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Enzyme

Enzyme sind lebenswichtig für die verschiedensten Stoffwechselprozesse im Körper. Lesen Sie hier, was genau Enzyme sind, wie sie arbeiten und was Isoenzyme, Sekretenzyme und Zellenzyme sind!

Was sind Enzyme?

Enzyme sind Stoffe (meist Eiweiße), die chemische Reaktionen in lebenden Organismen beschleunigen (Biokatalysatoren): Sie besitzen spezifische Bindungsstellen, an die nur das jeweilige Substrat binden kann. Während der chemischen Reaktion geht das Enzym mit dem Substrat eine vorübergende Bindung ein. Aus der Reaktion entsteht dann das Produkt und das Enzym wird unverändert wieder frei.

Viele Enzyme benötigen zusätzliche Stoffe, damit sie eine chemische Reaktion beschleunigen können. Diese Zusatzstoffe heißen Coenzyme. Häufig sind dies Vitamine. Außerdem hängt die Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren ab, unter anderem von der Temperatur und vom pH-Wert. Für jedes Enzym gibt es eine ideale Temperatur und einen idealen pH-Wert.

Enzyme sind für den Stoffwechsel unverzichtbar und in allen Zellen des Körpers enthalten. Je nach Art des Gewebes sind es jedoch unterschiedlich viele. Eine durchschnittlich große Säugetier-Zelle enthält etwa 3000 Enzyme.

Einheit - International Units

Die Geschwindigkeit, mit der Enzyme eine chemische Reaktion umsetzen, wird als Aktivität bezeichnet. Diese wird oft in Internationalen Einheiten (IU = International Unit) angegeben, obwohl es inzwischen auch die SI-Einheit Katal gibt. Die SI-Einheit konnte sich aber bisher nicht durchsetzen.

Eine IU entspricht derjenigen Enzymmenge, die 1 µmol Substrat pro Minute umsetzt. Die Aktivität von Enzymen im Blutserum wird im allgemeinen als Volumenaktivität pro Liter Serum angegeben: IU/Liter Serum. Die Aktivität von Enzymen in Gewebeproben bezieht man meist auf den Eiweißgehalt (= Proteingehalt) der Probe: IU/Milligramm Protein.

Isoenzyme

Isoenzyme sind Enzyme mit unterschiedlichen Eiweißbausteinen, die aber dieselbe Reaktion beschleunigen. Sie setzen also die gleichen Substrate um, jedoch mit unterschiedlicher Aktivität. Isoenzyme kommen im Körper sehr häufig vor. Ein Beispiel ist die Creatinkinase, die sowohl im Herzmuskel als auch in der Skelettmuskulatur vorkommt.

Sekretenzyme und Zellenzyme

Im Blutplasma des Menschen kurbeln diverse Enzyme chemische Reaktionen an. Die Aktivität dieser Enzyme kann man im Blut nachweisen. Einige Enzyme schütten die Zellen ins Blutplasma aus, zum Beispiel für die Blutgerinnung. Diese Enzyme heißen Sekretenzyme. Hierzu gehören auch Enzyme, die in den Verdauungstrakt ausgeschieden werden und mithelfen, die Nahrung zu verdauen wie Amylase oder Lipase.

Andere Enzyme gelangen erst dann ins Blutplasma, wenn die Zellen zerstört werden, in denen sie produziert werden. Diese Enzyme heißen Zellenzyme. So kann man beispielsweise nach einem Herzinfarkt die Zellenzyme CK und die cardialen Troponine nachweisen, bei einem Leberschaden GOT, GPT und Gamma GT.

Wichtige Organsysteme und ihre Enzyme (Auswahl)

Bauchspeicheldrüsenenzyme

Amylase, Lipase, Elastase, AP

Herzenzyme

Creatinkinase, Myoglobin, cardiale Troponine

Leberenzyme

GOT, GPT, Gamma-Gt

Manche Menschen leiden an genetisch bedingten Enzymdefekten. Dazu zählen zum Beispiel die Phenylketonurie und die Eisenspeicherkrankheit.

Mittels Medikamenten kann man gezielt die Aktivität von Enyzmen hemmen oder verstärken, um bestimmte Krankheiten oder Beschwerden günstig zu beeinflussen.

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Autor:
Dr. med. Karlheinz Zeilberger
Quellen:
  • Lothar, T.: Labor und Diagnose, Th-Books, 6. Auflage, 2005
  • Neumeister, B. et al.: Klinikleitfaden Labordiagnostik, Elsevier/Urban & Fischer, 4. Auflag, 2009
  • Löffler, G.: Basiswissen Biochemie, Springer-Verlag, 7. Auflage, 2008
  • Roche Lexikon der Medizin, Elsevier/Urban & Fischer Verlag, 5. Auflage, 2013
  • Pschyrembel, Klinisches Wörterbuch Online: www.pschyrembel.de (Abruf: 10.12.2017)
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