Pepsin: hvad det er, egenskaber og funktioner

Mennesket og resten af ​​dyrene er åbne systemer, da vi kræver indtagelse af organisk materiale for at opnå energi. 50% af vores kost består af kulhydrater, 30% fedt og 10-15% protein.

Alle disse makronæringsstoffer nedbrydes ved hydrolyse i små biomolekyler., som krydser plasmamembranen i celler og oxideres i mitokondrie miljøet for at opnå energi til alle væv og reaktioner, der er nødvendige for livet.

Fordøjelse, kendt som den proces, hvorved mad omdannes i fordøjelsessystemet til en stof, som kroppen assimilerer, er det vigtigt, at maden ender med at blive omdannet til energi og varme metabolisk. Til dette indtages maden gennem munden og udsættes for en række mekaniske og kemiske ændringer, transporteres til maven, derefter til tarmene, og endelig kastes affaldet ud i mediet i form af afføring.

Denne generelle proces beskriver passage af mad gennem fordøjelsessystemet på en meget kort måde, men det kan være understrege, at hver af disse sektioner i systemet er kendetegnet ved en række kemiske og fysiske reaktioner interesse. I dag fortæller vi alt om

pepsin, et af disse enzymer, der er essentielle for at forstå fordøjelsen på gastrisk niveau.

• Relateret artikel: "Fordøjelsessystemet: anatomi, dele og funktion"

Hvad er pepsin?

Først og fremmest skal det bemærkes, at pepsin er en endopeptidase, det vil sige et enzym, der nedbryder proteinerne opnået ved diætindtag i mindre peptider. Disse typer enzymatiske molekyler bryder peptidbindingerne mellem aminosyrer i proteinkæden efter en række meget specifikke retningslinjer. Pepsin er ikke den eneste endopeptidase med ansvar for fordøjelsen, da blandt andet trypsin, chymotrypsin, elastase eller thermolysin også skiller sig ud i denne gruppe.

På trods af mangfoldigheden af ​​endopeptidaser i gastrisk miljø betragtes pepsin som et af de vigtigste sammen med trypsin og chymotrypsin.. Derudover er dets handlingsmiljø meget klart og afgrænset: det fungerer bedst mellem en pH på 1,5 og 2, de nøjagtige ideelle forhold i maven. Når det når den del af tolvfingertarmen (med en pH 6), inaktiveres dette enzym, og dets funktionalitet slutter (skønt det opretholder sin tredimensionelle konformation op til en pH på 8).

Under alle omstændigheder er det nødvendigt at præcisere, at proteinfordøjelsen også fortsætter på tarmniveauet, på grund af virkningerne af enzymer i bugspytkirtlen såsom trypsin, chymotrypsin, elastase og carboxypeptidase. På trods af dets væsentlighed er pepsin således ikke afgørende for livet: hvis dette enzym mangler, kan andre tage sig af proteinmetabolisme med mere eller mindre indsats.

Mærkeligt nok den enzymatiske aktivitet af pepsin og andre enzymer kunne selv nedbryde kroppens eget væv, hvis der ikke var nogen forebyggende mekanismer klar og effektiv. Heldigvis udskiller slimhinden i maven et slim-bicarbonat-lignende stof, som giver mavevæggen et næsten neutralt pH-miljø og inaktiverer pepsin. Maven selv skal beskytte sig mod den enzymatiske aktivitet, der finder sted i den, kontraintuitiv, som den lyder.

Syntesen af ​​pepsin

Pepsin syntetiseres i maven, som vi har antydet i tidligere linjer. Alligevel, maveceller (hovedceller i mavekirtlerne) udskiller ikke selve pepsin, men pepsinogen. Denne forbindelse er et inaktivt zymogen eller proenzym, der indeholder 44 "ekstra" aminosyrer sammenlignet med det egentlige enzym.

Hormonet gastrin, udskilt af maveapparatets G-celler, stimulerer udskillelsen af pepsinogen og saltsyre, hvilket skaber et meget surt pH-miljø i kammeret mave. Når pepsinogen kommer i kontakt med dette syrekonglomerat, gennemgår det en autokatalytisk reaktion, hvor det frigøres fra "halen" af aminosyrer, der holdt det inaktivt. Takket være tilstedeværelsen af ​​mavesyrer omdannes pepsinogen således til sin aktive variant pepsin, og dette kan begynde at nedbryde proteiner i mindre molekyler.

