Pepsin: hva det er, egenskaper og funksjoner

Mennesket og resten av dyrene er åpne systemer, siden vi krever inntak av organisk materiale for å skaffe energi. 50% av kostholdet vårt består av karbohydrater, 30% fett og 10-15% protein.

Alle disse makronæringsstoffene brytes ned ved hydrolyse i små biomolekyler., som krysser plasmamembranen til celler og oksyderes i mitokondrie miljøet, for å skaffe energi til alle vev og reaksjoner som er nødvendige for livet.

Fordøyelse, kjent som prosessen der en mat transformeres i fordøyelsessystemet til en stoff som kroppen assimilerer, er det viktig for maten å ende opp med å bli omdannet til energi og varme metabolsk. For dette inntas maten gjennom munnen, utsatt for en rekke mekaniske og kjemiske endringer, transporteres til magen, deretter til tarmene, og til slutt blir avfall kastet ut i mediet i form av avføring.

Denne generelle prosessen beskriver matens passering gjennom fordøyelsessystemet på en ekstremt kort måte, men det kan være understreke at hver av disse delene av systemet er preget av en rekke kjemiske og fysiske reaksjoner renter. I dag forteller vi deg alt om

pepsin, et av disse enzymene som er avgjørende for å forstå fordøyelsen på gastrisk nivå.

• Relatert artikkel: "Fordøyelsessystemet: anatomi, deler og funksjon"

Hva er pepsin?

Først og fremst er det nødvendig å understreke at pepsin er en endopeptidase, det vil si et enzym som bryter ned proteinene som oppnås i diettinntaket til mindre peptider. Disse typer enzymatiske molekyler bryter peptidbindingene mellom aminosyrer i proteinkjeden, etter en rekke meget spesifikke retningslinjer. Pepsin er ikke den eneste endopeptidasen som har ansvaret for fordøyelsen, siden blant annet trypsin, chymotrypsin, elastase eller thermolysin skiller seg ut i denne gruppen.

Til tross for mangfoldet av endopeptidaser i gastrisk miljø, anses pepsin som en av de viktigste, sammen med trypsin og chymotrypsin.. I tillegg er handlingsmiljøet veldig klart og avgrenset: det fungerer på sitt beste mellom en pH på 1,5 og 2, de eksakte ideelle forholdene til magen. Når den når den delen av tolvfingertarmen (med en pH på 6), inaktiveres dette enzymet og dets funksjonalitet slutter (selv om det opprettholder sin tredimensjonale konformasjon opp til en pH på 8).

I alle fall er det nødvendig å avklare at proteinfordøyelsen også fortsetter på tarmnivået, på grunn av effekten av bukspyttkjertelenzymer som trypsin, chymotrypsin, elastase og karboksypeptidase. Til tross for essensialiteten er pepsin ikke viktig for livet: hvis dette enzymet mangler, kan andre ta seg av proteinmetabolismen, med mer eller mindre innsats.

Merkelig nok den enzymatiske aktiviteten til pepsin og andre enzymer kan selv nedbryte kroppens eget vev hvis det ikke var noen forebyggende mekanismer tydelig og effektiv. Heldigvis skiller slimhinnen i magen ut et slim-bikarbonatlignende stoff, som gir mageveggen et nesten nøytralt pH-miljø og inaktiverer pepsin. Selve magen må beskytte seg mot den enzymatiske aktiviteten som foregår i den, kontraintuitiv som den høres ut.

Syntesen av pepsin

Pepsin syntetiseres i magen, som vi har antydet i tidligere linjer. Uansett, mageceller (hovedcellene i magekjertlene) skiller ikke ut pepsin i seg selv, men pepsinogen. Denne forbindelsen er et inaktivt zymogen eller pro-enzym som inneholder 44 "ekstra" aminosyrer, sammenlignet med det faktiske enzymet.

Hormonet gastrin, utskilt av G-celler i gastrisk apparat, stimulerer utskillelsen av pepsinogen og saltsyre, som skaper et veldig surt pH-miljø i kammeret mage. Når pepsinogen kommer i kontakt med dette syrekonglomeratet, gjennomgår det en autokatalytisk reaksjon der den frigjøres fra "halen" av aminosyrer som holdt den inaktiv. Takket være tilstedeværelsen av magesyrer transformeres pepsinogen til sin aktive variant pepsin, og dette kan begynne å bryte ned proteiner i mindre molekyler.

Videre er det nødvendig å påpeke det pepsinogen syntetiseres takket være instruksjonene som er tilstede i genene, det vil si, den kromosomer i celler. Hos mennesker er det 3 forskjellige gener som koder for samme form for pepsinogen A: PGA3, PGA4 og PGA5. Alle av dem har retningene for syntesen av zymogenet, som deretter blir transformert til enzymet ved stimulering av magesyrer.

På den andre siden, noen forbindelser (slik som pepstatin) er i stand til å hemme pepsin i svært lave konsentrasjoner. Pepstatin ble først isolert i kulturer av actinomycete sopp, men lite annet er kjent om det utover dets aktivitet som en protease.

• Du kan være interessert i: "Tabell over aminosyrer: funksjoner, typer og egenskaper"

Pepsin-funksjon

På dette punktet er det viktig å understreke det Pepsin er dedikert til å bryte ned proteiner, men er sammensatt av aminosyrer, dette enzymet er også et protein i seg selv. Aminosyrer er den grunnleggende enheten i hvert protein, ettersom de er sammenføyd i spesifikke ordener av peptidbindinger å gi opphav til peptider (mindre enn 10 aminosyrer), polypeptider (10 til 50 aminosyrer) og proteiner (mer enn 50 aminosyrer).

For sin del "kutter" pepsin proteinkjeden som skal nedbrytes på nivået av aminosyrene leucin (leu) fenylalanin (phe), tryptofan (trp) eller tyrosin (tyr), med mindre en av dem innledes med prolin (pro). Vi husker at det er en endopeptidase, som betyr at den skjærer "innsiden" (mellom aminosyrer som ikke er en del av den terminale proteinseksjonen).

Proteiner utgjør bare 10-15% av kostholdet vårt (siden karbohydrater er den rikeste energikilden), men disse de utgjør 50% av tørrvekten til nesten alle biologiske vev, siden det ikke er noen metabolsk prosess som ikke avhenger på noen måte av de. Derfor er pepsin og resten av enzymene som nedbryter proteiner så viktige: ikke bare for å skaffe energi, men for integrering av aminosyrer i biologiske vev, som muskler og hud.

Pepsins rolle i patologier

Som ethvert element i menneskekroppen, kan pepsin mislykkes eller utføre aktiviteter til tider når det ikke er nødvendig, noe som fører til patologier. I dette tilfellet spiller denne og andre enzymer en viktig rolle i utvikling av symptomer på laryngopharyngeal reflux (LPR) og gastroøsofageal reflux (GERD).

En person med svekket nedre esophageal sphincter (LES) kan oppleve disse forholdene, som matbolus blandet med magesaft trekker seg ned i spiserøret hvis miljøet i mage. Dette fører til at syrer, pepsin og andre enzymer beveger seg bakover gjennom spiserøret, til og med når strupehodet og i verste fall lungemiljøet.

For å komplisere saken ytterligere har LPR-pasienter lokal nevrofølsomhet endret, slik at de ikke kan reagere med hoste og rales på tilstedeværelsen av syre i miljøet strupehode. Å være i sin aktive form og ikke bli utskilt, pepsin begynner å bryte ned larynxvevet, noe som resulterer i kronisk dysfagi (manglende evne til å svelge), en hard stemme og gjentatt hoste. Jo mer pepsin er i kontakt med larynxmiljøet, jo verre er skaden.

Gjenoppta

Som du kanskje har sett, er pepsin et veldig interessant enzym på et fysiologisk nivå, siden det er selvaktivert av seg selv med det sure miljøet i magen og dens funksjonalitet er regulert på en helt pH-avhengig måte Miljø. Hvis pH holdes mellom 1,5 og 2, forblir enzymet i sin aktive form og gjør jobben sin. Når denne verdien endres, opprettholder den sin tredimensjonale konformasjon, men bryter ikke ned proteiner som den gjør i magen.

Takket være pepsin og mange andre biomolekyler av enzymatisk karakter, kan mennesker transformere seg proteinene vi bruker i energi og fremfor alt i aminosyrer som er nyttige for dannelse og reparasjon av vev. