Pepsina: cos'è, caratteristiche e funzioni

L'essere umano e il resto degli animali sono sistemi aperti, poiché abbiamo bisogno dell'ingestione di materia organica per ottenere energia. Il 50% della nostra dieta è composta da carboidrati, 30% di grassi e 10-15% di proteine.

Tutti questi macronutrienti vengono scomposti per idrolisi in piccole biomolecole., che attraversano la membrana plasmatica delle cellule e si ossidano nell'ambiente mitocondriale, al fine di ottenere energia per tutti i tessuti e le reazioni necessarie alla vita.

Digestione, noto come il processo mediante il quale il cibo viene trasformato nell'apparato digerente in a sostanza che il corpo assimila, è fondamentale che il cibo finisca per essere convertito in energia e calore metabolico. Per questo il cibo viene ingerito attraverso la bocca, sottoposto a una serie di modifiche meccaniche e chimiche, trasportato allo stomaco, poi all'intestino e, infine, i rifiuti vengono espulsi nel mezzo sotto forma di feci.

Questo processo generale descrive il passaggio del cibo attraverso l'apparato digerente in modo estremamente breve, ma può essere sottolineare che ognuna di queste sezioni del sistema è caratterizzata da una serie di reazioni chimiche e fisiche di grande interesse. Oggi vi raccontiamo tutto

pepsina, uno di quegli enzimi indispensabili per capire la digestione a livello gastrico.

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Cos'è la pepsina?

Innanzitutto, va notato che la pepsina è un'endopeptidasi, cioè un enzima che scompone le proteine ​​ottenute nell'assunzione con la dieta in peptidi più piccoli. Questi tipi di molecole enzimatiche rompono i legami peptidici tra gli amminoacidi all'interno della catena proteica, seguendo una serie di linee guida molto specifiche. La pepsina non è l'unica endopeptidasi responsabile della digestione, poiché in questo gruppo spiccano anche tripsina, chimotripsina, elastasi o termolisina.

Nonostante la varietà di endopeptidasi nell'ambiente gastrico, la pepsina è considerata una delle più importanti, insieme alla tripsina e alla chimotripsina.. Inoltre, il suo ambiente d'azione è molto chiaro e delimitato: funziona al meglio tra un pH di 1,5 e 2, le esatte condizioni ideali dello stomaco. Una volta raggiunta la porzione del duodeno (con un pH di 6), questo enzima viene inattivato e la sua funzionalità termina (pur mantenendo la sua conformazione tridimensionale fino a un pH di 8).

In ogni caso è necessario chiarire che la digestione delle proteine ​​prosegue anche a livello intestinale, a causa degli effetti di enzimi pancreatici come tripsina, chimotripsina, elastasi e carbossipeptidasi. Così, nonostante la sua essenzialità, la pepsina non è essenziale per la vita: se manca questo enzima, altri possono occuparsi del metabolismo proteico, con più o meno sforzo.

Curiosamente, l'attività enzimatica della pepsina e di altri enzimi potrebbe autodegradarsi i tessuti dell'organismo se non ci fossero meccanismi preventivi chiaro ed efficace. Fortunatamente, la barriera mucosa dello stomaco secerne una sostanza simile al muco-bicarbonato, che conferisce alla parete gastrica un ambiente a pH quasi neutro e inattiva la pepsina. Lo stomaco stesso deve proteggersi dall'attività enzimatica che si svolge al suo interno, per quanto possa sembrare controintuitivo.

La sintesi della pepsina

La pepsina è sintetizzata nello stomaco, come abbiamo accennato nelle righe precedenti. Comunque, le cellule dello stomaco (cellule principali delle ghiandole gastriche) non secernono la pepsina stessa, ma il pepsinogeno. Questo composto è uno zimogeno o proenzima inattivo, contenente 44 aminoacidi "extra", rispetto all'enzima vero e proprio.

L'ormone gastrina, secreto dalle cellule G dell'apparato gastrico, stimola la secrezione di pepsinogeno e acido cloridrico, che creano un ambiente a pH molto acido all'interno della camera stomaco. Quando il pepsinogeno entra in contatto con questo conglomerato acido, subisce una reazione autocatalitica, in cui viene rilasciato dalla "coda" di amminoacidi che lo mantenevano inattivo. Così, grazie alla presenza di acidi dello stomaco, il pepsinogeno si trasforma nella sua variante attiva pepsina e questa può iniziare a scomporre le proteine ​​in molecole più piccole.

