Пепсин: Структура, функции, производство

Пепсинът е мощен ензим, присъстващ в стомашния сок, който помага при усвояването на протеини. Всъщност това е ендопептидаза, чиято основна задача е да разгради хранителните протеини на малки части, известни като пептиди, които след това се абсорбират от червата или се разграждат от панкреатични ензими.

Въпреки че за първи път е изолиран през 1836 г. от германския физиолог Теодор Шван, едва през 1929 г. американският биохимик Джон Хауърд Нортроп от Института за медицински изследвания „Рокфелер“ съобщава за действителната си кристализация и част от функциите си, които биха му помогнали да получи Нобелова награда за химия 17 години по-късно.

Този ензим не е изключителен за хората. Също така се произвежда в стомаха на няколко животни и действа от ранните етапи на живота, като съдейства за усвояването на протеини главно от млечни продукти, меса, яйца и зърна.

структура

Основните клетки на стомаха произвеждат първоначално вещество, наречено пепсиноген. Този проензим или зимоген се хидролизира и активира от стомашните киселини, като по този начин губи 44 аминокиселини. В крайна сметка, пепсинът съдържа 327 аминокиселинни остатъци в своята активна форма, която изпълнява функциите си на стомашно ниво.

Загубата на тези 44 аминокиселини оставя равен брой киселинни остатъци. Поради тази причина пепсинът работи най-добре в среди с много ниско рН.

функции

Както вече споменахме, основната функция на пепсина е усвояването на протеини. Активността на пепсина е по-голяма в много кисела среда (рН 1.5 - 2) и при температури в диапазона между 37 и 42 ° С.

Само част от протеините, които достигат до стомаха, се разграждат от този ензим (приблизително 20%), образувайки малки пептиди.

Активността на пепсина се фокусира главно върху хидрофобните връзки на N-терминала, присъстващи в ароматните аминокиселини като триптофан, фенилаланин и тирозин, които са част от много протеини, получени от храна.

Функцията на пепсин, описана от някои автори, се осъществява в кръвта. Въпреки че това твърдение е спорно, изглежда, че малки количества пепсин преминават в кръвния поток, където действа върху големи или частично хидролизирани протеини, които се абсорбират от тънките черва преди пълното му храносмилане.

Как се произвежда?

Пепсиногенът, секретиран от основните клетки на стомаха, известен също като зимогенни клетки, е прекурсор на пепсин.

Този проензим се освобождава благодарение на импулсите на блуждаещия нерв и хормоналната секреция на гастрин и секретин, които се стимулират след приема на храна.

Вече в стомаха, пепсиногенът се смесва със солна киселина, която се освобождава от същите стимули, взаимодействащи бързо един с друг, за да се получи пепсин.

Това се осъществява след разцепване на проксиметрия с 44 аминокиселини от първоначалната структура на пепсиногена чрез сложен автокаталитичен процес.

Веднъж активиран, същият пепсин може да продължи да стимулира производството и освобождаването на повече пепсиноген. Това действие е добър пример за положителна ензимна обратна връзка.

В допълнение към самия пепсин, хистаминът и особено ацетилхолинът стимулират пептичните клетки да синтезират и освобождават нов пепсиноген.

Къде действа?

Неговото основно място на действие е стомаха. Този факт може лесно да се обясни с разбирането, че киселинността на стомаха е идеалното условие за нейното изпълнение (рН 1, 5-2, 5). Всъщност, когато болусът на храната преминава от стомаха към дванадесетопръстника, пепсинът се инактивира чрез намиране на чревна среда с основно рН.

Пепсин също действа в кръвта. Въпреки че вече беше казано, че този ефект е спорен, някои изследователи твърдят, че пепсинът преминава в кръвта, където продължава да усвоява някои дълговерижни пептиди или тези, които не са напълно деградирани.

Когато пепсин напусне стомаха и е в среда с неутрално или основно рН, неговата функция престава. Обаче, ако не се хидролизира, може да се активира отново, ако средата реагира.

Тази характеристика е важна за разбирането на някои от негативните ефекти на пепсина, които са разгледани по-долу.

Гастроезофагеален рефлукс

Хроничното връщане на пепсина в хранопровода е една от основните причини за увреждането, предизвикано от гастроезофагеален рефлукс. Въпреки че останалите вещества, които образуват стомашния сок, също участват в тази патология, пепсинът изглежда най-опасен от всички.

Пепсин и други киселини, намиращи се в отлив, могат да причинят не само езофагит, който е първоначалната последица, но засяга и много други системи.

Сред потенциалните последствия от активността на пепсин върху определени тъкани имаме ларингит, пневмонит, хронична дрезгавост, упорита кашлица, ларингоспазъм и дори рак на ларинкса.

Изследвана е астма чрез пулмонална микроаспирация на стомашното съдържание. Пепсинът може да има дразнещо действие върху бронхиалното дърво и да благоприятства свиването на дихателните пътища, предизвиквайки типичната симптоматика на това заболяване: дихателен дистрес, кашлица, хриптене и цианоза.

Други ефекти на пепсин

Оралната и одонтологичната сфери също могат да бъдат повлияни от действието на пепсина. Най-честите признаци на тези увреждания са халитоза или лош дъх, прекомерно слюноотделяне, грануломи и зъбна ерозия. Този ерозивен ефект обикновено се проявява след години на рефлукс и може да увреди цялата зъби.

Въпреки това пепсинът може да бъде полезен от медицинска гледна точка. Така, наличието на пепсин в слюнката е важен диагностичен маркер за гастроезофагеален рефлукс.

Всъщност на пазара се предлага бърз тест, наречен PepTest, който открива наличието на слюнчен пепсин и помага при диагностицирането на рефлукс.

Папаинът, ензим, много подобен на пепсина в папаята или папаята, е полезен при избелване и хигиена на зъбите.

В допълнение, пепсинът се използва в кожарската промишленост и класическата фотография, както и в производството на сирена, зърнени храни, закуски, ароматизирани напитки, преестени протеини и дори дъвки.