Funciones de las enzimas en el metabolismo y digestión

Las enzimas y las funciones que estas desempeñan son esenciales para la vida, ya que actúan como catalizadores, acelerando prácticamente todas las reacciones químicas que ocurren en nuestro cuerpo. El conjunto de estas reacciones, que incluyen la síntesis y degradación de diversas sustancias a nivel celular, forman parte de lo que conocemos como metabolismo.

¿Qué son las enzimas?

Las enzimas son proteínas especializadas que actúan como catalizadores biológicos en las reacciones químicas del organismo. Un catalizador es una sustancia que favorece o acelera una reacción química. Sin la acción de las enzimas, las reacciones químicas en el cuerpo humano serían demasiado lentas para poder vivir. Cada enzima tiene un “sitio activo” donde se une al “sustrato”, la molécula que será transformada durante la reacción. Las enzimas son específicas: cada una cataliza una reacción particular.

El metabolismo humano, que incluye todas las reacciones químicas que ocurren en las células para mantener la vida, depende directamente de las enzimas. Por ejemplo, las enzimas digestivas ayudan a descomponer alimentos en moléculas más pequeñas que el cuerpo puede utilizar para obtener energía o construir tejidos. Este proceso, conocido como digestión, es uno de los muchos aspectos en los que las enzimas son cruciales.

Tipos de enzimas y sus funciones

Existen varios tipos de enzimas y sus funciones varían dependiendo del tipo de molécula o sustrato sobre el que actúan y el proceso que facilitan. Entre las enzimas esenciales para la digestión de los alimentos que ingerimos se encuentran las proteasas (como la pepsina), que actúan sobre las proteínas; las amilasas, que descomponen los carbohidratos; las lipasas, encargadas de la digestión de las grasas; y la lactasa, que permite la digestión de la lactosa. Cada una de las funciones de las enzimas se desarrollan en unas condiciones y pH específicos.

Pepsina y su función

La pepsina es una enzima digestiva perteneciente a la familia de las proteasas, localizada en el estómago. Su función es descomponer las proteínas de la dieta en péptidos más pequeños. La pepsina se activa a partir del pepsinógeno, su precursor inactivo, en condiciones de pH muy ácido, características del estómago. Esta enzima desempeña un papel fundamental en la digestión inicial de las proteínas ya que, sin ella, las proteínas no podrían ser fragmentadas en péptidos ni ser absorbidas posteriormente en el intestino delgado, una vez descompuestas en aminoácidos por parte de las proteasas tripsina y quimotripsina.

Amilasa y su función

Las amilasas son un grupo de enzimas responsables de descomponer carbohidratos complejos (como el almidón) en azúcares más simples. Existen diferentes tipos de amilasas, siendo la alfa-amilasa la más común. Esta se encuentra tanto en la saliva (amilasa salival) como en el páncreas (amilasa pancreática), donde se secreta al intestino delgado. Su principal función es romper los enlaces alfa-1,4 glucosídicos del almidón (compuesto por amilosa y amilopectina). Este proceso da lugar a la obtención de carbohidratos más sencillos, lo cual es crucial para que el cuerpo pueda absorber estos azúcares y utilizarlos posteriormente como fuente de energía.

Lactasa y su función

La lactasa es una enzima clave para la digestión de la lactosa, el azúcar presente de forma natural en la leche y los productos lácteos. Esta enzima se produce en el intestino delgado y tiene la función de descomponer la lactosa en dos azúcares simples: glucosa y galactosa, para que así puedan ser absorbidos por el cuerpo. La actividad de la lactasa es crucial durante los primeros años de vida, cuando la leche es la principal fuente de nutrición. Sin embargo, en algunas personas, la producción de esta enzima disminuye con la edad, lo que genera dificultad para digerir la lactosa. Sin suficiente enzima lactasa, la lactosa no se descompone adecuadamente, lo que puede llevar a malabsorción e intolerancia a la lactosa, manifestándose con síntomas como gases, hinchazón y malestar digestivo.

Lipasa y su función

Las lipasas son un grupo de enzimas esenciales en la digestión de las grasas, específicamente los triglicéridos. La más importante para la digestión es la lipasa pancreática, que se libera desde el páncreas al intestino delgado. La función de la lipasa pancreática es descomponer los triglicéridos, las principales grasas presentes en los alimentos, en sus componentes más simples: ácidos grasos y glicerol, que luego son absorbidos en el intestino delgado y utilizados como fuente de energía, para formar membranas celulares o almacenados en el tejido adiposo en el cuerpo. 

Importancia de las enzimas en el metabolismo

No solo existen las enzimas digestivas como la pepsina, amilasa, lactasa o lipasa, encargadas de descomponer los alimentos; hay muchos otros tipos de enzimas que son esenciales para el metabolismo en general. Por ejemplo, las oxidorreductasas participan en la transferencia de electrones durante la respiración celular, crucial para la producción de energía. Las transferasas transfieren grupos funcionales entre moléculas, facilitando la síntesis de compuestos importantes, como los aminoácidos. Las ligasas son responsables de unir moléculas, necesarias en la reparación y replicación del ADN, mientras que las hidrolasas rompen enlaces en presencia de agua, como ocurre en muchas reacciones catabólicas. 

El metabolismo incluye dos grandes procesos: el anabolismo, donde se sintetizan moléculas complejas a partir de otras más simples, y el catabolismo, que descompone compuestos grandes en unidades más pequeñas, liberando energía. Las enzimas aceleran estas reacciones metabólicas al reducir la energía de activación requerida, lo que hace posible que las reacciones ocurran a la velocidad necesaria para el funcionamiento celular. Sin las enzimas, la vida no sería posible, ya que las reacciones bioquímicas ocurrirían demasiado lentamente para sostener los procesos necesarios para la supervivencia.