Kompleksne smese enzima - podrška

digestivnomsistemu

Nevena Ivanović

Sadržaj

Definicija, podela i poreklo enzima

Istorijat primene enzima

Značaj i primena proteaza

Značaj i primena lipaza

Značaj i primena karbohidraza

Multienzimske smeše enzima-područje primena

Aktivnost enzima

Bezbednost primene

Enzimi – definicija, podela

• Proteini koji katalizuju hemijske

reakcije u živom organizmu

• Digestivni i metabolički enzimi 1

Enzimi hrane

• Enzimi hrane

• Doprinose digestiji u GIT-u

• Termički tretman ih inaktiviše

• Kompenzacija

suplementacijom

Primena enzima-zašto?

• Hrana koja sadrži enzime i koja je

enzimski modifikovana hrana se

konzumira hiljadama godina

• Proizvodnja sireva, hleba, sušenog

mesa, vina, soja sos, tempeh, miso

• Primena kvasca u stimulaciji digestije

(proteaze i amilaze)2

Primena enzima-zašto?

• 1940 dr Edward Howell

• Enzimi mogu imati važnu ulogu u humanoj ishrani,

isto kao i vitamini i minerali 1,3

• Enzimska aktivnost sirovih namirnica • važna za proces digestije – „predigestija“ u fundusu želuca

• „štedi“ digestivne enzime organizma

• Dokazi4

• Animalna studija (razlaganje skroba iz netretiranog i tretiranog ovsa)

• In vitro studije (autodigestija sirovih namirnica u uslovima optimalnim za

dejstvo enzima)

Primena enzima -počeci

• 60 godina primene („digestive aid“)

• 1948 PDR – 9 enzima5

• 1966 PDR – 37 enzima (proteaze, bljne amilaze i

celulaze)6

• Više od 20 godina primene kao dodaci ishrani u

Severnoj Americi

• 2011. Nutritional Business Journal SAD7

o 20. mesto

o 4% tržišta SAD

Proteaze• Proteolitički enzimi

o asistiraju u digestiji dijetarnih proteina

o Sistemska primena

Proteaze-digestivna primena

• Animalne studijeo Suplementacija proteazama omogućava i bolju digestiju vlakana u

ćelijskom zidu dejstvom mikrobioloških enzima8

• Humane studije – malobrojneo Enzimska predigestija proteina mesa redukuje alergogeni odgovor kod

dece9

o Specifične proteaze redukuju simptome povezane sa intolerancijom na

pšenicu (gluten) i mlečne proizvode (kazein)

• Peptidne frakcije bogate prolinom su visoko rezistetnte na dejstvo

digestivnih enzima10

• Akivacija T ćelija i autoimunsko oštećenje mukoze GIT-a – glutenska

enteropatija (celiačna bolest)10

• Opoidna aktivnost ovih peptida u CNS pokreće neurološke simptome

koji se često viđaju kod dece sa celijačnim oboljenjem i autizmom11

Proteaze

• Prolil-endopetidaza (PEP)i dipeptid-peptidaze IV (DPP-IV)

