Pepsin: Struktur, Funksjoner, Produksjon

Pepsin er et kraftig enzym tilstede i magesaft som hjelper til med fordøyelsen av proteiner. Det er faktisk en endopeptidase, hvis hovedoppgave er å disintegrere matproteiner i små deler kjent som peptider, som deretter absorberes av tarmene eller nedbrytes av bukspyttkjertelenzymer.

Selv om den ble isolert for første gang i 1836 av tysk fysiolog Theodor Schwann, var det ikke før 1929 da den amerikanske biokjemisten John Howard Northrop, fra Rockefeller Institute of Medical Research, rapporterte sin faktiske krystallisering og en del av dens funksjoner som ville hjelpe den til å motta Nobelprisen i kjemi 17 år senere.

Dette enzymet er ikke eksklusivt for mennesker. Det produseres også i magen til flere dyr og virker fra tidlige stadier av livet, og samarbeider i fordøyelsen av proteiner fra meieriprodukter, kjøtt, egg og korn, hovedsakelig.

struktur

Hovedcellene i magen produserer et første stoff som kalles pepsinogen. Dette proenzymet eller zymogenet hydrolyseres og aktiveres av magesyre, og mister 44 aminosyrer i prosessen. Til slutt inneholder pepsin 327 aminosyrerester i sin aktive form, som utøver sine funksjoner på magenivå.

Tapet av disse 44 aminosyrene gir et like antall syre rester fri. Det er derfor at pepsin fungerer best i medier med svært lav pH.

funksjoner

Som nevnt er hovedfunksjonen til pepsin fordøyelsen av proteiner. Aktiviteten til pepsin er større i svært sure omgivelser (pH 1, 5 - 2) og med temperaturer mellom 37 og 42 ºC.

Bare en del av proteinene som kommer til magen blir degradert av dette enzymet (ca. 20%) som danner små peptider.

Aktiviteten til pepsin er hovedsakelig fokusert på de hydrofobiske bindingene til den N-terminale tilstede i de aromatiske aminosyrer som tryptofan, fenylalanin og tyrosin, som er en del av mange proteiner avledet fra mat.

En funksjon av pepsin som er beskrevet av noen forfattere, finner sted i blodet. Selv om denne påstanden er kontroversiell, ser det ut som at små mengder pepsin passerer inn i blodet, hvor det virker på store eller delvis hydrolyserte proteiner som ble absorbert av tynntarmen før total fordøyelse.

Hvordan produseres det?

Pepsinogen utskilt av hovedcellene i magen, også kjent som zymogenceller, er forløperen til pepsin.

Dette proenzymet frigjøres takket være impulser av vagusnerven og hormonsekretjonen av gastrin og secretin, som stimuleres etter inntak av mat.

Allerede i magen blandes pepsinogen med saltsyre, som ble frigjort av de samme stimuli, og interagerer raskt med hverandre for å produsere pepsin.

Dette utføres etter spaltningen av en 44 aminosyre prosegment fra den opprinnelige strukturen av pepsinogenet gjennom en kompleks autokatalytisk prosess.

Når det er aktivert, kan samme pepsin fortsette å stimulere til produksjon og frigjøring av mer pepsinogen. Denne handlingen er et godt eksempel på positiv enzymatisk tilbakemelding.

I tillegg til pepsin i seg stimulerer histamin og spesielt acetylkolin peptiske celler for å syntetisere og slippe ut nytt pepsinogen.

Hvor fungerer det?

Dens viktigste handlingsområde er magen. Dette faktum kan lett forklares ved å forstå at magesyre er den ideelle tilstanden for ytelsen (pH 1, 5-2, 5). Faktisk, når matbolusen går fra magen til tolvfingertarmen, blir pepsin inaktivert ved å finne et tarmmedium med en grunnleggende pH.

Pepsin virker også i blodet. Selv om det allerede var sagt at denne effekten er kontroversiell, hevder enkelte forskere at pepsin passerer inn i blodet, hvor det fortsetter å fordøye visse langkjedede peptider eller de som ikke har blitt fullstendig forringet.

Når pepsin forlater magen og er i et miljø med nøytral eller grunnleggende pH, opphører funksjonen. Men ved å ikke hydrolyse kan den aktiveres igjen hvis mediet reageres.

Denne egenskapen er viktig for å forstå noen av de negative effektene av pepsin, som diskuteres nedenfor.

Gastroøsofageal refluks

Den kroniske tilbakeføringen av pepsin til spiserøret er en av hovedårsakene til skaden som oppstår ved gastroøsofageal refluks. Selv om resten av stoffene som utgjør magesaften også er involvert i denne patologien, synes pepsin å være den mest skadelige for alle.

Pepsin og andre syrer som er tilstede under tilbakeløp kan forårsake ikke bare esophagitt, noe som er den første konsekvensen, men påvirker mange andre systemer.

Blant de potensielle konsekvensene av aktiviteten av pepsin på enkelte vev, har vi laryngitt, pneumonitt, kronisk heshet, vedvarende hoste, laryngospasme og til og med larynxkreft.

Astma ved lungemikrospirasjon av mageinnhold har blitt studert. Pepsin kan ha en irriterende effekt på bronkialtreet og favoriserer innsnevring av luftveiene, som utløser den typiske symptomatologien av denne sykdommen: åndedrettsstress, hoste, hvesenhet og cyanose.

Andre effekter av pepsin

Den orale og odontologiske sfæren kan også påvirkes av virkningen av pepsin. De hyppigste tegnene som er forbundet med disse skadene er halitose eller dårlig ånde, overdreven salivasjon, granulomer og dental erosjon. Denne erosive effekten manifesterer seg vanligvis etter år med tilbakeløp og kan skade hele tannkjøttet.

Til tross for dette kan pepsin være nyttig fra det medisinske synspunktet. Dermed er tilstedeværelsen av pepsin i spytt en viktig diagnostisk markør for gastroøsofageal reflux.

Faktisk er det en rask test tilgjengelig på markedet kalt PepTest, som oppdager tilstedeværelsen av spyttpepsin og hjelper til med diagnostisering av refluks.

Papain, et enzym som ligner pepsin tilstede i papaya eller papaya, er nyttig i tannbleking og hygiene.

I tillegg brukes pepsin i lærindustrien og klassisk fotografering, samt i produksjon av oster, frokostblandinger, snacks, smaksatt drikkevarer, predigested proteiner og til og med tyggegummi.