Amilaza — encim za razgradnjo škroba: vrste, delovanje in vloga

Amilaza je encim, ki razgrajuje škrob v sladkorje, ki jih telo lahko uporabi.

Natančneje, gre za družino podobnih encimov, ki delujejo v številnih živalih, rastlinah in glivah. Pri ljudeh obstajata dve različici: alfa-amilaza in gama-amilaza.

Alfa-amilaza je glavni prebavni encim. Njen optimalni pH je 6,7-7,0. Najdemo jo v slini in pankreatičnem soku. Prevzema škrobne verige in jih razbije na manjše koščke z dvema ali tremi glukoznimi enotami. Škrob lahko razgradi v maltozo. Med prebavo deluje v ustih in želodcu.

Gama-amilaza ima med vsemi amilazami najbolj kisel optimalni pH, saj je najbolj aktivna pri pH 3. Zato najbolje deluje v želodcu, ki ima kisel pH.

Dodatne informacije o vrstah in delovanju

Amilaze so običajno razdeljene v tri glavne skupine:

• Alfa-amilaza — endo-encim, ki cepi notranje α-1,4 vezi v škrobnih polimereh in povzroči nastajanje krajših oligosaharidov (dekstrinov) ter maltoze. Pri ljudeh sta prisotni salivarna in pankreatična oblika; prebava škroba se začne v ustih in se nadaljuje v majhnem črevesju. Alfa-amilaza deluje najbolje pri blago nevtralnem pH (okoli 6,7–7,0).
• Beta-amilaza — najpogostejša v rastlinah in nekaterih mikroorganizmih; deluje ekso in postopoma sprošča maltozo z zlaganega konca verige.
• Glucoamilaza (včasih imenovana gama-amilaza) — ekso-encim, ki lahko cepi tako α-1,4 kot tudi α-1,6 vezi in sprošča prosto glukozo. Nekateri glukoamilaze iz mikroorganizmov so stabilne pri kislih pogojih (optimalni pH približno 3) in se zato pogosto uporabljajo v industrijskih procesih. Človeški prebavni trakt običajno ne vsebuje značilne glukoamilaze v želodcu; trditev, da „gama-amilaza“ deluje v človeškem želodcu, se nanaša predvsem na mikrobiološke ali industrijske oblike teh encimov.

Mehanizem

Amilaze hidrolizirajo α-1,4 glikozidne vezi v škrobu (amiloza in amylopektin). Alfa-amilaza deluje kot endo-encim (razbija verige znotraj polimera), beta-amilaza kot ekso-encim (odrezuje maltose s terminalnih koncev), glukoamilaza pa sprošča posamezne molekule glukoze. Končni proizvodi prebave lahko vključujejo maltozo, malto-oligosaharide in glukozo, ki so nadalje absorbirani v črevesju.

Kadar je amilaza pomembna v medicini

• Merjenje serumske amilaze je del diagnostike akutnega pankreatitisa — povišane vrednosti amilaze (in lipaze) lahko kažejo na vnetje trebušne slinavke. Lipaza je sicer bolj specifičen marker za pankreatitis.
• Rabljena je tudi pri oceni poškodb žlez slinavk (povišanje slinavorne amilaze), obsežnih poškodbah trebuha, ali pri nekaterih obolenjih, ki zmanjšajo tvorbo encimov.
• Pri interpretaciji rezultatov je treba upoštevati tudi druge vzroke za povišane vrednosti (npr. ledvična odpoved, perforacijačev, nekatera zdravila).

Genetika in razlike med ljudmi

Število kopij gena AMY1 (kodira salivarno amilazo) se med posamezniki razlikuje. Višje število kopij je povezano z višjo aktivnostjo salivarne amilaze in nekateri raziskovalci so ugotavljali povezavo med tem in prehransko prilagoditvijo na dieti bogati z škrobom.

Uporabe v industriji in prehrani

• Amilaze so široko uporabljene v pekarstvu (pomagajo pretvoriti škrob v sladkorje, ki jih uporabljajo kvasovke), v pivovarstvu in proizvodnji sladkorjev iz škroba.
• Industrijske amilaze iz mikroorganizmov so pomembne za saccharifikacijo škroba pri proizvodnji glukoze, dekstrinov in sirupov.

Inhibitorji in klinično-patofiziološke opombe

Nekateri zdravila in spojine zmanjšujejo aktivnost amilaze; farmakološki inhibitorji antropične amilaze / glikozidaz vključujejo npr. akarbose, ki se uporablja za zniževanje glikemije z zaviranjem presnove ogljikovih hidratov v prebavilih. V praksi se pri bolnikih z motnjami prebave škroba ali z nadpovprečno absorpcijo sladkorjev lahko upošteva vpliv teh snovi.

Priporočila za laike

• Prebava škroba začne že v ustih s slino; temeljita žvečenja olajša delovanje amilaz in kasnejšo prebavo v tankem črevesju.
• Pri hudih bolečinah v trebuhu s slabostjo in bruhanjem poiščite zdravniško pomoč — med diagnostičnimi testi lahko zdravnik zahteva krvne teste, kjer se preverja amilaza in lipaza.

Skupaj amilaze predstavljajo ključno skupino encimov za pretvorbo kompleksnih ogljikovih hidratov v prebavljive sladkorje, z velikim pomenom tako za fiziologijo človeka kot za industrijske procese.