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Enzimas - Como elas atuam no organismo?

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O que são enzimas?

As enzimas são substâncias orgânicas de natureza normalmente proteica (biomoléculas), sintetizadas no interior das células1, que atuam como catalisadores das reações químicas que se processam no organismo. Catalisadores são substâncias que aumentam a velocidade de uma reação química sem serem consumidas por ela. As enzimas catalisam reações como a digestão2 de alimentos, metabolismo3 de nutrientes e a síntese de moléculas como o DNA e o RNA.

Além da importância delas para os seres humanos, elas são encontradas em praticamente todos os organismos, inclusive nas formas mais primitivas de vida, como os vírus4 e as bactérias. No comparativo com relações não catalisadas, o aumento de velocidade observado nas reações mediadas por enzimas pode variar de 10⁶ a 10¹² vezes.

Embora atuem diretamente na reação química, as enzimas não são reagentes desses processos. Isso significa dizer que elas não se perdem nem se transformam durante os processos dos quais participam. Desse modo, essas substâncias podem ser recuperadas ao final de cada reação sem qualquer alteração em sua estrutura e, assim, podem participar outras vezes de reações químicas da mesma natureza.

A nomenclatura de quase todas as enzimas consiste em acrescentar-se o sufixo -ase à substância sobre a qual ela atua. Por exemplo, protease é a enzima5 que atua sobre a proteína; urease é a que atua sobre a ureia6; lactase é a que age sobre a lactose7; e assim por diante.

O primeiro registro do uso de enzimas foi feito em 1783, por Lazzaro Spallanzani, que observou a reação de degradação da carne pelo suco gástrico. No entanto, a denominação “enzima” (grego:“em leveduras”) somente foi utilizada em 1878 por Wilhelm Kühne.

Leia sobre "O processo normal da digestão2 humana", "Probióticos8 e Prebióticos" e "Intolerâncias alimentares".

Função das enzimas

As enzimas são substâncias capazes de acelerar a velocidade das reações químicas que ocorrem nos espaços intra e extracelulares dos seres vivos, sem que sejam consumidas durante essas reações. Sem a ação das enzimas, algumas reações seriam muito lentas ou mesmo deixariam de ocorrer, o que prejudicaria o metabolismo3 e comprometeria a saúde9 do indivíduo. A aceleração da velocidade das reações químicas resulta na economia de energia gasta pelos processos celulares.

Algumas das muitas doenças congênitas10 são causadas por deficiências (também congênitas10) de enzimas.

Quase todas as reações metabólicas são catalisadas por enzimas. As enzimas digestivas, por exemplo, ajudam a quebrar as moléculas dos alimentos em moléculas menores, que podem ser absorvidas. Desta forma, a lactase, enzima5 que atua sobre a lactose7 (açúcar11 do leite), transforma-a numa molécula menor, que pode ser absorvida pelo intestino. A falta ou deficiência de lactase gera muitos sintomas12 se produtos derivados do leite forem ingeridos pela pessoa.

Alguns dos principais tipos de enzimas são:

  • A catalase, que decompõe o peróxido de hidrogênio
  • A DNA polimerase, que catalisa a duplicação do DNA
  • A lactase, que facilita a hidrólise da lactose7
  • A lipase, que facilita a digestão2 dos lipídios (gorduras)
  • A protease (ou pepsina), que atua sobre as proteínas13, degradando-as em moléculas menores
  • A urease, que facilita a degradação da ureia6
  • A amilase (ou ptialina), que atua sob a degradação do amido ainda na boca14, transformando-o em maltose
  • A tripsina, que atua sobre as proteínas13 que não foram digeridas no estômago15

Como funcionam as enzimas?

Cada enzima5 é altamente específica para o tipo de reação que ela catalisa, atua somente em um determinado composto e efetua sempre o mesmo tipo de reação. Ela se liga à substância que catalisa num modelo chave e fechadura. Ou seja, a molécula da enzima5 se “encaixa” de modo específico na molécula da substância, de modo a promover a reação metabólica desejada, ao final da qual ela é liberada novamente, de maneira integral e não modificada, para participar de uma nova reação.

Por exemplo: a lactase se encaixa à lactose7 – e somente a ela – para metabolizá-la. Como a enzima5 não se desgasta em cada reação, pode ser repetida indefinidamente num grande número de reações, tal qual uma chave pode abrir diversas vezes a fechadura que lhe corresponde.

