Was sind Enzyme? | Themenwelt MensSana

Was sind Enzyme?

Was sind eigentlich Enzyme?

Enzyme sind Werkzeuge der Biochemie. Klingt jetzt schon kompliziert? Keine Sorge, wir schlüsseln das Thema in diesem Blogeintrag verständlich für euch auf.

Wo finden wir Enzyme?

Enzyme befinden sich in großen Mengen in Lebewesen, also auch im menschlichen Körper. Wir finden sie auch in Früchten, aus denen Chemikerïnnen sie isolieren und für unseren Alltagsgebrauch nützlich machen können. Zum Beispiel im Waschmittel. Wirklich praktisch, denn auch bei niedrigeren Temperaturen können verschiedene Arten von Flecken nun wirksam weggewaschen werden. Genauer gesagt, können bestimmte Enzyme die Flecken aufspalten, sodass z.B. der Tomatensaucenfleck sich löst.

Was genau sind Enzyme und was machen sie im menschlichen Körper?

Die meisten Enzyme sind Proteine, genau wie viele andere Strukturen in unserem Körper. Enzyme sind Werkzeuge und Beschleuniger unzähliger Funktionen im Körper. Ohne sie könnten wir nicht funktionieren.

Schaubild Enzymreaktionen | Themenwelt MensSana
Beide Schaubilder zeigen die Reaktionen, die Enzyme durchführen. (1) stellt die Spaltung eines Substrates in zwei neue Produkte dar. (2) zeigt die Zusammenführung zweier Substrate zu einem neuen Produkt. MensSana

Der süße Geschmack, der beim Kauen auf einer Scheibe Brot entsteht, ist beispielsweise dem Enzym Amylase geschuldet. Es zerschneidet die langkettige Stärke im Brot zu kleinen Zuckerbausteinen. Deren Süße schmecken wir dann.

Auch für die Erneuerung unserer Zellen brauchen wir Enzyme. Beispielsweise die DNA-Polymerase. Sie verknüpft einzelne DNA-Bausteine zu einer langen Kette. So wird unsere DNA, unsere Erbinformation, kopiert und neue Zellen können entstehen.

Welchen Nutzen können Enzyme in Nahrungsergänzungsmitteln haben?

In Nahrungsergänzungsmitteln kommen zum Beispiel die Enzyme Bromelain und Papain vor. Sie werden aus der Ananas und aus der Papaya gewonnen.

Sie können bestimmte Proteinverbindungen zerschneiden. Proteine bestehen aus kleinen Bausteinen, den Aminosäuren. Diese Bausteine sind als Kette miteinander verbunden. Unterschiedliche Proteine weisen unterschiedliche Bausteine auf, die in verschiedenen Reihenfolgen aneinandergekettet sind.

Die Ananas bildet das Bromelain, um sich selbst vor Fraßfeinden zu schützen.1 Viele Pflanzen bilden Abwehrstoffe zu ihrem Schutz. Spannenderweise sind einige dieser sogenannten sekundären Pflanzenstoffe sehr nützlich für die Gesundheit des Menschen.2 Bromelaine und Papaine zerschneiden mit Vorliebe Proteine, die bestimmte Bausteine besitzen, welche in einer bestimmten Reihenfolge aneinandergereiht sind. Namentlich handelt es sich dabei um Sulfhydryl-Gruppen.3 Dies ist eine funktionelle Gruppe in Proteinen, die aus einem Schwefel- und einem Wasserstoffatom besteht. In der Chemie schreibt man: „SH“. Man braucht also keine Sorge zu haben, dass diese Enzyme zufällig irgendwelche Körperstrukturen zerschneiden. Aber man kann sie vorteilhaft nutzen, wenn man sich überlegt, wo solche SH-Strukturen vorkommen. An Entzündungsherden beispielweise. Hierzu sollte man sich immer mit geschultem Fachpersonal beraten, zum Beispiel in der Apotheke. Denn die Einnahme von Enzymen kann mit Medikamenten wechselwirken, zum Beispiel mit Blutgerinnungshemmern wie Marcumar oder Eliquis.

Studien mit Bromelain

Verschiedene Studien zeigen, dass Bromelain die Bildung von Entzündungsmediatoren verringern kann4, die Schwellung in Nasenräumen reduzieren kann4, ebenso die Produktion von Nasenschleim5.

Spannend ist auch, dass Bromelain das Zusammenkleben der Blutplättchen zu verringern scheint, also die Blutgerinnungsneigung erniedrigt. Dies wurde in einem Laborversuch im Reagenzglas festgestellt.6 Dies ist eine wichtige Information für Menschen, die blutgerinnungshemmende Medikamente einnehmen. Sie sollten Bromelain- und Papainenzyme nicht einnehmen. Es besteht die Gefahr einer erhöhten Blutungsneigung.

Andere Studien untersuchten die entzündungshemmende Wirkung nach Operationen. Die Autorïnnen Vosáhlo et al. beobachteten in ihrer Studie, dass eine Kombination aus Bromelain, Rutein und Trypsin im Vergleich zum Placebo Entzündung und Schmerz lindern konnte.7 Wegen der blutverdünnenden Wirkung6 sollten Bromelaine und Papaine KEINESFALLS VOR einer Operation eingenommen werden.

Weiterhin untersuchten die Pharmakologin Thitima Kasemsuk und ihre Kollegïnnen den Einsatz von Bromelain bei leichter bis mittelschwerer Kniearthrose. Sie verglichen das Schmerzmittel Diclofenac mit dem Enzym Bromelain mit zwei Versuchsgruppen. In dieser Studie wiesen die Teilnehmenden beider Gruppen verbesserte Schmerz- und Steifigkeitswerte auf. Die Autorïnnen stellten fest, dass die Enzyme in dieser kleinen Studie nach 4 Wochen Einnahme genauso gut wirkten wie das Schmerzmittel Diclofenac.8

Quellen

(1) George, S.; Bhasker, S.; Madhav, H.; Nair, A.; Chinnamma, M. Functional characterization of recombinant bromelain of Ananas comosus expressed in a prokaryotic system, Molecular biotechnology. 2014, 56, pp. 166–174.

(2) Grundlagen der Lebensmittellehre, 1st ed.; Behr’s Verl.: Hamburg, 2011.

(3) Manzoor, Z.; Nawaz, A.; Mukhtar, H.; Haq, I. Bromelain: Methods of Extraction, Purification and Therapeutic Applications, Braz. arch. biol. technol. 2016, 59.

(4) Helms, S.; Miller, A. Natural treatment of chronic rhinosinusitis, Alternative medicine review : a journal of clinical therapeutic. 2006, 11, pp. 196–207.

(5) Tochi, B.; Zhang, W.; Xu, S.; Zhang, W. Therapeutic Application of Pineapple Protease (Bromelain): A Review, Pakistan Journal of Nutrition. 2008, 7.

(6) Metzig, C.; Grabowska, E.; Eckert, K.; Rehse, K.; Maurer, H. R. Bromelain proteases reduce human platelet aggregation in vitro, adhesion to bovine endothelial cells and thrombus formation in rat vessels in vivo, In vivo (Athens, Greece). 1999, 13, pp. 7–12.

(7) Vosáhlo, J.; Salus, A.; Smolko, M.; Němcová, B.; Nordmeyer, V.; Mikles, M.; Rau, S. M.; Erik Johansen, O. Oral enzyme combination with bromelain, trypsin and the flavonoid rutoside reduces systemic inflammation and pain when used pre- and post-operatively in elective total hip replacement: a randomized exploratory placebo-controlled trial, Therapeutic advances in musculoskeletal disease. 2023, 15, 1759720X231186875.

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