоряющий процесс брожения. Бактериальная амилаза используется в стиральных порошках для разложения крахмала, присутствующего в белье.
В пищевой промышленности зарегистрирована в качестве пищевой добавки E1100 как улучшитель муки и хлеба.
Ссылки
Амилаза в крови: норма, причины повышенной амилазы
Амилаза — пищеварительный фермент, имеющий немаловажное значение для полноценной жизнедеятельности. Изменение уровня этого вещества нередко указывает на серьезные нарушения, требующие обязательного медицинского вмешательства. Если амилаза сильно повышена, пациент нуждается в тщательном обследовании и прохождении лечебного курса под контролем врача.
Функции амилазы в организме
Амилаза была открыта в XIX столетии. Этот пищеварительный фермент участвует в процессе расщепления углеводов, которые становятся в дальнейшем одним из основных источников энергии для живого организма. Амилаза входит в состав панкреатического сока, наполненного всеми соединениями, необходимыми для переработки органических составляющих пищевой массы.
Синтез фермента осуществляется несколькими органами:
Выработка амилазы начинается после употребления крахмалистой пищи. В число таких продуктов входят картофель, рис, выпечка и другие виды питания. Произведенный организмом фермент поступает в полость рта и просвет 12-перстной кишки, где активно участвует в процессе переваривания.
Амилаза обнаруживается не только в крови, но и в моче. Небольшое количество фермента свидетельствует о беспроблемной работе органов и систем. Превышение допустимого показателя чревато развитием различных патологий (панкреатита, сахарного диабета).
Существуют нормальные показатели уровня амилазы для разных жизненных периодов:
Новорожденные (до 30 дней)
Более 18 лет (взрослые)
Стандартная концентрация амилазы является одинаковой для мужчин и женщин. Умеренное повышение ее уровня не становится поводом для особого беспокойства. О наличии проблем свидетельствует возрастание амилазы в несколько раз.
Причины роста амилазы
Подъем уровня фермента у представителей обоих полов характерен для разнообразных нарушений:
Другие факторы, приводящие к подъему амилазы — непроходимость кишечника, острый аппендицит, послеоперационные осложнения, травмы брюшины, отравления. Спровоцировать такое явление способны некоторые лекарственные средства.
У женщин амилаза может повышаться при внематочной беременности, в результате приема оральных гормональных контрацептивов. Нередко норма нарушается после абортов, на фоне раковых заболеваний репродуктивных органов. В детском возрасте рост концентрации фермента вызывают желудочно-кишечные заболевания, наследственные патологии, связанные с некорректной выработкой пищеварительных ферментов.
Также существуют причины высокой амилазы, которые не рассматриваются в качестве патологических. К ним относят подверженность стрессам, нестабильный эмоциональный фон, алкогольную зависимость, несбалансированный рацион, в котором преобладают жирные, соленые, копченые, консервированные продукты.
Превышение допустимой концентрации амилазы сопровождается характерной симптоматикой:
В некоторых случаях возросший уровень амилазы не приводит к развитию неприятных симптомов или же они остаются слабовыраженными. Несмотря на это, пациент с подобным нарушением обязательно нуждается в качественной диагностике и врачебной консультации.
Диагностика и лечение
При подозрении на высокую концентрацию амилазы необходимо, в первую очередь, обратиться к терапевту или гастроэнтерологу. Специалист ознакомится с имеющимися жалобами, проведет визуальный и физикальный осмотр посетителя. Чтобы точно определить содержание фермента в организме, выполняется биохимический анализ крови. При обнаруженном нарушении пациенту часто назначается комплексное обследование, включающее:
Дополнительно могут потребоваться консультации хирурга, нефролога, гинеколога, онколога.
Необходимость в проведении лечебного курса возникает в тех ситуациях, когда уровень амилазы превышает допустимые показатели вдвое, втрое или больше. Пациентам назначается медикаментозная терапия, основанная на применении:
Подъем уровня амилазы, обусловленный протеканием острого или хронического панкреатита, предусматривает соблюдение больным специальной голодной диеты. При наличии выраженных симптомов пациента госпитализируют, назначают лечебный курс с медикаментами, блокирующими активность ферментов, капельницами с солевыми растворами. В дальнейшем предусмотрена продолжительная диетотерапия, предусматривающая неуклонное соблюдение особого режима питания.
Поддерживать амилазу в норме помогают профилактические мероприятия. Чтобы снизить вероятность повышения этого фермента в организме, рекомендуется свести к минимуму употребление тяжелой пищи, контролировать количество поступающего в организм белка, включить в рацион достаточное количество свежих фруктов, овощей, разнообразных круп, отказаться от вредных привычек. При возникновении проблем со стороны пищеварительной системы необходимо избегать самолечения и своевременно обращаться в медицинское учреждение.
Когда желудку и кишечнику не хватает ферментов
Основным инструментом пищеварения являются ферменты, именно они выполняют всю основную работу. Логично, что при их недостатке процесс пищеварения нарушается, и организм начинает нам сообщать о проблемах, сигнализируя различными симптомами. Такие привычные всем симптомы как изжога, тяжесть в животе, боль, метеоризм, диарея или запор – являются прямым указанием на проблемы с пищеварением.
Ферменты поджелудочной железы – виды и функции
Пора узнать, что представляют собой ферменты, и как они влияют на пищеварение. Ферменты поджелудочной железы – это белковые комплексы или катализаторы, основной задачей которых является расщепление питательных веществ на простые, легкоусвояемые соединения. Таким образом, организм легко усваивает все необходимые элементы и витамины.
Какие ферменты вырабатывает поджелудочная железа и какие у них функции?
Особо интересно то, что организм может регулировать выработку тех или иных ферментов в зависимости от характера потребляемой пищи. То есть, если вы потребляете много хлебобулочных изделий, то упор в выработке будет сделан на амилазе, если потребляется жирная пища, то поджелудочная железа отправит в кишечник больше липазы.
Кажется, что работа полностью налажена, и сбоев быть не может. Но сбои случаются и достаточно часто: слишком тонкий механизм работы, который легко нарушить. Даже большой приём пищи с преобладанием жиров может сломать систему, и поджелудочная железа не сможет обеспечить нужное количество ферментов.
Появление проблем с пищеварением
Мы выяснили, что проблемы с пищеварением могут возникать из-за недостатка ферментов. Существует два основных механизма, при которых организму не хватает ферментов поджелудочной железы. В первом варианте проблема с выработкой ферментов кроется в самой поджелудочной железе, т.е. сам орган функционирует неправильно.
Во втором варианте нарушаются условия, при которых ферменты могут правильно работать. Подобное возможно в результате изменения кислотности среды кишечника, например, при воспалении или при изменении стандартной температуры окружения (36-37° С). Воспалительный процесс в кишечнике может возникать при различных состояниях: кишечные инфекции, аллергические реакции (пищевая аллергия, атопический дерматит).
Основные признаки нехватки ферментов поджелудочной железы
Выявить недостаток ферментов достаточно просто. Ключевыми симптомами являются тяжесть после еды, чувство распирания в животе и дискомфорт в животе. Нередко эти симптомы сопровождаются вздутием, урчанием, метеоризмом, диареей. Чаще всего такие симптомы могут возникать в рядовых ситуациях: при употреблении тяжелой, жирной пищи или при переедании, когда удержаться от множества вкусных блюд попросту не удалось. В этом случае не стоит бояться неполадок с поджелудочной железой или других заболеваний ЖКТ. Поджелудочная железа просто не справляется с большим объемом работы, и ей может потребоваться помощь.
Если нехватка ферментов и проблемы с пищеварением сохраняются длительное время, то это не остается незаметным для организма. Симптомы могут усугубляться и носить уже не эпизодический, а регулярный характер. Постоянная диарея дает старт авитаминозу, могут развиваться: белково-энергетическая недостаточность и обезвоживание во всем организме. Может наблюдаться значительное снижение массы тела. Помимо этого при тяжелых стадиях могут наблюдаться следующие симптомы недостатка ферментов поджелудочной железы 8 :
Поддержание пищеварения и лечение ферментной недостаточности
При проблемах с пищеварением могут помочь ферментные препараты (чаще они называются препаратами для улучшения пищеварения), основная задача которых компенсировать нехватку собственных ферментов в организме. Не зря такая терапия называется «ферментозаместительная». Критически важно, чтобы ферментный препарат максимально точно «имитировал» физиологический процесс.
На сегодняшний момент существуют различные препараты для улучшения пищеварения. Как же ориентироваться в многообразии средств и сделать правильный выбор?
Эффективный ферментный препарат должен соответствовать следующим критериям 5,6 :
Амилаза панкреатическая
Амилаза панкреатическая – одна из разновидностей амилазы, которая вырабатывается поджелудочной железой.
P-изофермент амилазы, альфа-амилаза панкреатическая, P-амилаза, P-тип амилазы.
Синонимы английские
Pancreatic alpha-amylase, pancreatic AML, P-type amylase, P-type alpha-amylase, amylase isoenzymes, amylase isoforms.
Энзиматический колориметрический метод.
Ед/л (единица на литр).
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Как правильно подготовиться к исследованию?
Общая информация об исследовании
Амилаза – пищеварительный фермент, который способен расщеплять углеводы.
Наибольшее количество амилазы содержится в слюнных и поджелудочной железах.
Амилаза, которая вырабатывается в поджелудочной железе, – панкреатическая амилаза (P-тип) – входит в состав панкреатического сока. Из поджелудочной железы панкреатический сок, содержащий липазу, через панкреатический проток попадает в двенадцатиперстную кишку, где помогает переварить пищу.
Амилаза слюнных желез – слюнная амилаза (S-тип) – осуществляет переваривание крахмала пищи в ротовой полости.
В норме в крови циркулирует небольшое количество амилазы. При этом около 60 % составляет слюнная амилаза (S-тип), а остальные 40 % – панкреатическая амилаза.
Когда происходит повреждение поджелудочной железы, как при панкреатите, или если панкреатический проток блокируется камнем или опухолью, панкреатическая амилаза (P-тип) начинает в больших количествах попадать в кровоток. Повышения активности слюнной амилазы при этом не происходит.
Небольшие количества амилазы образуются также в яичниках, кишечнике и скелетной мускулатуре.
Для чего используется исследование?
Когда назначается исследование?
Что означают результаты?