الإنزيمات: كيف تعمل وما علاقتها بصحة الجسم؟

الإنزيمات محفزات حيوية؛ أي إنها تسرّع التفاعل من دون أن تُستهلك فيه استهلاكًا دائمًا. معظمها بروتينات تصنعها الخلايا وفق تعليمات جينية، لكن بعض جزيئات الحمض النووي الريبي تمتلك أيضًا نشاطًا تحفيزيًا. وتعمل إنزيمات داخل الخلايا، بينما تُفرَز أخرى إلى خارجها، مثل الإنزيمات التي تصل إلى الأمعاء لهضم الطعام.

المقابل الإنجليزي للإنزيم هو Enzyme، ويرتبط أصل الكلمة تاريخيًا بدراسة التخمر والخميرة. وتنتهي أسماء كثيرة بلاحقة «ـاز»، مثل الليباز الذي يساعد على تفكيك الدهون، واللاكتاز الذي يهضم سكر اللاكتوز. وقد يصف الاسم المادة التي يعمل عليها الإنزيم أو نوع التفاعل، مع وجود أسماء شائعة لا تتبع هذه القاعدة، مثل البيبسين.

ارتباط الركيزة بالموقع النشط

تُسمّى المادة التي يعمل عليها الإنزيم «الركيزة». ترتبط هذه المادة بمنطقة محددة تُعرف بالموقع النشط، ويتوقف الارتباط على التوافق في الشكل والخواص الكيميائية. والإنزيم ليس قالبًا جامدًا؛ فقد يتغير شكله قليلًا عند الارتباط، بما يساعد على وضع الجزيئات في ترتيب مناسب لإتمام التفاعل.

تسريع التفاعل دون تغيير نتيجته النهائية

يقلل الإنزيم طاقة التنشيط، وهي حاجز الطاقة اللازم لبدء التفاعل. وبعد تكوّن النواتج، تنفصل عنه ليصبح متاحًا للعمل مجددًا. ولا يغير الإنزيم موضع الاتزان الكيميائي أو يجعل تفاعلًا غير ملائم طاقيًا يحدث بمفرده؛ لكن الخلايا قد تربط بعض التفاعلات بتفاعلات أخرى توفر الطاقة اللازمة لها.

تعتمد كفاءة الإنزيم على بنيته ثلاثية الأبعاد والبيئة المحيطة به. وقد يؤدي تغير بنيته إلى ضعف ارتباطه بالركيزة أو فقدان قدرته على التحفيز. ومن أبرز العوامل المؤثرة:

• درجة الحرارة: لكل إنزيم نطاق مناسب للعمل، وقد تتلف الحرارة المرتفعة بنيته. ولا يعني ذلك أن الحمى البسيطة تعطل إنزيمات الجسم عمومًا.
• الحموضة: يعمل البيبسين جيدًا في المعدة الحمضية، بينما تحتاج إنزيمات أخرى إلى وسط مختلف.
• كمية الركيزة والإنزيم: تزداد سرعة التفاعل عادة مع زيادة الركيزة حتى تتشبع المواقع النشطة، ثم تصبح قدرة الإنزيم المتاحة عاملًا محددًا.
• العوامل المساعدة: تحتاج إنزيمات معينة إلى أيونات معدنية، مثل الزنك أو المغنيسيوم، أو إلى مرافقات إنزيمية عضوية يُشتق بعضها من الفيتامينات.

ولا تعني حاجة الإنزيم إلى معدن أو فيتامين أن تناول كميات إضافية منه يحسن الأداء لدى الجميع؛ فالفائدة ترتبط بالحاجة الفعلية، وقد تسبب الزيادة ضررًا. كما أن قياس سرعة التفاعل في المختبر يحتاج إلى ظروف مضبوطة حتى يمكن مقارنة النتائج بصورة صحيحة.

يضبط الجسم كمية الإنزيم المصنَّعة، ومكان وجوده، ووقت تنشيطه أو تفكيكه. وتُنتَج بعض الإنزيمات في صورة غير نشطة، ثم تُفعّل عند الحاجة؛ وهو ترتيب مهم لتقليل احتمال إتلاف الأنسجة، كما يحدث مع بعض إنزيمات هضم البروتينات.

ومن وسائل التنظيم «التعديل التفارغي»، حيث يرتبط جزيء بموقع غير الموقع النشط فيغير شكل الإنزيم ويزيد نشاطه أو يقلله. كذلك قد تؤدي إضافة مجموعة كيميائية، مثل الفوسفات، إلى تعديل النشاط. وفي مسارات الاستقلاب، يمكن للناتج النهائي أن يثبط خطوة سابقة، فيحد من التصنيع الزائد ويحافظ على الموارد.

