פפסין: מה זה, מאפיינים ותפקודים

האדם ושאר בעלי החיים הם מערכות פתוחות, מכיוון שאנו דורשים בליעה של חומר אורגני כדי להשיג אנרגיה. 50% מהתזונה שלנו מורכבת מפחמימות, 30% שומן ו 10-15% חלבון.

כל חומרי המזון הללו מפורקים על ידי הידרוליזה לביומולקולות קטנות., אשר חוצים את קרום הפלזמה של התאים ומחומצנים בסביבה המיטוכונדריה, על מנת להשיג אנרגיה לכל הרקמות והתגובות הנחוצות לחיים.

עיכול, המכונה התהליך בו הופך מזון במערכת העיכול ל חומר שהגוף מטמיע, חיוני שהמזון יומר לאנרגיה וחום מטבולית. לשם כך המזון נבלע דרך הפה, נתון לסדרת שינויים מכניים וכימיים, מועבר לקיבה, ואז למעיים, ולבסוף, פסולת נפלטת למדיום בצורה של צוֹאָה.

תהליך כללי זה מתאר את מעבר המזון במערכת העיכול בצורה קצרה ביותר, אך יכול להיות להדגיש כי כל אחד מחלקי המערכת הללו מאופיין בסדרת תגובות כימיות ופיזיקליות נהדרות ריבית. היום אנו מספרים לך הכל על פפסין, אחד מאותם אנזימים החיוניים להבנת העיכול ברמת הקיבה.

• מאמר קשור: "מערכת העיכול: אנטומיה, חלקים ותפקוד"

מה זה פפסין?

ראשית, יש להדגיש כי פפסין הוא אנדופפטידאז, כלומר אנזים המפרק את החלבונים המתקבלים בצריכה התזונתית לפפטידים קטנים יותר. סוגים אלה של מולקולות אנזימטיות שוברים את קשרי הפפטיד בין חומצות אמינו בתוך שרשרת החלבון, בעקבות סדרה של הנחיות מאוד ספציפיות. פפסין אינו האנדופפטידאז היחיד שאחראי על העיכול, שכן טריפסין, צ'ימוטריפסין, אלסטאז או תרמוליזין, בין היתר, בולטים גם הם בקבוצה זו.

למרות מגוון האנדופפטידים בסביבת הקיבה, פפסין נחשב לאחד החשובים ביותר, יחד עם טריפסין וכימוטריפסין.. בנוסף, סביבת הפעולה שלה ברורה ותוחמת מאוד: היא עובדת במיטבה בין pH של 1.5 ל -2, התנאים האידיאליים המדויקים של הקיבה. ברגע שהוא מגיע לחלק מהתריסריון (עם pH של 6), אנזים זה מושבת והפונקציונליות שלו מגיעה לסיומה (אם כי הוא שומר על הקונפורמציה התלת מימדית שלו עד pH 8).

בכל מקרה, יש צורך להבהיר כי עיכול החלבון נמשך גם ברמת המעי, עקב השפעות אנזימים בלבלב כגון טריפסין, כימוטריפסין, אלסטאז ו carboxypeptidase. לפיכך, למרות חיוניותו, פפסין אינו חיוני לחיים: אם אנזים זה חסר, אחרים יכולים לדאוג לחילוף החומרים של החלבון, במאמץ פחות או יותר.

באופן מוזר, הפעילות האנזימטית של פפסין ואנזימים אחרים עלולה להשפיל את רקמת הגוף עצמו אם לא היו מנגנוני מניעה ברור ויעיל. למרבה המזל, המחסום הרירי של הקיבה מפריש חומר דמוי ריר-ביקרבונט, המעניק לדופן הקיבה סביבת pH כמעט ניטרלית ומנטרל את הפפסין. על הקיבה עצמה להגן על עצמה מפני הפעילות האנזימטית המתרחשת בתוכה, תוך אינטראקטיביות ככל שהיא נשמעת.

הסינתזה של פפסין

פפסין מסונתז בקיבה, כפי שרמזנו בשורות הקודמות. בכל מקרה, תאי קיבה (תאים עיקריים של בלוטות הקיבה) אינם מפרישים פפסין עצמו, אלא פפסינוגן. תרכובת זו היא זימוגן או פרואנזים לא פעיל, המכיל 44 חומצות אמינו "נוספות", בהשוואה לאנזים בפועל.

הורמון הגסטרין, המופרש על ידי תאי G של מנגנון הקיבה, מגרה את הפרשת פפסינוגן וחומצה הידרוכלורית, היוצרת סביבת pH חומצית מאוד בתוך החדר בֶּטֶן. כאשר פפסינוגן בא במגע עם קונגלומרט חומצה זה, הוא עובר תגובה אוטוקליטית, בה הוא משתחרר מ"זנב "של חומצות אמינו ששמרו עליו לא פעיל. לפיכך, הודות לנוכחותן של חומצות קיבה, הופך פפסינוגן לפפסין הגרסה הפעילה שלו וזה יכול להתחיל לפרק חלבונים למולקולות קטנות יותר.

