DETTE FINNER DU PÅ INNEKLIMA.COM :
OM INNEMILJØ OG INNEKLIMA
EGEN BOLIG
SKOLER OG BARNEHAGER
YRKESBYGG
SYKDOM OG HELSEEFFEKTER
LUFTFORURENSNINGER
MÅLINGER OG ANALYSER
TILTAK
KONTAKT FOR INNEMILJØSPØRSMÅL
REGLER OG FORSKRIFTER
ØKONOMI
OM INNEKLIMA.COM

Enzymer


(Denne artikkelen hører til prosjektet Miljøkjemi og vi. Se innholdsfortegnelsen der og ta en titt på forordet!)

Enzymer er en type proteiner som er avgjørende viktig for livet. De hjelper til i en rekke biokjemiske prosesser uten selv å bli brukt opp. Våre livsfunksjoner avhenger bl.a. av et stort antall enzymer. De fleste av cellene våre lager og lagrer enzymer inne i seg. Enzymene deltar i alt som holder cellene - og oss - i live.

Uten enzymene ville vi i stedet for den fabelaktige, levende kroppen bare vært et par bøtter vann, et stor kopp faste stoffer og noen skjeer spesialstoffer som DNA, enzymer og hormoner.

Mange kjenner til at vi trenger enzymer for å fordøye mat, bl.a. enzymet pepsin i magesekken som sammen med saltsyre og elting bryter ned (fordøyer) proteiner til mindre biter (peptider og aminosyrer) som så kan bringes inn i lymfesystemet fra tarmen.

Men enzymer er også livsviktige for vev og celler og samarbeidet mellom dem inne i kroppen. Der er det svært spesifikke enzymer. De har helt spesielle virkefelt (substrat). Cellene bruker flere enzymer ett for ett som på et transportbånd i sitt indre stoffskifte. slik at de kan fungere slik de er programmert, og slik cellene kommuniserer med signalstoffer.

Alt er genetisk bestemt i cellekjernens DNA og utvikles for sine funksjoner under celledelingene hos fosteret. Uten at man vet nok om det, er det sannsynlig at også differensiering under celledelingene er avhengig av enzymer, men det er ikke noen informasjon som tyder på at miljøkjemiske forhold skader enzymers utvikling og funksjonsevne.

Når vi får inn i oss et stoff, blir det ofte bearbeidet av en rekke enzymer som samarbeider. Noen bryter ned stoffet til ulike småbiter. Andre kan så bruke noen brukbare småbiter til å bygge opp noe kroppen trenger. Det som ikke kan brukes eller er skadelig, blir behandlet som søppel og blir kastet ut med urin og avføring, evt. også hjulpet av immunsystemet.


(Ill. K.Aas©.: Noen enzymer bryter ned store molekyler og kjemiske forbindelser andre binder små molekyler sammen til nødvendige byggesteiner i vevene, og noe blir fjernet.)

Det er proteiner med spesielle egenskaper. Foreløpig er flere hundre enzymer kjent og klassifisert i et Internasjonalt register(for spesielt interesserte).
De fleste er spesialisert for en avgrenset funksjon, men noen er multipotente. Forskjellige grupper kan splitte opp kjemiske forbindelser og store molekyler og har navn etter hvordan de gjør det. Andre (ligander,ligaser) kan binde sammen små molekyler til større forbindelser alt etter kroppens behov.

Dette er uhyre raske kjemiske prosesser. Forkjellige enzymer kan omdanne sitt substrat med tusen til mange millioner omdanninger i minuttet. Ett molekyl av enzymet karbonsyreanhydrase kan omdanne ca 1 million molekyler av karbondioksid i sekundet slik at vi kan kvitte oss med det. I dette arbeidet brukes de ikke opp selv, de bare skyver på.

Produksjonen reguleres dels av mengden behandlet substrat og dels av konsentrasjonen av det aktuelle enzymet i området. Den kan også påvirkes av hormoner. Vi vet at noen tungmetaller kan hemme enzymer, men det er ikke vist om annen miljøkjemi betyr noe.

Hittil har forskere oversikt over rundt 3000 forskjellige enzymer. Noen av dem fungerer bare sammen med andre kjemiske stoffer (koenzymer). Det kan være metallatomer som jern eller vitaminer (særlig B- og C-vitamin).

La oss bruke fosfolipider som illustrasjon, de som bygger opp membranen til cellene, og som er beskrevet i celler som kjemiske fabrikker.
Når cellene dør, frigjøres mye fosfolipider. De må brytes ned så det ikke blir for mye av dem, og noe av det som brytes ned, kan så gjenbrukes til noe nyttig.