المثبط مادة تقلل نشاط الإنزيم. في التثبيط التنافسي، تتنافس المادة المثبطة مع الركيزة على الموقع النشط. وفي أنماط أخرى، يرتبط المثبط بطريقة تقلل كفاءة التحفيز أو تعيق عمل الإنزيم بعد ارتباطه بالركيزة. وقد يكون التثبيط قابلًا للعكس أو طويل الأثر بسبب ارتباط غير عكوس.

ليس التثبيط ضارًا بالضرورة؛ فأدوية كثيرة تستخدمه لتحقيق فائدة علاجية. فبعض أدوية الكوليسترول تثبط إنزيمًا يشارك في تصنيعه، وبعض أدوية ضغط الدم تؤثر في إنزيم ضمن نظام تنظيم الضغط. وفي المقابل، قد تعطل بعض السموم إنزيمات ضرورية للحياة. لذلك لا تُؤخذ الأدوية أو تُوقَف لمجرد أنها «مثبطة للإنزيمات»؛ بل تُقيَّم بحسب فائدتها ومخاطرها.

تعمل الإنزيمات ضمن شبكات مترابطة تُسمّى مسارات الاستقلاب، وتشمل تكسير المركبات لاستخراج الطاقة وبناء مواد جديدة يحتاج إليها الجسم. ومن وظائفها:

• تفكيك الكربوهيدرات والدهون والبروتينات إلى مكونات قابلة للامتصاص.
• المشاركة في إنتاج الطاقة داخل الخلايا وتخزين الوقود واستخدامه.
• المساعدة على تصنيع المادة الوراثية وإصلاح بعض الأضرار التي تصيبها.
• المشاركة في تخثر الدم والتخلص المنظم من الجلطات بعد انتهاء الحاجة إليها.
• تحويل الأدوية والمواد المختلفة إلى مركبات يستطيع الجسم التعامل معها وإخراجها.

قد ينجم نقص نشاط إنزيم عن تغير جيني أو مرض يصيب العضو الذي يصنعه. فنقص اللاكتاز قد يسبب غازات وإسهالًا بعد تناول اللاكتوز، بينما يؤدي قصور البنكرياس الخارجي إلى نقص إنزيمات الهضم، وقد يصاحبه براز دهني ونقص وزن. وفي بعض الأمراض الوراثية، يسبب تعطل إنزيم تراكم مادة أو نقص ناتج ضروري.

أما ارتفاع إنزيمات في الدم فقد يحدث بسبب تسربها من خلايا متضررة، وليس لأن الجسم يحتاج إلى خفضها مباشرة. وقد تتأثر النتائج بالأدوية أو الجهد العضلي أو حالات مختلفة؛ لذا يُعالج السبب عند تحديده، لا الرقم وحده.

يطلب الطبيب تحاليل إنزيمات معينة بحسب الأعراض، مثل ناقلات الأمين لتقييم إصابة خلايا الكبد، أو الليباز عند الاشتباه بالتهاب البنكرياس، أو كرياتين كيناز لتقييم تضرر العضلات. وبعض الإنزيمات توجد في أكثر من نسيج، فلا تحدد نتيجتها وحدها مكان المشكلة.

تُفسَّر النتيجة وفق المجال المرجعي للمختبر، ومقدار التغير، والأعراض، وبقية الفحوص. وليست إنزيمات الكبد وحدها قياسًا كاملًا لكفاءة وظائف الكبد. وقد يلزم تكرار التحليل أو إجراء تصوير وفحوص إضافية، بدل استنتاج التشخيص من نتيجة منفردة.

تُستخدم بدائل إنزيمات البنكرياس عند وجود قصور مثبت، وقد تفيد مستحضرات اللاكتاز بعض المصابين بعدم تحمل اللاكتوز. لكن مكملات الإنزيمات العامة ليست علاجًا روتينيًا لكل انتفاخ أو عسر هضم. ويعتمد الاختيار على التشخيص، مع مراجعة الطبيب أو الصيدلي لتجنب التحسس والتداخلات وتأخير اكتشاف السبب.

راجع الطبيب إذا تكرر الإسهال أو الانتفاخ، أو ظهر براز دهني أو نقص وزن غير مقصود، أو استمرت نتائج الإنزيمات غير الطبيعية. وأخبره بالأدوية والمكملات والتمارين الشديدة التي سبقت التحليل.

اطلب تقييمًا عاجلًا عند وجود ألم بطني شديد أو مستمر، خصوصًا مع قيء متكرر أو حمى، أو عند ظهور اصفرار العينين. ويستدعي ألم العضلات الشديد مع بول داكن، خاصة بعد مجهود قاسٍ، عناية عاجلة أيضًا.

تُستخدم الإنزيمات في صناعة الأغذية، وإنتاج الحليب الخالي من اللاكتوز، وبعض المنظفات والفحوص المخبرية. وتستفيد هذه التطبيقات من قدرتها على أداء تفاعلات محددة بكفاءة. لكن نجاح إنزيم في الصناعة لا يعني أنه مناسب للتناول أو أن له فائدة علاجية مثبتة.