البيبسين: ما هو ، خصائصه ووظائفه

إن الإنسان وبقية الحيوانات أنظمة مفتوحة ، لأننا نحتاج إلى تناول المواد العضوية للحصول على الطاقة. يتكون 50٪ من نظامنا الغذائي من الكربوهيدرات و 30٪ من الدهون و 10-15٪ من البروتين.

يتم تقسيم كل هذه المغذيات الكبيرة بواسطة التحلل المائي إلى جزيئات حيوية صغيرة.، التي تعبر غشاء البلازما للخلايا وتتأكسد في بيئة الميتوكوندريا ، من أجل الحصول على الطاقة لجميع الأنسجة والتفاعلات اللازمة للحياة.

الهضم ، والمعروف بالعملية التي يتم من خلالها تحويل الطعام في الجهاز الهضمي إلى أ المادة التي يستوعبها الجسم ، فمن الضروري أن ينتهي الطعام بتحويله إلى طاقة وحرارة الأيض. لهذا ، يتم تناول الطعام عن طريق الفم ، ويخضع لسلسلة من التغييرات الميكانيكية والكيميائية ، إلى المعدة ، ثم إلى الأمعاء ، وأخيراً ، يتم إخراج الفضلات إلى الوسط على شكل البراز.

تصف هذه العملية العامة مرور الطعام عبر الجهاز الهضمي بطريقة موجزة للغاية ، ولكن يمكن أن تكون كذلك التأكيد على أن كل قسم من هذه الأقسام من النظام يتميز بسلسلة من التفاعلات الكيميائية والفيزيائية العظيمة فائدة. اليوم نخبرك بكل شيء عن البيبسين ، أحد تلك الإنزيمات الضرورية لفهم الهضم على مستوى المعدة.

• مقالات لها صلة: "الجهاز الهضمي: التشريح والأجزاء والوظائف"

ما هو البيبسين؟

بادئ ذي بدء ، تجدر الإشارة إلى أن البيبسين عبارة عن إنزيم إندوبيبتيداز ، أي إنزيم يكسر البروتينات التي يتم الحصول عليها في المدخول الغذائي إلى ببتيدات أصغر. هذه الأنواع من الجزيئات الأنزيمية تكسر روابط الببتيد بين الأحماض الأمينية داخل سلسلة البروتين ، باتباع سلسلة من الإرشادات المحددة للغاية. البيبسين ليس هو الإندوبيبتيداز الوحيد المسؤول عن الهضم ، لأن التربسين ، الكيموتربسين ، الإيلاستاز أو الترموليسين ، من بين أمور أخرى ، تبرز أيضًا في هذه المجموعة.

على الرغم من تنوع endopeptidases في بيئة المعدة ، يعتبر البيبسين أحد أهمها ، إلى جانب التربسين والكيموتريبسين.. بالإضافة إلى ذلك ، فإن بيئة عملها واضحة جدًا ومحددة: فهي تعمل في أفضل حالاتها بين درجة حموضة 1.5 و 2 ، وهي الظروف المثالية الدقيقة للمعدة. بمجرد وصوله إلى جزء الاثني عشر (برقم هيدروجيني 6) ، يتم تعطيل هذا الإنزيم وتنتهي وظيفته (على الرغم من أنه يحافظ على شكله ثلاثي الأبعاد حتى درجة حموضة 8).

على أي حال ، من الضروري توضيح أن هضم البروتين يستمر أيضًا على مستوى الأمعاء ، بسبب تأثيرات إنزيمات البنكرياس مثل التربسين ، كيموتربسين ، الإيلاستاز و كربوكسي ببتيداز. وبالتالي ، على الرغم من أهميته ، فإن البيبسين ليس ضروريًا للحياة: إذا كان هذا الإنزيم مفقودًا ، فيمكن للآخرين الاهتمام بعملية التمثيل الغذائي للبروتين ، بجهد أكبر أو أقل.

بفضول، يمكن أن يؤدي النشاط الأنزيمي للبيبسين والإنزيمات الأخرى إلى تدهور نسيج الجسم الذاتي إذا لم تكن هناك آليات وقائية واضح وفعال. لحسن الحظ ، يفرز الحاجز المخاطي للمعدة مادة شبيهة بمخاط البيكربونات ، مما يعطي جدار المعدة بيئة حموضة محايدة تقريبًا ويثبط نشاط البيبسين. يجب أن تحمي المعدة نفسها من النشاط الأنزيمي الذي يحدث داخلها ، وهو أمر غير بديهي كما يبدو.

تخليق البيبسين

يتم تصنيع البيبسين في المعدة كما أشرنا في السطور السابقة. على أي حال، لا تفرز خلايا المعدة (الخلايا الرئيسية في الغدد المعدية) البيبسين نفسه ، بل تفرز الببسين. هذا المركب عبارة عن زيموجين غير نشط أو إنزيم ، يحتوي على 44 من الأحماض الأمينية "الإضافية" ، مقارنة بالإنزيم الفعلي.

هرمون الجاسترين ، الذي تفرزه الخلايا G في الجهاز الهضمي ، يحفز إفراز بيبسينوجين وحمض الهيدروكلوريك ، مما يخلق بيئة حمضية للغاية داخل الغرفة معدة. عندما يتلامس البيبسينوجين مع هذا التكتل الحمضي ، فإنه يخضع لتفاعل تحفيزي ذاتي ، حيث يتم إطلاقه من "ذيل" الأحماض الأمينية التي أبقته غير نشطة. وهكذا ، بفضل وجود أحماض المعدة ، يتم تحويل الببسينوجين إلى الببسين المتغير النشط ويمكن أن يبدأ هذا في تكسير البروتينات إلى جزيئات أصغر.

بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري الإشارة إلى ذلك يتم تصنيع البيبسينوجين بفضل التعليمات الموجودة في الجينات ، أي ،، ال الكروموسومات داخل الخلايا. في البشر ، هناك 3 جينات مختلفة ترمز لنفس الشكل من البيبسينوجين A: PGA3 و PGA4 و PGA5. كل منهم له اتجاهات تخليق الزيموجين ، والذي يتحول بعد ذلك إلى إنزيم عن طريق تحفيز أحماض المعدة.

من ناحية أخرى، بعض المركبات (مثل بيبستاتين) قادرة على تثبيط البيبسين بتركيزات منخفضة للغاية. تم عزل البيبستاتين لأول مرة في مزارع الفطريات الفطرية الشعاعية ، ولكن لا يُعرف سوى القليل عنها بخلاف نشاطها كبروتياز.

• قد تكون مهتمًا بـ: "جدول الأحماض الأمينية: الوظائف والأنواع والخصائص"

وظيفة البيبسين

في هذه المرحلة ، من الضروري التأكيد على ذلك البيبسين مكرس لتحطيم البروتينات ، ولكنه يتكون من الأحماض الأمينية ، وهذا الإنزيم هو أيضًا بروتين في حد ذاته. الأحماض الأمينية هي الوحدة الأساسية لكل بروتين ، حيث يتم ربطها في أوامر محددة بواسطة روابط الببتيد لتكوين الببتيدات (أقل من 10 أحماض أمينية) ، والببتيدات (10 إلى 50 من الأحماض الأمينية) والبروتينات (أكثر من 50 أحماض أمينية).

من جانبه ، يقوم البيبسين "بقطع" سلسلة البروتين التي ستتحلل على مستوى الأحماض الأمينية ليسين (ليو) فينيل ألانين (phe) ، التربتوفان (trp) ، أو التيروزين (tyr) ، ما لم يسبق واحد منهم البرولين (طليعة). نتذكر أنه إندوبيبتيداز ، مما يعني أنه يتقطع "داخل" (بين الأحماض الأمينية التي ليست جزءًا من قسم البروتين النهائي).

تشكل البروتينات فقط 10-15٪ من نظامنا الغذائي (لأن الكربوهيدرات هي أغنى مصدر للطاقة) ، ولكن هذه يمثلون 50٪ من الوزن الجاف لجميع الأنسجة البيولوجية تقريبًا ، نظرًا لعدم وجود عملية استقلابية لا تعتمد بطريقة ما على أنهم. هذا هو السبب في أن البيبسين وبقية الإنزيمات التي تحلل البروتينات ضرورية للغاية: ليس فقط للحصول على الطاقة ، ولكن لدمج الأحماض الأمينية في الأنسجة البيولوجية ، مثل العضلات والجلد.

دور البيبسين في الأمراض

مثل أي عنصر من عناصر جسم الإنسان ، يمكن أن يفشل البيبسين أو يؤدي أنشطة في أوقات عندما لا يكون ذلك ضروريًا ، مما يؤدي إلى أمراض. في هذه الحالة ، يلعب هذا الإنزيم وغيره دورًا أساسيًا في تطور أعراض الارتجاع الحنجري البلعومي (LPR) والارتجاع المعدي المريئي (GERD).

قد يعاني الشخص المصاب بضعف العضلة العاصرة المريئية السفلية من هذه الحالات ، مثل بلعة الطعام الممزوجة بعصارة المعدة تتراجع إلى المريء إذا كانت بيئة معدة. يؤدي هذا إلى انتقال الأحماض والبيبسين والإنزيمات الأخرى للخلف عبر أنبوب المريء ، حتى تصل إلى الحنجرة ، وفي أسوأ الحالات ، بيئة الرئة.

لزيادة تعقيد الأمور ، يعاني مرضى LPR من حساسية عصبية محلية تم تغييره ، لذلك لا يمكنهم الاستجابة مع السعال والحشرجة لوجود الحمض في البيئة حنجري. أن تكون في شكلها النشط ولا يتم إفرازها ، يبدأ البيبسين في تكسير أنسجة الحنجرة ، مما يؤدي إلى عسر البلع المزمن (عدم القدرة على البلع) ، وصوت خشن ، وسعال متكرر.. كلما زاد اتصال البيبسين ببيئة الحنجرة ، زاد الضرر سوءًا.

سيرة ذاتية

كما رأيت ، فإن البيبسين هو إنزيم مثير جدًا للاهتمام على المستوى الفسيولوجي ، حيث يتم تنشيطه ذاتيًا بواسطة نفسها مع البيئة الحمضية للمعدة ويتم تنظيم وظائفها بطريقة تعتمد على الرقم الهيدروجيني تمامًا بيئي. إذا تم الحفاظ على الرقم الهيدروجيني بين 1.5 و 2 ، فإن الإنزيم يظل في شكله النشط ويقوم بعمله. عندما تتغير هذه القيمة ، فإنها تحافظ على شكلها ثلاثي الأبعاد ، لكنها لا تكسر البروتينات كما تفعل داخل المعدة.

بفضل البيبسين والعديد من الجزيئات الحيوية الأخرى ذات الطبيعة الأنزيمية ، يمكن للإنسان أن يتحول البروتينات التي نستهلكها في الطاقة ، وقبل كل شيء ، في الأحماض الأمينية المفيدة في تكوين وإصلاح مناديل. بالطبع ، من الواضح لنا أنه بدون الأيض الداخلي لدينا لا شيء.