Vi kan illustrere dette ved å vri litt på hvordan det går med fosfolipider.
Fosfolipider, kalt A i figuren blir først brutt ned av enzym (fosfolipase) til stoffene B1 og C1. Stoffene som dannes etter enzymvirkning i B- og C1-serien har motsatt effekt på bestemte andre celler (for eksempel glatte muskelceller). Det er illustrert med henholdsvis rød og grønn ramme. På B-siden virker forskjellige serier av enzymer slik at det etter hvert dannes forskjellige prostaglandiner der noen virker på en måte f.eks. strammende på glatt muskulatur i bronkiene og noen har motsatt effekt (illustrert med henholdsvis rødt og grønt).
På C- siden dannes en serie leukotriener der de fleste har uønsket inflammatorisk virkning.

Stoffene B1 og C1 brytes videre ned av henholdsvis enzym b1 og enzym c1 slik at det dannes stoffene B2 og C2 som så brytes ned videre, og så videre til det er dannet sluttprodukter. Alt dette forløper lynraskt. Med sluttproduktene er det biokjemisk likevekt (rødt og grønt rer i balanse).
Sluttproduktene kan enten brukes til å bygge opp nye stoffer (av andre enzymer) eller skilles ut av kroppen.

Noen enzymer kan svikte. En sjelden gang skyldes det genetisk feil som ved Føllings sykdom. Noen former for overfølsomhet skyldes at stoffer utenfra skader eller blokkerer et viktig enzym. Slik er det f.eks. ved intoleranse for acetylsalisylsyre (aspirin) og beslektede medikamenter. (Narayanankutty et al, 2012).

Aspirin blokkerer det enzymet som skal virke på enzymet b1 i den videre nedbrytingen av fosfolipid. Da stopper utviklingen i den serien opp. Som vist i figuren blir det for mye av "røde" sluttprodukter. Ved aspirinintoleranse betyr det astma og hevelser. I alvorlige tilfeller opptrer sjokk som ved anafylaksi.
Tilsvarende enzymsvikt kan også gi sterke revmatiske smerter og mage-tarmproblemer.

CYP (P450)
I forhold til miljøkjemi er det en særlig interessant gruppe enzymer innenfor den såkalte superfamilien cytochrome P450, (ofte kalt CYP De finnes over alt i dyreriket og i planter. . Det er kjent over 11000 CYP proteiner. hvorav et 50-tall hos mennesker.

Den omfatter et stort antall enzymer som behandler mye av vår egen biokjemi og betyr særlig mye for behandlingen av medikamenter og andre fremmedstoffer (xenobiotika) som kommer inn i oss.
Denne superfamilien er sentral aktør i opp til 75% av stoffskiftet av kjemien vår og fremmedkjemi stort sett med oksidasjon ,og med diverse bindinger slik at de kan behandle et stort antall ulike substrater.
Mye forskning har vist at disse enzymene kan redusere bivirkninger av forskjellige medikamenter.( Gawro?ska-Szklarz et al,2012).Tilsvarende mekanismer avgifter potensielt skadelige kjemiske stoffer som kommer inn i oss.

Forskjellige undergrupper av disse enzymene kan behandle bestemte kjemiske forbindelser. Dette er genetisk styrt som for alle proteiner, men hos noen fungerer ikke genet slik at den aktuelle kjemien (f.eks. et medikament) ikke blir omsatt ,men kan hope seg opp og gir bivirkninger.
Med tilgjengelige genanalyser av flere undergrupper (CYP 2C 19' 3 m.fl.) kan legen nå finne ut om pasienten vil tåle eller ikke tåle bestemte medikamenter eller grupper av medikamenter.
For hvert av flere slike gen (CYP 2D6, CYP 2C 9,CYP2C19*2, CYP2C19*3 og CYP2C19*17) er det lange lister (ligander) over kjemiske stoffer (medikamenter) som kan eller ikke kan behandles (Guengerich, 2008).

Slike gen kan mangle eller være epigenetisk endret hos 3-5% i kaukasiske befolkninger og hos hele 15- 20 i asiatiske befolkninger. BR> Individer uten det rette genet kan ikke omsette de aktuelle kjemiske stoffene og blir ekstra sårbare ved bruk eller eksponering. Slik vil det også være overfor miljøkjemiske komponenter ,men foreløpig mangler CYPligander for sånt.

Litteratur

  • Gawronska-Szklarz B Adamiak-GieraU, Wyska E et al(2012): CYP2C19 polymorphism affects single-dose pharmacokinetics of oral pantoprazole in healthy volunteers Eur J Clin Pharmacol. 68: 1267–1274
    Nettversjon

  • Guengerich FP (2008): Cytochrome p450 and chemical toxicology Chem Res Toxicol. 21 :70-83. Nettversjon

  • Narayanankutty A, Reséndiz-Hernández JM, Falfán-Valencia R, Terán LM. (2012): Biochemical pathogenesis of aspirin exacerbated respiratory disease (AERD). Clin Biochem. 2012 Dec 12. pii: S0009-9120(12)00691-1. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2012.12.005.

En tidligere versjon er publisert i allergiviten.
Temaet fortsetter som vist i innholdsfortegnelsen .

(Sist oppdatert 20.juni, 2013) )
Kjell Aas ©

Til toppen

Utskriftsvennlig versjon





DU ER HER :

ForsideEnzymer