o In vitro studija - seku terminalne dipeptide sa prolinskim

ostacima 10,12

• DPP-IV

o niska kod osoba sa celijačnom bolesti13

o kod osoba sa autizmom nađena Anti-DPP-IV antitela14

o enzimski preparati mogu popraviti neurološke i digestivne

simptome kod autističnih osoba15

• PEP

o redukuju nivo i imunotoksičnost petida glutena u

animalnom modelu16

Proteaze – sistemska primena

• Primena između obroka

• Veliki molekuli nepromenjeni prolaze kroz mukozu

Git i dospevaju u cirkulaciju 17,18,19

• Redukovanje inflamacije, regulacija produkcije

citokina, indukcija antiproteinaza i

imunomodulatorna aktivnost

Proteaze – sistemska primena

• Animalne studije

o Bromelain smanjio inflamaciju

(PGE2 i supstanca P)20

• Humane studije

o Bromelain i tripsin redukuju bol i

ukočenost kod osoba sa

nekomplikovanim bolovima u

zglobovima i osteoartritisom21,22

Karbohidraze

• Primena u ishrani životinja

o Povećan energetski unos i poboljšanje u rastu životinja i

dnevnom porastu mase 23,24

• Kliničke studije

o Laktaza – netolerancija na laktozu

o Alfa-galaktozidaza - flatulencija

Karbohidraze

Laktaza

• Netolerancija na laktozuo Najčešći enzimski poremećaj

o ETNO-SPECIFIČNA (5% u Severnoj Evropi, 90%

Africi i Aziji) 25

• Primena laktaze mikrobiološkog

porekla redukuju simptome

dozno-zavisnim efektom26-28

o Dodaci ishrane

o Mlečni proizvodi u koji je dodatata laktaza

Karbohidraze

Alfa-galaktozidaza

o Hidroliza alfa–(1-6) galaktozidnih veza

o Galaktooligosaharidi leguminoza,

povrća iz porodice kupusa i nekih

žitarica

o Smanjenje GIT tegoba29,30

Karbohidraze

Celulaza

Hemicelulaza

Pektinaza

Ksilaza

• Ne postoje u humanom

organizmu

• Digestija dijetnih vlakana

• Iskorišćenje nutrijenata

Karbohidraze

Primena karbohidraza – budućnost?

• Hronične dijareje

• Autizam

Lipaza

• 85% digestije lipida zavisi od pankreasne lipaze

• Malapsorpcija masti – prvi simptom

• Slaba kompenzacija

• Sekrecija lipaza prvo izostaje

• Najoosetljiviji enzim na nisku pH i dejstvo

proteaza

• Deficit lipaze

• Steatoreja

• Poremećaj apsorpcije liposolubilnih

vitamina i esencijalnih MK

• Gubitak u težini

EPI

• Egzokrina pankreasna insuficijencija (EPI)

• Hronični pankreatitis (70% alkoholizam)

• Cistična fibroza

• Dijabetes tipa 1 i 2

• Abdominalni bolovi, maldigestija, steatoreja,

malnutricija, alergije

EPI

• Suplementacija enzimima pankrease sa

visokom dozom lipaze – normalizacija

digestije lipida kod 63% pacijenata sa

hroničnim pankreatitisom 31

• Terapija izbora -Supstituciona terapija

enzimima pankreasa (pankreasna lipaza)

• Konvencionalni preparati (veće doze)

• Gastrorezistentni oblici

• Istraživanja ukazuju i na efikasnost lipaza

mikrobiolokog porekla u tretmanu

malapsorpcije i steatoreje 32,33

EPI• Animalni enzimi vs. enzimi mikrobiološkog

porekla

• Doziranje: 25-40 000USP (max. 75000USP)

po obroku

• 4800 U lipaze (A. oryzae) kao 60000 U

enzima pankreasa (pankreatin)34

• 75000 U lipaze 100 000 U

gastrorezistentog pankreatina 360 000

LU konvencionalnog preparata 35

Enzimi pankreasa

• Himotripisin, tripsin, pankreatin i

pankreasna lipaza (svinja)