Derudover er det nødvendigt at påpege det pepsinogen syntetiseres takket være instruktionerne i generne, det vil sige, det kromosomer inden i celler. Hos mennesker er der 3 forskellige gener, der koder for den samme form for pepsinogen A: PGA3, PGA4 og PGA5. Alle har retningerne for syntesen af ​​zymogenet, som derefter omdannes til enzymet ved stimulering af mavesyrer.

På den anden side, nogle forbindelser (såsom pepstatin) er i stand til at hæmme pepsin i meget lave koncentrationer. Pepstatin blev først isoleret i kulturer af actinomycete-svampe, men der er ikke meget andet kendt om det ud over dets aktivitet som en protease.

• Du kan være interesseret i: "Tabel over aminosyrer: funktioner, typer og karakteristika"

Pepsin-funktion

På dette tidspunkt er det vigtigt at understrege det Pepsin er dedikeret til nedbrydning af proteiner, men når det består af aminosyrer, er dette enzym også et protein i sig selv. Aminosyrer er den basiske enhed for ethvert protein, da de er forbundet i specifikke ordener af peptidbindinger at give anledning til peptider (mindre end 10 aminosyrer), polypeptider (10 til 50 aminosyrer) og proteiner (mere end 50 aminosyrer).

For sin del "skærer" pepsin proteinkæden, der skal nedbrydes på niveauet af aminosyrer leucin (leu) phenylalanin (phe), tryptophan (trp) eller tyrosin (tyr), medmindre en af ​​dem er forud for prolin (pro). Vi husker, at det er en endopeptidase, hvilket betyder, at den skærer "indeni" (mellem aminosyrer, der ikke er en del af den terminale proteinsektion).

Proteiner udgør kun 10-15% af vores kost (da kulhydrater er den rigeste energikilde), men disse de tegner sig for 50% af tørvægten af ​​næsten alle biologiske væv, da der ikke er nogen metabolisk proces, der på en eller anden måde ikke afhænger af de. Derfor er pepsin og resten af ​​enzymerne, der nedbryder proteiner, så vigtige: ikke kun til opnåelse af energi, men til integration af aminosyrer i biologiske væv, såsom muskler og hud.

Pepsins rolle i patologier

Som ethvert element i menneskekroppen kan pepsin mislykkes eller udføre aktiviteter på tidspunkter, hvor det ikke er nødvendigt, hvilket fører til patologier. I dette tilfælde spiller denne og andre enzymer en væsentlig rolle i udvikling af symptomer på laryngopharyngeal reflux (LPR) og gastroøsofageal reflux (GERD).

En person med en svækket nedre esophageal sphincter (LES) kan opleve disse forhold, som mad bolus blandet med gastrisk juice trækker sig tilbage i spiserøret, hvis miljøet i mave. Dette får syrer, pepsin og andre enzymer til at bevæge sig bagud gennem spiserøret og endda nå strubehovedet og i værste fald lungemiljøet.

For yderligere at komplicere sagerne har LPR-patienter lokal neuralfølsomhed ændret, så de ikke kan reagere med hoste og rales på tilstedeværelsen af ​​syre i miljøet strubehoved. At være i sin aktive form og ikke udskilles, pepsin begynder at nedbryde larynxvæv, hvilket resulterer i kronisk dysfagi (manglende evne til at sluge), en hård stemme og gentagne hoster. Jo mere pepsin er i kontakt med strubehovedet, jo værre er skaden.

Genoptag

Som du måske har set, er pepsin et meget interessant enzym på et fysiologisk niveau, da det er selvaktiveret af sig selv med det sure miljø i maven og dets funktionalitet reguleres på en helt pH-afhængig måde miljømæssigt. Hvis pH holdes mellem 1,5 og 2, forbliver enzymet i sin aktive form og gør sit job. Når denne værdi ændres, opretholder den sin tredimensionelle konformation, men nedbryder ikke proteiner som den gør i maven.

Takket være pepsin og mange andre biomolekyler af enzymatisk art kan mennesker transformere de proteiner, som vi spiser i energi og frem for alt i aminosyrer, der er nyttige til dannelse og reparation af væv. Selvfølgelig er det klart for os, at uden vores indre stofskifte er vi intet.