เอนไซม์

เอนไซม์ที่ย่อยไบโอฟิล์มและอาหาร: แต่ละตัวทำงานอย่างไร

เอนไซม์คือโปรตีนที่ตัดพันธะจำเพาะเพียงพันธะเดียว เดกซ์ทราเนสตัดกาวน้ำตาลของคราบพลัคในช่องปาก ปาเปนกับโบรมีเลนตัดโปรตีน ไลโซไซม์ตัดผนังเซลล์แบคทีเรีย กลูโคสออกซิเดสเปลี่ยนกลูโคสเป็นสารฆ่าเชื้ออ่อน ๆ ไม่มีตัวไหนฆ่าแบบกวาดทั้งแผง พวกมันทำงานด้วยการรื้อโครงสร้าง จึงถูกศึกษาในฐานะตัวจัดการไบโอฟิล์ม ไม่ใช่ยาปฏิชีวนะ

เอนไซม์ฆ่าแบคทีเรียไหม? — ผู้หญิงหั่นสับปะรดและมะละกอที่โต๊ะอาหารในแดดสายแก่

ระบบนี้คืออะไร

แบคทีเรียในไบโอฟิล์มไม่ได้ถูกปกป้องด้วยความทนทานของตัวเองมากเท่ากับด้วยสิ่งที่ห่อหุ้มพวกมันอยู่ นั่นคือเมทริกซ์ของน้ำตาล โปรตีนและดีเอ็นเอที่พวกมันหลั่งออกมาเอง เอนไซม์เข้าโจมตีเมทริกซ์นั้น ไม่ใช่ตัวเซลล์ เอนไซม์แต่ละตัวคือกรรไกรระดับโมเลกุลที่มีคมเพียงรูปทรงเดียว

เดกซ์ทราเนส ตัดเดกซ์แทรน ซึ่งเป็นสายของหน่วยกลูโคสที่สเตรปโตค็อกคัสในช่องปากสร้างขึ้นจากซูโครสเพื่อยึดคราบพลัคไว้ ตัดสายนั้นเมื่อไร ไบโอฟิล์มก็เสียโครงค้ำยัน

ปาเปน (จากมะละกอ) และ โบรมีเลน (จากสับปะรด) เป็นโปรทีเอส คือเอนไซม์ที่ตัดโปรตีน ในช่องปากพวกมันคลายฟิล์มโปรตีนบนผิวฟันและเศษตกค้างที่แบคทีเรียเข้าไปอาศัย ส่วนในลำไส้ พวกมันก็แค่ช่วยย่อยโปรตีนจากอาหาร

ไลโซไซม์ เป็นเอนไซม์ของร่างกายเราเอง มีมากในน้ำลายและน้ำตา มันตัดผนังเพปทิโดไกลแคนของแบคทีเรียแกรมบวก เมื่อไม่มีผนัง เซลล์ก็แตก

กลูโคสออกซิเดส เปลี่ยนกลูโคสกับออกซิเจนให้เป็นกรดกลูโคนิกและไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ คือสารฆ่าเชื้อขนาดเล็กเฉพาะที่ ซึ่งไปป้อนระบบเพอร์ออกซิเดสของช่องปากเอง

ภาพประกอบ: โปรตีนเอนไซม์ที่พับตัวจับสายน้ำตาลไว้ในร่องของมันและตัดข้อต่อหนึ่งข้อ ซึ่งทำเครื่องหมายด้วยสีปะการัง ในแสงย้อนอุ่น

สามคำถามที่ทุกคนถาม

เอนไซม์ฆ่าแบคทีเรียไหม ส่วนใหญ่ไม่ ไลโซไซม์ฆ่าได้ในบางสปีชีส์ ส่วนตัวอื่นรื้อโครงสร้างที่แบคทีเรียหลบซ่อนอยู่ แล้วปล่อยให้น้ำลาย การแปรงฟัน หรือระบบภูมิคุ้มกันจัดการต่อจนจบ

ปลอดภัยไหม พวกมันเป็นโปรตีน ร่างกายย่อยได้ ปาเปนและโบรมีเลนกระตุ้นอาการแพ้ได้ในคนที่แพ้ผลไม้เหล่านั้น ความเข้มข้นและเวลาสัมผัสมีผล และทั้งสองอย่างนี้ต่างกันไปในแต่ละงานวิจัย

ใช้แทนการแปรงฟันได้ไหม ไม่ได้ พวกมันทำให้เมทริกซ์อ่อนตัวลง แต่สิ่งที่เอาคราบพลัคออกจากฟันได้จริงยังคงเป็นการขัดถูเชิงกล

วิทยาศาสตร์บอกอะไรได้แล้วและยังบอกไม่ได้

ภาพประกอบ: สายแบคทีเรียรูปกลมถูกยึดไว้ในตาข่ายสายน้ำตาล โปรตีนเอนไซม์ตัดสายนั้นที่จุดสีเขียวมะนาว และแบคทีเรียที่หลุดออกมาก็ลอยไปโดยยังอยู่ครบทั้งตัว

บอกได้ว่า เดกซ์แทรนเป็นกาวเชิงโครงสร้างของคราบพลัคและเดกซ์ทราเนสย่อยมันได้ในห้องปฏิบัติการ โปรทีเอสและไลโซไซม์ทำให้ไบโอฟิล์มอ่อนแอลงในหลอดทดลอง ส่วนกลูโคสออกซิเดสสร้างเพอร์ออกไซด์ขึ้นเฉพาะที่

ยังบอกไม่ได้ว่า เอนไซม์ตัวใดกำจัดไบโอฟิล์มในปากคนจริงได้มากแค่ไหนตลอดหลายเดือน ส่วนผสมแบบไหนดีที่สุด หรือการใช้เอนไซม์เปลี่ยนผลลัพธ์เรื่องฟันผุหรือโรคเหงือกได้หรือไม่ การทดลองในคนที่ยาวพอและวัดผลทางคลินิกยังขาดอยู่

อ่าน สารานุกรมแบคทีเรีย เพื่อรู้จักสปีชีส์ที่เอ่ยถึงในหน้านี้ และ รายการข่าว เพื่อดูว่าเดือนนี้มีอะไรเปลี่ยนไปบ้าง