Inoltre, è necessario precisare che il pepsinogeno viene sintetizzato grazie alle istruzioni presenti nei geni, vale a dire, il cromosomi all'interno delle cellule. Negli esseri umani, ci sono 3 diversi geni che codificano per la stessa forma di pepsinogeno A: PGA3, PGA4 e PGA5. Tutti hanno le direzioni della sintesi dello zimogeno, che viene poi trasformato in enzima dalla stimolazione degli acidi gastrici.

D'altro canto, alcuni composti (come la pepstatina) sono in grado di inibire la pepsina a concentrazioni molto basse. La pepstatina è stata isolata per la prima volta in colture di funghi actinomiceti, ma si sa poco altro oltre alla sua attività come proteasi.

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Funzione pepsina

A questo punto è fondamentale sottolineare che La pepsina è dedicata alla scomposizione delle proteine, ma essendo composta da aminoacidi, questo enzima è anche una proteina in sé. Gli amminoacidi sono l'unità base di qualsiasi proteina, poiché sono uniti in ordini specifici da legami peptidici per dare origine a peptidi (meno di 10 amminoacidi), polipeptidi (da 10 a 50 amminoacidi) e proteine ​​(più di 50 aminoacidi).

Dal canto suo la pepsina “taglia” la catena proteica che va degradata a livello degli amminoacidi leucina (leu) fenilalanina (phe), triptofano (trp) o tirosina (tyr), a meno che uno di essi non sia preceduto da prolina (pro). Ricordiamo che è un'endopeptidasi, il che significa che taglia "all'interno" (tra gli amminoacidi che non fanno parte della sezione proteica terminale).

Le proteine ​​costituiscono solo il 10-15% della nostra dieta (dato che i carboidrati sono la fonte di energia più ricca), ma queste rappresentano il 50% del peso secco di quasi tutti i tessuti biologici, poiché non esiste processo metabolico che non dipenda in qualche modo da essi. Ecco perché la pepsina e il resto degli enzimi che degradano le proteine ​​sono così essenziali: non solo per ottenere energia, ma per l'integrazione degli aminoacidi nei tessuti biologici, come muscoli e pelle.

Il ruolo della pepsina nelle patologie

Come qualsiasi elemento del corpo umano, la pepsina può fallire o svolgere attività nei momenti in cui non è necessaria, il che porta a patologie. In questo caso, questo e altri enzimi svolgono un ruolo essenziale nella lo sviluppo dei sintomi del reflusso laringofaringeo (LPR) e del reflusso gastroesofageo (GERD).

Una persona con uno sfintere esofageo inferiore (LES) indebolito può sperimentare queste condizioni, poiché il bolo alimentare mescolato con succhi gastrici si ritira nell'esofago se l'ambiente del stomaco. Ciò fa sì che acidi, pepsina e altri enzimi viaggino all'indietro attraverso il tubo esofageo, raggiungendo anche la laringe e, nei casi peggiori, l'ambiente polmonare.

Per complicare ulteriormente le cose, i pazienti con LPR hanno una sensibilità neurale locale alterati, quindi non possono rispondere con tosse e rantoli alla presenza di acido nell'ambiente laringeo. Essendo nella sua forma attiva e non essendo escreto, la pepsina inizia a scomporre i tessuti laringei, causando disfagia cronica (incapacità di deglutire), voce aspra e tosse ripetuta. Più la pepsina è a contatto con l'ambiente laringeo, peggiore è il danno.

Curriculum vitae

Come avrete visto, la pepsina è un enzima molto interessante a livello fisiologico, poiché si autoattiva stesso con l'ambiente acido dello stomaco e la sua funzionalità è regolata in modo completamente dipendente dal pH ambientale. Se il pH viene mantenuto tra 1,5 e 2, l'enzima rimane nella sua forma attiva e svolge il suo lavoro. Quando questo valore cambia, mantiene la sua conformazione tridimensionale, ma non scompone le proteine ​​come fa all'interno dello stomaco.

Grazie alla pepsina e a molte altre biomolecole di natura enzimatica, gli esseri umani possono trasformarsi le proteine ​​che consumiamo in energia e, soprattutto, in amminoacidi utili alla formazione e riparazione di tessuti. Certo, è chiaro per noi che senza il nostro metabolismo interno non siamo nulla.