• Osetljivi na želudačnu kiselinu i

pepsin u želucu

• Aktivnost zavisi od specifične

pH vrednosti u tankom crevu

• Nisu pogodni za vegeterijance

Enzima pankreasa

• Sa starenjem opada i funkcija

pankreasa36,37

• Promene u strukturi i funkciji

pankeasa koja utiču na

pankreasnu sekreciju38

• Mogućnost korišćena digestivnih

enzima kod starijih osoba u cilju

održanja normalne funkcije GIT-a

Enzimi pankreasa

• Enzimi pankreasa mogu redukuju

postprandijalni sindrom kod

zdravih osoba 39

• Preporučuju se za digestivne

poremećaje praćene

nadimanjem i stvaranjem gasova

• Zahtevaju se dodatna istraživanja

Enzimi mikrobiološkog porekla

• Široki spektar digestivnih

enzima

• Visoka stabilnost i aktivnost

pri opsegu pH 2-10

Enzimi biljnog porekla

Bromelain

Papain

Enzimska suplementacija i inflamacija

• Najverovatnije potiče od aktivnosti

proteaza

• Suplementacija bromelainom -

smanjenje edema i poboljšano

zaceljivanje40

• Kombinacija tripsina i bromelaina –

sinergistični efekat 41,42

• In vitro studija – kombinacija bromelaina,

papaina i amailaze – proinflamantorni

efekat43

• Nejasno da li primena ovih enzima

pokazuje proinflamantorno ili

antiinflamantorno dejstvo

Enzimska suplementacija i OA

• Kombinacija bromelaina, tripsina i

rutina redukovala bolove kod

osoba sa artritisom kolena u

poređenju sa diklofenom44

• Manje neželjenih efekata i bolja

podnošljivost

• U drugoj studiji nakon 6 nedelje

primene ova kombinacija enzima i

flavonoida pokazala veću

efikasnost od NSAIL 45

Enzimska suplementacija i

kancer

• Rezultati studija oprečni

• Suplementacija enzimima poboljšala kvalitet života

pacijentima sa kolorektalnim karcinom46

• Nema efekata kod smanjenja toksični efekata radioterapije

kod tumora organa male karlice47

• Retrospektivna studija – povećano preživljavanje pacijenata

koji su se lečili od multiple mijeloma nakon oralne primene

enzima u trajanju od 6 meseci48

• Mehanizam dejstva nije predložen

Multienzimski preparati

• Primena ovih preparata može poboljšati digestiju i

ublažiti gastrointestinalne probleme

• In vitro experiment 49

o Normalni uslovi u Git –u – značajno poboljšanja digestija UH

o Smanjena sekrecija u želucu i GIT-u – značajno poboljšanja digestija i UH i

proteina

• Humana studija 150

o Pacijenti na ishrani gastričnom sonom

o Multienzimski preparat (bromelain, proteaza, amilaza, celulaza, laktaza,

lipaza)

o 15 dana

o Povećani proteini plazme, poboljšana imuna funkcija (limfociti)

o Prestankom suplementacije nutritivni status se vratio na prethodno stanje

Multienzimski preparati

• Humana studija 2 51

o Dvostruko slepa, placebo kontrolisana

studija

o Hospitalizovani pacijenti sa GIT

problemima

o Multienzimski preparat (proteaze,

karbohidraze, lipaze), kombinacija

pankreasnih enzima i enzima

mikrobiološkog porekla

o 8 nedelja

o Redukovan bol u abdomenu, nauzeja,

povraćanje, gorušica, flatulencija,

nadimanje i poboljšan apetit

Jedinice enzimske aktivnosti

• Food Chemical Codex (FCC)42

• Američka Farmakopeja (USP)43

• Standardizovani testovi

• Poređenje proizvoda po enzimskoj aktivnosti

Jedinice enzimske aktivnosti

Određivanje enzimske aktivnosti

Označavanje proizvoda

Pravilnika o kvalitetu i drugim

zahtevima za enzimske

preparate za prehrambene

proizvode

(“Sl. list SRJ”, br. 12/2002 i “Sl. list SCG”,

br. 56/2003 – dr. pravilnik i 4/2004 –

dr. pravilnik)!

41 enzim

Bezbednost enzimskih preparata

Bezbednost enzimskih preparata

• Generalno bezbedni

• Alergijske reakcije nakon

ponovljene inhalacije (radnici u

fabrikama)

• Iritacija kože (proteaze)

Bezbednost enzimskih preparata

• Kontraindikacije:o Oštećena mukoza GIT-a (gastritis,

ulkus, GERB)

o Dijabetičari (povećanje nivoa

glukoze u krvi)

o Osobe na antikoagulantnoj terapiji

o Osobe preosetljive na neki od

sastojaka preparata

• Upozorenjeo Trudnice i dojilje i osobe mlađe od

18.god

Način primene

• UZ OBROK!!!

• HRANA NE SME DA BUDE VRUĆA!

• DOZIRANJE – PREPORUKA

PROIZVOĐAČA

• AKO EFEKAT IZOSTANE ?o POVEĆATI DOZU UZ KONSULTACIJU SA

LEKAROM

o PREKINUTI PRIMENU

Literatura1. Howell E. Enzyme Nutrition: The Food Enzyme Concept. Wayne, NJ: Avery Publishing Group, Inc.; 1985.

2. IRWIN W. SIZER, MEDICAL APPLICATIONS OF MICROBIAL ENZYMES; ADVANCES IN APPLIED MICROBIOLOGY,

(D. Perlman ed.) (1972)

3. Howell E. The Status of Food Enzymes in Digestion and Metabolism. Chicago: National Enzyme Company; 1946.

4. Vonk, HJ and Western, JRH. Comparative Biochemistry and Physiology of Enzymatic Digestion. London; Orlando:

Academic Press; 1984.

5. PHYSICIAN’S DESK REFERENCE (J. Jones et al. eds. Medical Economics Inc.) (1948).

6. PHYSICIAN’S DESK REFERENCE (H. Bull et al. eds. Medical Economics Inc.) (12th ed. 1966).

7. Orally Administered Enzyme Food Supplement Safety Overview. Enzyme Technical Association.

www. enzymeassociation.com

8. Eun JS, Beauchemin KA. Effects of a proteolytic feed enzyme on intake, digestion, ruminal fermentation, and milk

production. J. Dairy Sci 2005;88:2140-53.

9. Fiocchi A, Restani P, Riva E, et al.Meat allergy: II--Effects of food processing and enzymatic digestion on the

allergenicity of bovine and ovine meats. J Am Coll Nutr 1995;14:245-50.

