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Enzyme sind die treibende Kraft hinter nahezu allen Prozessen in unserem Körper, von der Verdauung bis zum Aufbau und zur Reparatur von Zellen. Ohne Enzyme würden diese Prozesse beispielsweise gar nicht oder zu langsam ablaufen, um funktionieren zu können. In diesem Blogbeitrag tauchen wir tiefer in die Materie dieser Moleküle ein und schauen uns an, wie sie in deinem Körper wirken.
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Der Begriff ‘Enzym’ stammt von den griechischen Wörtern en (in) und zume (Hefe) und wurde 1878 von dem deutschen Physiologen Wilhelm Kühne eingeführt.1 Er verwendete diesen Begriff für die wirksamen Bestandteile in Hefe, die unter anderem die Umwandlung von Zucker in Alkohol ermöglichen.
Enzyme sind spezielle Eiweiße im Körper, die als Katalysatoren fungieren. Sie ermöglichen chemische Reaktionen oder beschleunigen sie, damit Prozesse effizient ablaufen können. Reaktionen, die ohne Enzyme extrem langsam verlaufen würden, können dadurch in einem Bruchteil einer Sekunde stattfinden. Eine wichtige Eigenschaft ist, dass Enzyme bei diesen Reaktionen selbst nicht verbraucht werden und immer wieder eingesetzt werden können.
Enzyme unterstützen den Aufbau und Abbau von Stoffen, die Substrate genannt werden. Wenn Enzyme unzureichend gebildet werden oder nicht richtig funktionieren, können Körperprozesse ins Stocken geraten, was zu verschiedenen gesundheitlichen Problemen führen kann.2
Es gibt Tausende von Enzymarten. Meist werden sie nach dem Substrat benannt, das sie abbauen, oder nach der Reaktionsart, die sie beeinflussen. Obwohl der Name eines Enzyms oft auf –ase endet, gibt es Ausnahmen von dieser Regel, etwa Pepsin und Trypsin.
Enzyme lassen sich unterteilen in:
In der folgenden Tabelle haben wir einige bekannte Enzyme mit ihrer Funktion im Körper aufgelistet:
| Kategorie | Enzym | Funktion | Ort / Quelle |
|---|---|---|---|
| Verdauungsenzyme | Amylase | Abbau von Stärke in Einfachzucker | Im Speichel und in der Bauchspeicheldrüse |
| Protease-Enzyme (Pepsin und Trypsin) | Abbau von Eiweißen zu kleinen Peptiden und Aminosäuren | Im Magen, Dünndarm und in der Bauchspeicheldrüse | |
| Lipase | Abbau von Fetten zu Fettsäuren und Glycerol | Kleine Menge im Speichel, im Magen und in der Bauchspeicheldrüse | |
| Lactase | Umwandlung von Laktose (Milchzucker) | Im Dünndarm und kommt in roher Nahrung vor | |
| Invertase oder Sucrase | Abbau von Saccharose | Im Dünndarm | |
| Stoffwechselenzyme | Monoaminooxidase | Abbau der Neurotransmitter Dopamin und Serotonin | Mitochondrien von Zellen (im Magen, Darm, in der Leber und im zentralen Nervensystem) |
| Cytochrom-P450-Enzyme (CYP450) | Abbau von Giftstoffen und Medikamenten | Leber | |
| DNA-Polymerase | Aufbau und Reparatur von DNA | Zytoplasma der Zellen | |
| ATP-Synthase | Produziert ATP (Energie) | Mitochondrien der Zellen | |
| Nahrungsenzyme | Papain | Abbau von Eiweißen | Papaya |
| Bromelain | Abbau von Eiweißen | Ananas | |
| Actinidin | Abbau von Eiweißen | Kiwi | |
| Zingibain | Abbau von Eiweißen | Ingwer |
Der Körper bildet Enzyme selbst aus Eiweißen, einer Kombination verschiedener Aminosäuren, und einem Cofaktor (Hilfsstoff). Beispiele für Cofaktoren sind B-Vitamine, Vitamin C, Zink, Kupfer, Eisen und Magnesium.3 Diese sind wichtig für die Aktivierung und Funktion von Enzymen.
Die Bildung von Enzymen erfolgt über die Proteinsynthese. In der DNA befinden sich Gene mit den Anweisungen zum Aufbau von Enzymen.4 Über Botenmoleküle aus dem Zellkern (mRNA), die eine Kopie dieser Anweisungen weitergeben, kann das Ribosom (die ‘Eiweißfabrik’) der Zelle Aminosäuren in der richtigen Reihenfolge miteinander verknüpfen. Diese Aminosäurekette faltet sich anschließend in eine bestimmte dreidimensionale Form und wird dadurch zu einem funktionellen Enzym.
Die Synthese von Enzymen findet in verschiedenen Zellen und Organen des Körpers statt. Die Bildung von Verdauungsenzymen erfolgt in den Verdauungsdrüsen, wie den Speicheldrüsen, Magendrüsen, der Bauchspeicheldrüse und den Darmdrüsen im Dünndarm.
Jedes Enzym hat eine einzigartige Aufgabe im Körper und ist reaktionsspezifisch. Das bedeutet, dass ein Enzym nur eine Art von Reaktion beschleunigt. Sie funktionieren am besten unter optimalen Bedingungen, etwa bei einer bestimmten Körpertemperatur (meist um 37 °C) und einem passenden pH-Wert (dies ist je nach Enzym sehr unterschiedlich). Im Folgenden besprechen wir einige Prozesse, die durch Enzyme beeinflusst werden.
Für eine gute Verdauung sind das Kauen im Mund, das Durchkneten im Magen und die Wirkung der Verdauungsenzyme von großer Bedeutung. Enzyme spalten Makronährstoffe in kleine Moleküle, die die Darmwand im Dünndarm passieren und dort aufgenommen werden können. Kohlenhydrate werden in Glukose umgewandelt, Eiweiße in Aminosäuren und Fette in Fettsäuren und Glycerol. Diese Stoffe können anschließend vom Körper als Energie, Baustoff oder Hilfsstoff für die Aufnahme fettlöslicher Vitamine genutzt werden.
Enzyme sind unverzichtbar für die Umwandlung von Nährstoffen in Energie (ATP). Der Körper nutzt vor allem Kohlenhydrate und Fette als Brennstoff. Eiweiße werden nur in ‘Notfällen’ als Energiequelle eingesetzt, etwa bei extremer Belastung.5,6 Bei der Freisetzung dieser Energieträger aus der Nahrung und der Umwandlung in ATP sind unter anderem B-Vitamine und Magnesium beteiligt. ATP ist der wichtigste Energieträger in unseren Zellen. Wenn die Zelle Energie benötigt, wird ATP durch verschiedene Enzyme zu ADP und Phosphat abgebaut, wobei Energie freigesetzt wird. Die ATP-Synthase sorgt anschließend für die Bildung von neuem ATP aus ADP und Phosphat.
In Prozessen, die für die Zellerneuerung essenziell sind, spielen Enzyme eine zentrale Rolle. Sie sorgen für den Aufbau neuer Zellen, den Abbau und die Beseitigung alter oder beschädigter Zellen, die Reparatur von geschädigtem Gewebe und DNA, die Regulierung von Stoffwechselprozessen wie der Zellteilung und die Umwandlung von Nährstoffen in Energie.
Enzyme unterstützen das Immunsystem auf mehreren Ebenen.7,8 Sie helfen bei der Abwehr unerwünschter und schädlicher Mikroorganismen. Darüber hinaus sind sie an verschiedenen Immunreaktionen beteiligt und tragen zur Reparatur geschädigten Gewebes sowie zur Beseitigung von Abfallstoffen bei.
Neugierig, wie unser Immunsystem genau funktioniert? In unserem bereits erschienenen Blogbeitrag erfährst du alles dazu.
Für die Bildung und eine gute Funktion von Enzymen sind optimale Bedingungen erforderlich. Ein gesunder Lebensstil kann dies auf mehrere Weise unterstützen. Im Folgenden stehen einige Lebensstilfaktoren, die zur Funktion von Enzymen beitragen.
Mit gesunder Ernährung kannst du die Enzymaktivität in deinem Körper unterstützen. Greife zu Lebensmitteln, die ausreichend Bau- und Hilfsstoffe enthalten, wie Eiweiße, Vitamine und Mineralstoffe und/oder reich an Verdauungsenzymen sind. Dazu zählen Papaya, Ananas, Kiwi, Mango, Bananen, Avocado, Rohmilchprodukte (Joghurt und Kefir), Sauerkraut, Kimchi und Honig.
Die Bauchspeicheldrüse ist für die Produktion von Verdauungsenzymen unerlässlich. Bei einer Überlastung der Bauchspeicheldrüse kann die Bildung und Freisetzung dieser Enzyme abnehmen. Wenn du die Anzahl der Mahlzeiten begrenzt und weniger schnelle Kohlenhydrate verwendest, vermeidest du starke Blutzucker- und Insulinspitzen und gibst der Bauchspeicheldrüse mehr Ruhe.
Ausreichend zu trinken ist wichtig, aber rund um die Mahlzeit ist es besser, es zu maßvoll zu halten. Zusätzliche Flüssigkeit verdünnt die Magensäfte, wodurch Eiweiße weniger gut vorverdaut werden und zu grob im Darm ankommen. Das kann die Darmfunktion stören, weil Enzyme diese größeren Eiweißbestandteile nicht gut verarbeiten können. Deshalb ist es ratsam, kurz vor, während und direkt nach dem Essen nicht (zu viel) zu trinken.
Jedes Enzym funktioniert innerhalb eines bestimmten pH-Bereichs.9 Ein gestörter Säure-Basen-Haushalt kann den pH-Wert beeinflussen und die Funktion von Enzymen beeinträchtigen. Was du tun kannst, um deinen Säure-Basen-Haushalt im Gleichgewicht zu halten, findest du in unserem anderen Blog.
Regelmäßige Bewegung fördert die Funktion vieler Enzyme, die unter anderem an der Energieproduktion, dem Schutz und der Reparatur von Zellen, der Unterstützung des Immunsystems sowie dem Abbau von Abfallstoffen und Toxinen beteiligt sind.10 So aktiviert Bewegung Stoffwechselenzyme wie AMPK (AMP-aktivierte Proteinkinase), um die Energieproduktion in unseren Zellen optimal zu regulieren.11
Wenn Stress über längere Zeit anhält, kann das möglicherweise die Aufnahme von Nährstoffen beeinflussen, die für die Bildung und Aktivierung von Verdauungsenzymen benötigt werden.12 Außerdem kann er Antioxidans-Enzyme wie Superoxiddismutase (SOD) und Glutathionperoxidase (GPx) sowie CYP-Enzyme beeinflussen.13 Es ist daher sehr wichtig, Stress zu reduzieren. Wie du das machst, liest du in unserem Blog 8 Tipps, um Entspannung zu lernen.
Enzyme sind für nahezu alle Prozesse im Körper entscheidend, von Verdauung und Energieproduktion bis hin zu Zellerneuerung und Immunfunktion. Diese Moleküle funktionieren nur unter den richtigen Bedingungen gut. Ein gesunder Lebensstil mit nährstoffreicher Ernährung, ausreichend Bewegung, weniger Stress und guter Unterstützung der Verdauung hilft, die Enzymaktivität zu fördern.
