Die Aufnahme von Nahrungsmitteln, die reich an komplexen Zuckerverbindungen und Fett sind, führt bei vielen Menschen zu Blähungen und anderen schmerzhaften Beschwerden des Magen-Darm-Traktes. Die Einnahme ausgewählter Enzyme hilft dem Körper, Nährstoffe besser zu verdauen und beugt dem Auftreten gastrointestinaler Symptome im Rahmen der täglichen Nährstoffzufuhr vor.
Alpha-Galactosidase
Alpha-Galactosidase A (Melibiase) ist ein lysosomales Enzym, das im Körper am Abbau von komplexen Kohlenhydraten (sog. FODMAPs) und Glykosphingolipiden beteiligt ist. Alpha-Galactosidase hydrolisiert sowohl die Glykosidbindungen in Alpha-Galaktopyranosiden, als auch den Galaktoserest in Globotriaosylceramiden.
Amylasen
Alpha- und Beta-Amylasen werden von den Zellen des exokrinen Pankreas (Pankreasamylasen) und den Speicheldrüsen der Mundhöhle gebildet (Speichelamylasen). Amylasen sind Enzyme, die alpha-1,4-glykosidische Bindungen von polymeren Kohlenhydraten (z.B. Stärke, welche aus etwa 30% Amylose und 70% Amylopektin besteht) in Oligosaccharid- bzw. Disaccharid-Einheiten hydrolisieren. Bei alpha-Amylase handelt es sich um ein Endo-Enzym, welches spezifisch 1,4-glykosidische Bindungen im Inneren eines Stärke-Moleküls angreift, wohingegen beta-Amylasen als Exo-Enzyme zusätzlich alpha-1,6-glykosidische Bindungen vom Kettenende her spalten können.
Cellulasen
Bei Cellulasen handelt es sich um Enzyme, die pflanzliche Zellulose zu Glucose abbauen können. Die meisten Tiere sowie der Mensch produzieren selbst keine Cellulasen und können daher den Hauptteil der Energie in pflanzlicher Nahrung nicht nutzen. Viele Pflanzenfresser hingegen, so etwa Rinder, sind in der Lage mithilfe symbiontisch lebender Bakterien im Darm die Zellulose enzymatisch aufzuspalten. Den Aufschluss von Zellulose zu Glukose vermitteln in nacheinandergeschaltenen Ebenen die drei Hauptenzyme Endocellulase, Exocellulase und Cellobiase.
Dipeptidylpeptidase 4
Bei dem ubiquitär nachweisbaren proteolytischen Enzym Dipeptidylpeptidase 4 (DPP-IV; CD26) handelt es sich um eine Exopeptidase, die spezifisch am aminoterminalen Ende einer Polypeptidkette Dipeptide abspaltet. DPP-IV inaktiviert unter anderem auch das Darmhormon Glucacon-like Peptide-1 (GLP-1), welches die Insulinsekretion nach einer Mahlzeit anregt, sowie das wirkungsähnliche Gastric Inhibitory Polypeptide (GIP).
Hemicellulase
Hemicellulase bezeichnet eine Mischung aus glykolytischen Enzymen, die Hemicellulose aufspalten können. Zu den Hauptkomponenten von Hemicellulose zählen unter anderem Hexosen (Mannose, Glucose, Galactose) und Pentosen (Xylose, Arabinose). Repräsentative Vertreter innerhalb der Gruppe der Hemicellulasen sind beispielsweise Mannase, Galactanase, Xylanase und Arabinase.
Invertase
Das Enzym Invertase (auch Saccharase genannt) spaltet den Zweifachzucker Saccharose (Haushaltszucker) in D-Glucose und D-Fructose. Das dabei entstehende Gemisch aus gleichen Teilen D-Glucose und D-Fructose wird auch als Invertzucker bezeichnet. Gegenüber dem normalem Haushaltszucker hat Invertzucker, der natürlicherweise auch im Honig enthalten ist, den Vorteil, dass er nicht auskristallisiert und stark wasserbindend ist (zumeist flüssig).