10. Koch S,Anthonsen D, Skovbjerg H, Sjöström H.On the role of dipeptidyl peptidase IV in the digestion of an

immunodominant epitope in celiac disease. Adv Exp Med Biol 2003;524:181-7.

11..Shattock P, Whiteley P. Biochemical aspects in autism spectrum disorders: updating the opioid-excess theory

and presenting new opportunities for biomedical intervention. Expert Opin Ther Targets 2002;6:175-83.

12. Stepniak D, Spaenij-Dekking L, Mitea C, et al. Highly efficient gluten degradation with a newly identified prolyl

endoprotease: implications for celiac disease. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2006;291:G621-9.

13. Detel D, Persic M, Varljen J. Serum and intestinal dipeptidyl peptidase IV (DPP IV/CD26) activity in children with

celiac disease. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2007;45:65-70.

14.. Vojdani A, Bazargan M, Vojdani E, et al. Heat shock protein and gliadin peptide promote development of

peptidase antibodies in children with autism and patients with autoimmune disease. Clin Diagn Lab Immunol

2004;11:515-24.

15. Houston D. Compositions and methods relating to reduction of symptoms of autism. U.S.

Patent 6,821,514, filed December 6, 2002, and issued November 23, 2004.

16. Gass J, Bethune MT, Siegel M, Spencer A, Khosla C. Combination enzyme therapy for gastric digestion of

dietary gluten in patients with celiac sprue. Gastroenterology 2007;133:472-80.

17. Jackson D, Walker-Smith JA, Phillips AD. Macromolecular absorption by histologically normal and

abnormal small intestinal mucosa in childhood: an in vitro study using organ culture. J Pediatr Gastroenterol

Nutr 1983;2:235-47.

18. Maurer HR. Bromelain: biochemistry, pharmacology and medical use. Cell Mol Life Sci 2001;58:1234-45.

19. Rothman S, Liebow C, Isenman L. Conservation of digestive enzymes Physiol Rev 2002;82;1-18.

20. Gaspani L, Limiroli E, Ferrario P, Bianchi M. In vivo and in vitro effects of bromelain on PGE2 and SP

concentrations in the inflammatory exudate in rats. Pharmacology 2002;65:83-6.

21.. Walker AF, Bundy R, Hicks SM, Middleton RW. Bromelain reduces mild acute knee pain and improves

well-being in a dose-dependent fashion in an open study of otherwise healthy adults. Phytomedicine

2002;9:1-6.

22. Klein G, Kullich W. Short-term treatment of painful osteoarthritis of the knee with oral enzymes: a

randomised, double-blind study versus diclofenac. Clin Drug Invest 2000;19:15-23.

23. Beauchemin KA,Colombatto D,Morgavi DP,Yang WZ.Use of exogenous fibrolytic enzymes to improve

feed utilization by ruminants. J. Anim. Sci 2003;81(E. Suppl. 2):E37-47.

24. Omogbenigun FO, Nyachoti CM, Slominski BA. Dietary supplementation with multienzyme preparations

improves nutrient utilization and growth performance in weaned pigs. J Anim Sci 2004;82:1053-61.

25. Sahi T. Hypolactasia and lactase persistence. Historical 38. review and the terminology. Scand J

Gastroenterol Suppl 1994; 202:1-6.

26. Lin MY, Dipalma JA, Martini MC, et al. Comparative effects of exogenous lactase (betagalactosidase)

preparations on in vivo lactose digestion. Dig Dis Sci 1993;38:2022-7.

27. Corazza GR, Benati G, Sorge M, et al. beta-Galactosidase from Aspergillus niger in adult lactose malabsorption: a

double-blind crossover study. Aliment Pharmacol Ther 1992;6:61-6.

28. Ramirez FC, Lee K, Graham DY. All lactase preparations are not the same: results of aprospective, randomized,

placebo-controlled trial. Am J Gastroenterol 1994;89:566-70.

29. Di Stefano M,Miceli E, Gotti S, et al. The effect of oral alpha-galactosidase on intestinal gas production and gas-

related symptoms. Dig Dis Sci 2007;52:78-83.

30. Ganiats TG, Norcross WA,Halverson AL, Burford PA, Palinkas LA. Does Beano prevent gas?A double-blind crossover

study of oral alpha-galactosidase to treat dietary oligosaccharide intolerance. J Fam Pract 1994;39:441-5.

31. Dominguez-Munoz JE, Iglesias-Garcia J, Iglesias-Rey M, Figueiras A, Vilarino-Insua M. Effect of the administration

schedule on the therapeutic efficacy of oral pancreatic enzyme supplements in patients with exocrine pancreatic

insufficiency: a randomized, three-way crossover study. Aliment Pharmacol Ther 2005;21:993-1000.

