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L'anhydrase carbonique est une enzyme cruciale qui agit dans les cellules animales, les cellules végétales et dans l'environnement pour stabiliser les concentrations de dioxyde de carbone. Sans cette enzyme, la conversion du dioxyde de carbone en bicarbonate, et inversement, serait extrêmement lente et il serait presque impossible de mener à bien des processus vitaux, tels que la photosynthèse chez les plantes et les personnes exhalant du dioxyde de carbone pendant la respiration. Bien qu'il remplisse de nombreuses fonctions bénéfiques, il peut également endommager le corps humain et même causer certaines formes de cancer.
Chez les humains
Le dioxyde de carbone est produit sous forme de déchets provenant de la décomposition des sucres et des graisses et de la respiration. Il doit donc être transporté dans les poumons à travers le corps. L'anhydrase carbonique convertit le CO2 en acide carbonique, tel qu'il est transporté par les cellules sanguines, avant d'être reconverti en dioxyde de carbone. Comme de nombreuses fonctions corporelles dépendent d'un certain pH, l'anhydrase carbonique ajuste l'acidité de l'environnement chimique pour prévenir les dommages corporels.
Dans les plantes
Comme les cellules animales, les cellules végétales transportent le dioxyde de carbone sous forme de bicarbonate avant de le reconvertir pour l'utiliser dans la photosynthèse afin de générer une nutrition pour la plante. Une différence est que les cellules végétales extraient le dioxyde de carbone de l'air et du sol au lieu de le produire. La structure peut être presque complètement différente car elle a une séquence d'acides aminés différente et utilise un ion de zinc métallique, qui interagit avec les atomes d'oxygène, également dans un mécanisme différent de celui des humains et des animaux. La version végétale se trouve dans la partie liquide de la cellule, tandis que la version animale se trouve dans les mitochondries cellulaires.
Dans l'océan
Le CO2 atmosphérique est absorbé dans l'océan par l'anhydrase carbonique et converti en acide carbonique, abaissant le pH global de l'océan au fil du temps. À mesure que de plus en plus de dioxyde de carbone est libéré puis éliminé de l'atmosphère, l'océan devient plus acide et peut avoir des effets néfastes sur la vie marine. Les algues marines absorbent ensuite les ions bicarbonates dissous et les convertissent en dioxyde de carbone.
Arrêt de l'anhydrase carbonique
Bien que l'enzyme soit bénéfique dans de nombreux cas, elle catalyse également les impacts négatifs sur le corps et un type de médicament spécial, appelé inhibiteur de l'anhydrase carbonique, est disponible pour contrer cette activité. Le glaucome est une maladie causée par cette activité enzymatique, mais non par l'enzyme elle-même, dans laquelle la pression résultant de l'accumulation de liquide acide diminue la vision au fil du temps. L'anhydrase carbonique accélère également certaines formes de cancer, notamment les cancers de l'ovaire, du sein, du colon et du rein.