Lactase
Das Lactase-Enzym wird von den Enterozyten des Dünndarms gebildet. Im Rahmen der Verdauung spaltet Laktase den aufgenommenen Milchzucker (Laktose) in die Einfachzucker D-Glucose und D-Galactose auf. Etwa 5-15% der Nordeuropäer und annähernd 90% der Afrikaner und Asiaten sind genetisch von einem Laktasemangel betroffen und können den Milchzucker aus Milchprodukten nicht abbauen (Laktoseintoleranz). Infolge kommt es zu einem vermehren Abbau der Laktose über die Darmbakterien im Dickdarm und zur Bildung von Säuren (z.B. Milchsäure, Essigsäure, Buttersäure) und Darmgasen (Wasserstoff, Kohlendioxid, Methan), welche Symptome wie Übelkeit, Erbrechen, Blähungen, Bauchkrämpfe und Durchfall hervorrufen können.
Lipasen
Lipasen sind wasserlösliche Enzyme, die die Hydrolyse von Fetten katalysieren. Dabei werden die Ester-Bindungen zwischen den Fettsäuren und Glyzerin gespalten. Beispielsweise die extrazelluläre Pankreas-Lipase (enterale Lipase), welche in der Bauchspeicheldrüse synthetisiert wird und über den Bauchspeicheldrüsengang in den Darm sezerniert wird, zerlegt aufgenommene Nahrungsfette in resorbierbare freie Fettsäuren, Mono- und Diacylglyceride. In Form von Mizellen können diese anschließend mithilfe von Gallen- salzen in die Darmzellen aufgenommen werden.
Maltasen
Maltasen sind Enzyme, welche Kohlenhydrate spalten. Dabei unterscheidet man zwischen der Maltase-Glucoamylase, welche in den Enterozyten des Dünndarms gebildet wird und im Rahmen der Verdauung Maltose, Maltotriose und alpha-Grenzdextrin hydrolisiert, und der alpha-Glucosidase. Alpha-Glucosidase (oder „saure Maltase”) baut langkettige Polysaccharide in den Lysosomen zu Glukose ab.
Pectinase
Pectinasen sind Enzyme, die Pektin abbauen. Bei Pektin handelt es sich um ein pflanzliches Polysaccharid (Polyuronide), das vorwiegend aus D-Galacturonsäure-Einheiten in alpha-1,4-glykosidischer Verknüpfung zusammengesetzt ist. Während viele Mikroorganismen in der Lage sind Pektin zu verstoffwechseln, ist es für den Menschen ein unverdaulicher Ballaststoff. Besonders reich an Pektin sind vor allem sehr harte Pflanzenbestandteile wie etwa Äpfel, Zitrusfrüchte oder Samen.
Proteasen
Proteasen sind Enzyme, die Proteine mittels Hydrolyse an spezifischen Peptidbindungen spalten. Dabei unterscheidet man zwischen Endo- und Exo-Peptidasen. Während Endo-Peptidasen bevorzugt im Inneren einer Polypeptidkette spalten (z.B. Serin-, Aspartat-, Cystein- und Metalloproteinasen), sind Exoproteasen in der Regel nur an einem Ende der Polypeptidkette aktiv (z.B. Aminopeptidasen, Carboxypeptidasen).
Xylanasen
Xylanasen zählen zur Enzymgruppe der Pentosanasen und sind in der Lage, das in den Zellwänden der Pflanzen enthaltene Xylan abzubauen. Als eine Art Klebstoff sorgt das Heteropolysaccharid Xylan in Verbindung mit Cellulose in den Zellwänden der Pflanze für genügend Festigkeit. Xylanasen werden natürlich von einigen Mikroorganismen (u.a. Bakterien, Pilzen, Algen, etc.) gebildet und finden zumeist industriellen Einsatz bei der Stärkeverarbeitung, Papierindustrie und der Futtermittelherstellung. Wirbeltiere bilden selbst keine Xylanasen, da deren Funktion vorwiegend von den Darmbakterien übernommen wird. Allerdings gibt es Evidenz aus Tierstudien, dass eine Xylanase-Supplementation die Viskosität des Nahrungsbreis im Magen-Darm-Trakt senkt und dadurch förderlich auf die Nährstoffaufnahme im Darm wirkt.