32. Griffin SM, Alderson D, Farndon JR Acid resistant lipase as replacement therapy in chronic pancreatic exocrine

insufficiency: a study in dogs. Gut 1989;30:1012-5.

33. Zentler-Munro PL, Assoufi BA, Balasubramanian TK, Cornell S, Benoliel D. Therapeutic potential and clinical efficacy

of acid-resistant fungal lipase in the treatment of pancreatic steatorrhoea due to cystic fibrosis. Pancreas 1992;7:311-9

34. Griffin SM, et al. Acid resistant lipase as replacement therapy in chronic pancreatic exocrine insufficiency: a study

in dogs. Gut 1989;30:1012-15.

35. Schneider MU, et al. Pancreatic enzyme replacement therapy: comparative effects of conventional and enteric-

coated microspheric pancreatin and acid-stable fungal enzyme preparations on steatorrhea in chronic pancreatitis.

Hepato-gastroenterol 1985;32:97-102.

36. Vellas BJ, Balas D, Lafont C, et al. Adaptive response of pancreatic and intestinal function to nutritional intake in

the aged. J Am Geriatr Soc 1990; 38(3):254–258.

35. Laugier R, Bernard JP, Berthezene P, et al. Changes in pancreatic exocrine secretion with age: Pancreatic exocrine

secretion does decrease in the elderly. Digestion 1991; 50(3–4):202–211.

38.Farges MC, Vasson MP, Davot P, et al. Supplementation of oral nutrition with pancreatic enzymes improves the

nutritional status of aged endotoxemic rats. Nutrition 1996;12(3):189–194.

39. Suarez F, Levitt MD, Adshead J, et al. Pancreatic supplements reduce symptomatic response of healthy

subjects to a high fat meal. Dig Dis Sci 1999; 44(7):1317–1321.

40. Taussig SJ, Batkin S. Bromelain, the enzyme complex of pineapple (Ananas comosus) and its clinical

application: an update. J Ethnopharmacol. 1988;22(2):191-203.

41. Lotz-Winter H. On the pharmacology of bromelain: an update with special regard to animal studies on dose-

dependent effects. Planta Med. 1990;56(3):249-253.

42.. Ito C, Yamaguchi K, Shibutani Y, et al. Anti-inflammatory actions of proteases, bromelain, trypsin and their

mixed preparation (author’s transl) [in Japanese]. Nihon Yakurigaku Zasshi.1979;75(3):227-237.

43. Desser L, Rehberger A, PaukovitsW. Proteolytic enzymes and amylase induce cytokine production in human

peripheral blood mononuclear cells in vitro. Cancer Biother. 1994;9(3):253-263.

44.Klein G, Kullich W, Schnitker J, Schwann H. Efficacy and toleranceof an oral enzyme combination in painful

osteoarthritis of the hip: a double-blind, randomised study comparing oral enzymes with non-steroidal anti-

inflammatory drugs. Clin Exp Rheumatol. 2006;24(1):25-30.

45.. Akhtar NM, Naseer R, Farooqi AZ, Aziz W, Nazir M. Oral enzyme combination versus diclofenac in the treatment

of osteoarthritis of the knee: a double-blind prospective randomized study. Clin Rheumatol. 2004;23(5):410-415.

46. Popiela T, Kulig J, Hanisch J, Bock PR. Influence of a complementary treatment with oral enzymes on patients

with colorectal cancers: an epidemiological retrolective cohort study. Cancer Chemother Pharmacol.

2001;47(suppl):S55-S63.

47. Martin T, Uhder K, Kurek R, et al. Does prophylactic treatment with proteolytic enzymes reduce acute toxicity of

adjuvant pelvic irradiation? results of a double-blind randomized trial.Radiother Oncol. 2002;65(1):17-22.

48. Sakalova A, Bock PR, Dedik L, et al. Retrolective cohort study of an additive therapy with an oral enzyme

preparation in patients with multiple myeloma. Cancer Chemother Pharmacol. 2001;47(suppl):S38-S44.

49. Medhekar R. The First Quantitative Evidence Proving The Efficacy Of Supplemental Enzymes. National

Enzyme Company 2004.

50. Glade MJ, Kendra D, Kaminski MV. Improvement in protein utilization in nursing-home patients on tube

feeding supplemented with an enzyme product derived from Aspergillus niger and bromelain. Nutrition

2001;17:348-50 [Research Letter].

51. Karani S,Kataria MS, Barber AE. A double-blind clinical trial with a digestive enzyme product. Br J Clin

Pract 1971;25:375-7.