Amyláza je enzým, ktorý štiepi škrob a ďalšie polysacharidy na jednoduchšie cukry, ktoré telo môže využiť ako zdroj energie. Pojem „amyláza“ v skutočnosti zahŕňa niekoľko typov enzýmov s rôznymi mechanizmami účinku a optimálnymi pracovnými podmienkami. V prírode sa amylázy vyskytujú u živočíchov, rastlín, húb a mikroorganizmov.

Hlavné typy amyláz a ich vlastnosti

  • Alfa-amyláza – je to endoamyláza, ktorá náhodne štiepi vnútorné α-1,4 glykosidické väzby v reťazcoch škrobu a glykozidov. Výsledkom sú kratšie reťazce, predovšetkým maltóza, maltotrióza a limitné dextríny. U ľudí sú dôležité dve formy alfa-amylázy: slinná a pankreatická. Jej optimálne pH je približne 6,7–7,0, preto je aktívna hlavne v ústach a v prostredí tenkého čreva (po aktivácii pankreatickej šťavy). Slinná alfa-amyláza začína trávenie škrobu už v ústach; po prehĺtaní jej činnosť v žalúdku klesá s poklesom pH a pôsobením pepsínu.
  • Beta-amyláza – je to exoamyláza bežná v rastlinách a niektorých baktériách. Postupne odštiepí maltózové jednotky z neredukujúcich koncov polysacharidového reťazca. Beta-amyláza nie je u ľudí hlavným tráviacim enzýmom škrobu, ale v rastlinnom materiáli hrá dôležitú úlohu pri mobilizácii zásobného škrobu.
  • Gama-amyláza (glukoamyláza) – tiež exoamyláza, schopná hydrolyzovať aj väzby α-1,6 a α-1,4, čím postupne uvoľňuje glukózu jednotku po jednotke. Mnohé glukoamylázy z mikroorganizmov či húb majú optimálne pH v kyslom rozmedzí (napríklad okolo pH 3) a sú preto aktívne pri nízkych pH. V ľudskom tráviacom systéme sa konečné rozkladanie maltózy a oligosacharidov na glukózu vykonáva hlavne pomocou enzymatických komplexov v štetinovitých hranách čreva (brush-border enzýmy), ktoré majú vlastnosti podobné glukoamyláze, ale pôsobia pri neutrálnom až mierne zásaditom pH.

Kde a ako amyláza pôsobí pri trávení

  • V ústach: slinná alfa-amyláza začína rozklad škrobu už pri žuvaní, čo uľahčuje následné trávenie a ovplyvňuje chuť pokrmov.
  • V žalúdku: nízke pH väčšinou inaktivuje veľkú časť slinnej amylázy; niektoré mikrobiálne glukoamylázy sú kyselinám odolné, avšak u človeka sa hlavné dokončenie trávenia škrobu odohráva ďalej v tenkom čreve.
  • V tenkom čreve: pankreatická alfa-amyláza pokračuje v štiepení škrobu na maltozóny a kratšie oligosacharidy. Na epitelových bunkách tenkého čreva potom štetinovité enzýmy (maltáza, glukoamyláza, isomaltáza) rozkladajú tieto produkty až na glukózu, ktorá je vstrebávateľná.

Biologický a klinický význam

  • Amylázy sú nevyhnutné pre využitie škrobu a komplexných sacharidov v strave.
  • Množstvo amylázy v krvi alebo v moči sa používa v medicíne: najmä hladina pankreatickej amylázy stúpa pri zápale pankreasu (akútna pankreatitída). Vyšetrenie sérových enzýmov (amyláza, lipáza) pomáha pri diagnostike ochorení pankreasu.
  • Genetické rozdiely: počet kópií génu pre slinnú amylázu (AMY1) sa líši medzi populáciami a môže ovplyvniť schopnosť rýchlejšie štiepiť škrob a zmeny v zložení mikrobioty.

Praktické a priemyselné využitie

  • Potravinárstvo: amylázy sa používajú pri pekárenskom procese (štiepenie škrobu na jednoduchšie cukry podporuje kvasenie), v pivovarníctve a pri výrobe glukózových sirupov.
  • Priemyselné aplikácie: amylázy sú súčasťou pracích prostriedkov na odstraňovanie škrobových škvŕn; tiež sa využívajú v biotechnologických procesoch.

Ďalšie poznámky

Aj keď sa v popularizovaných textoch často rozlišujú len alfa- a gama-amyláza, biologicky existuje viac foriem s rôznymi mechanizmami (endo- vs. exo-činnosťou) a rozličnými optimami pH a teploty. Pre ľudské trávenie je najdôležitejšia alfa-amyláza (sliny a pankreas) a následná aktivita štetinovitých glukoamyláz v tenkom čreve, ktoré zabezpečia konečný vznik glukózy vstrebateľnej do krvi.