יתר על כן, יש לציין זאת פפסינוגן מסונתז בזכות ההוראות הקיימות בגנים, כלומר, ה כרומוזומים בתוך התאים. בבני אדם ישנם 3 גנים שונים המקודדים לאותה צורה של פפסינוגן A: PGA3, PGA4 ו- PGA5. לכולם יש את כיווני הסינתזה של הזימוגן, שהופך לאחר מכן לאנזים על ידי גירוי של חומצות קיבה.

מצד שני, תרכובות מסוימות (כגון פפסטטין) מסוגלות לעכב פפסין בריכוזים נמוכים מאוד. פפסטטין בודד לראשונה בתרבויות של פטריות actinomycete, אך מעט מאוד ידוע עליו מעבר לפעילותו כפרוטאז.

• אתה עשוי להתעניין ב: "טבלת חומצות אמינו: פונקציות, סוגים ומאפיינים"

תפקוד פפסין

בשלב זה, חשוב להדגיש זאת פפסין מוקדש לפירוק חלבונים, אך בהיותו מורכב מחומצות אמינו, אנזים זה הוא גם חלבון בפני עצמו. חומצות אמינו הן היחידה הבסיסית של כל חלבון, מכיוון שהן מחוברות בסדרים ספציפיים על ידי קשרי פפטיד להוליד פפטידים (פחות מ -10 חומצות אמינו), פוליפפטידים (10 עד 50 חומצות אמינו) וחלבונים (יותר מ 50 חומצות אמינו).

מצדו, פפסין "חותך" את שרשרת החלבון שאמור להיות מושפל ברמת חומצות האמינו לאוצין. (leu) פנילאלנין (phe), טריפטופן (trp) או טירוזין (טיר), אלא אם כן קדם לאחד מהם פרולין (מִקצוֹעָן). אנו זוכרים שמדובר באנדופפטידאז, כלומר הוא חותך "פנימה" (בין חומצות אמינו שאינן חלק מקטע החלבון הסופי).

חלבונים מהווים רק 10-15% מהתזונה שלנו (שכן פחמימות הן מקור האנרגיה העשיר ביותר), אך אלה הם מהווים 50% מהמשקל היבש של כמעט כל הרקמות הביולוגיות, מכיוון שאין תהליך מטבולי שאינו תלוי בדרך כלשהי הֵם. לכן פפסין ושאר האנזימים המפרקים חלבונים כל כך חיוניים: לא רק להשגת אנרגיה, אלא לשילוב חומצות אמינו ברקמות ביולוגיות, כמו שרירים ועור.

תפקידו של פפסין בפתולוגיות

כמו כל מרכיב בגוף האדם, פפסין יכול להיכשל או לבצע פעילויות בזמנים שאין צורך בכך, מה שמוביל לפתולוגיות. במקרה זה, אנזימים אלה ואחרים ממלאים תפקיד חיוני ב התפתחות של סימפטומים של ריפלוקס גרון-גרון-גרון (LPR) וריפלוקס גסטרו-וושט (GERD).

אדם עם סוגר הוושט התחתון מוחלש (LES) עלול לחוות תנאים אלה, כמו מזון בולוס מעורבב עם מיצי קיבה נסוג לוושט אם הסביבה של בֶּטֶן. זה גורם לחומצות, פפסין ואנזימים אחרים לנוע אחורה דרך צינור הוושט, אפילו להגיע לגרון ובמקרים הגרועים ביותר לסביבת הריאות.

כדי לסבך עוד יותר את העניינים, לחולי LPR יש רגישות עצבית מקומית השתנו, כך שהם לא יכולים להגיב בשיעול ובהתקפות על נוכחות החומצה בסביבה גרון. להיות בצורתו הפעילה ולא להיות מופרש, פפסין מתחיל לפרק את רקמות הגרון, וכתוצאה מכך דיספגיה כרונית (חוסר יכולת לבלוע), קול קשה ושיעולים חוזרים ונשנים. ככל שהפפסין נמצא במגע עם סביבת הגרון כך הנזק גרוע יותר.

קורות חיים

כפי שאולי ראיתם, פפסין הוא אנזים מעניין מאוד ברמה פיזיולוגית, מכיוון שהוא מופעל על ידי עצמה עם הסביבה החומצית של הקיבה והפונקציונליות שלה מווסתת באופן תלוי pH לחלוטין סְבִיבָתִי. אם ה- pH נשמר בין 1.5 ל -2, האנזים נשאר בצורתו הפעילה ועושה את עבודתו. כאשר ערך זה משתנה, הוא שומר על הקונפורמציה התלת מימדית שלו, אך אינו מפרק חלבונים כמו שקורה בתוך הקיבה.

הודות לפפסין ולביומולקולות רבות אחרות בעלות אופי אנזימטי, בני אדם יכולים להשתנות את החלבונים שאנו צורכים באנרגיה ובעיקר בחומצות אמינו שימושיות להיווצרותם ותיקונם רקמות. כמובן, ברור לנו שללא חילוף החומרים הפנימי שלנו אנחנו כלום.