Denomina-se substrato o composto sobre o qual uma enzima5 age e produto o resultado da sua transformação. As enzimas são formadas por uma parte proteica, chamada apoenzima, e outra parte não proteica, chamada cofator. Se esse cofator for uma molécula orgânica, recebe a denominação de coenzima. O conjunto enzima5 mais cofator denomina-se holoenzima.

Algumas circunstâncias ambientais podem interferir na atividade das enzimas:

  1. temperaturas muito altas podem desnaturar as enzimas;
  2. cada enzima5 possui uma faixa de pH considerada ideal, dentro da qual a sua atividade é máxima;
  3. quanto mais tempo a enzima5 ficar em contato com o substrato, mais produtos serão produzidos;
  4. quanto maior for a concentração de enzima5 e do substrato, maior será a velocidade da reação catalisada.

Doenças enzimáticas

As doenças enzimáticas são condições médicas causadas por uma falha ou deficiência em uma ou mais enzimas específicas. Isso pode ser devido a uma mutação genética16 ou a problemas no metabolismo3. Alguns exemplos incluem a fenilcetonúria17, a galactosemia18 e a deficiência de glicose19-6-fosfatase.

Essas doenças podem causar problemas graves de saúde9, incluindo problemas neurológicos, problemas de visão20 e problemas de crescimento e desenvolvimento. O tratamento pode incluir dietas especiais, suplementos enzimáticos e outros medicamentos. Em alguns casos, a cirurgia pode ser necessária.

Veja também sobre "Hipoglicemia21 neonatal", "Deficiência de biotinidase" e "Hipersensibilidade ao açúcar11, intolerância ao açúcar11 e resistência à insulina22".

 

Referências:

As informações veiculadas neste texto foram extraídas principalmente dos sites da UFPel - Universidade Federal de Pelotas e da Fiocruz.

ABCMED, 2023. Enzimas - Como elas atuam no organismo?. Disponível em: <https://www.abc.med.br/p/1433410/enzimas-como-elas-atuam-no-organismo.htm>. Acesso em: 10 jun. 2023.
Nota ao leitor:
As notas acima são dirigidas principalmente aos leigos em medicina e têm por objetivo destacar os aspectos mais relevantes desse assunto e não visam substituir as orientações do médico, que devem ser tidas como superiores a elas. Sendo assim, elas não devem ser utilizadas para autodiagnóstico ou automedicação nem para subsidiar trabalhos que requeiram rigor científico.

Complementos

1 Células: Unidades (ou subunidades) funcionais e estruturais fundamentais dos organismos vivos. São compostas de CITOPLASMA (com várias ORGANELAS) e limitadas por uma MEMBRANA CELULAR.
2 Digestão: Dá-se este nome a todo o conjunto de processos enzimáticos, motores e de transporte através dos quais os alimentos são degradados a compostos mais simples para permitir sua melhor absorção.
3 Metabolismo: É o conjunto de transformações que as substâncias químicas sofrem no interior dos organismos vivos. São essas reações que permitem a uma célula ou um sistema transformar os alimentos em energia, que será ultilizada pelas células para que as mesmas se multipliquem, cresçam e movimentem-se. O metabolismo divide-se em duas etapas: catabolismo e anabolismo.
4 Vírus: Pequeno microorganismo capaz de infectar uma célula de um organismo superior e replicar-se utilizando os elementos celulares do hospedeiro. São capazes de causar múltiplas doenças, desde um resfriado comum até a AIDS.
5 Enzima: Proteína produzida pelo organismo que gera uma reação química. Por exemplo, as enzimas produzidas pelo intestino que ajudam no processo digestivo.
6 Ureia: 1. Resíduo tóxico produzido pelo organismo, resulta da quebra de proteínas pelo fígado. É normalmente removida do organismo pelos rins e excretada na urina. 2. Substância azotada. Composto orgânico cristalino, incolor, de fórmula CO(NH2)2 (ou CH4N2O), com um ponto de fusão de 132,7 °C.
7 Lactose: Tipo de glicídio que possui ligação glicosídica. É o açúcar encontrado no leite e seus derivados. A lactose é formada por dois carboidratos menores, chamados monossacarídeos, a glicose e a galactose, sendo, portanto, um dissacarídeo.
8 Probióticos: Suplemento alimentar, rico em micro-organismos vivos, que afeta de forma benéfica seu consumidor, através da melhoria do balanço microbiano intestinal.
9 Saúde: 1. Estado de equilíbrio dinâmico entre o organismo e o seu ambiente, o qual mantém as características estruturais e funcionais do organismo dentro dos limites normais para sua forma de vida e para a sua fase do ciclo vital. 2. Estado de boa disposição física e psíquica; bem-estar. 3. Brinde, saudação que se faz bebendo à saúde de alguém. 4. Força física; robustez, vigor, energia.
10 Congênitas: 1. Em biologia, o que é característico do indivíduo desde o nascimento ou antes do nascimento; conato. 2. Que se manifesta espontaneamente; inato, natural, infuso. 3. Que combina bem com; apropriado, adequado. 4. Em termos jurídicos, é o que foi adquirido durante a vida fetal ou embrionária; nascido com o indivíduo. Por exemplo, um defeito congênito.
11 Açúcar: 1. Classe de carboidratos com sabor adocicado, incluindo glicose, frutose e sacarose. 2. Termo usado para se referir à glicemia sangüínea.
12 Sintomas: Alterações da percepção normal que uma pessoa tem de seu próprio corpo, do seu metabolismo, de suas sensações, podendo ou não ser um indício de doença. Os sintomas são as queixas relatadas pelo paciente mas que só ele consegue perceber. Sintomas são subjetivos, sujeitos à interpretação pessoal. A variabilidade descritiva dos sintomas varia em função da cultura do indivíduo, assim como da valorização que cada pessoa dá às suas próprias percepções.
13 Proteínas: Um dos três principais nutrientes dos alimentos. Alimentos que fornecem proteína incluem carne vermelha, frango, peixe, queijos, leite, derivados do leite, ovos.
14 Boca: Cavidade oral ovalada (localizada no ápice do trato digestivo) composta de duas partes
15 Estômago: Órgão da digestão, localizado no quadrante superior esquerdo do abdome, entre o final do ESÔFAGO e o início do DUODENO.
16 Mutação genética: É uma alteração súbita no genótipo de um indivíduo, sem relação com os ascendentes, mas passível de ser herdada pelos descendentes.
17 Fenilcetonúria: A Fenilcetonúria é uma doença genética caracterizada pelo defeito ou ausência da enzima fenilalanina hidroxilase (PAH). Esta proteína catalisa o processo de conversão da fenilalanina em tirosina. A tirosina está envolvida na síntese da melanina. Esta doença pode ser detectada logo após o nascimento através de triagem neonatal (conhecida como Teste do Pezinho). Nesta doença, alguns alimentos podem intoxicar o cérebro e causar um quadro de retardo mental irreversível. As crianças que nascem com ela têm um problema digestivo no fígado. Há um odor corporal forte e vômitos após as refeições. Seu tratamento consiste em retirar a fenilalanina da alimentação por toda a vida.
18 Galactosemia: Doença hereditária que afeta o metabolismo da galactose (“produção”).
19 Glicose: Uma das formas mais simples de açúcar.
20 Visão: 1. Ato ou efeito de ver. 2. Percepção do mundo exterior pelos órgãos da vista; sentido da vista. 3. Algo visto, percebido. 4. Imagem ou representação que aparece aos olhos ou ao espírito, causada por delírio, ilusão, sonho; fantasma, visagem. 5. No sentido figurado, concepção ou representação, em espírito, de situações, questões etc.; interpretação, ponto de vista. 6. Percepção de fatos futuros ou distantes, como profecia ou advertência divina.
21 Hipoglicemia: Condição que ocorre quando há uma queda excessiva nos níveis de glicose, freqüentemente abaixo de 70 mg/dL, com aparecimento rápido de sintomas. Os sinais de hipoglicemia são: fome, fadiga, tremores, tontura, taquicardia, sudorese, palidez, pele fria e úmida, visão turva e confusão mental. Se não for tratada, pode levar ao coma. É tratada com o consumo de alimentos ricos em carboidratos como pastilhas ou sucos com glicose. Pode também ser tratada com uma injeção de glucagon caso a pessoa esteja inconsciente ou incapaz de engolir. Também chamada de reação à insulina.
22 Resistência à insulina: Inabilidade do corpo para responder e usar a insulina produzida. A resistência à insulina pode estar relacionada à obesidade, hipertensão e altos níveis de colesterol no sangue.
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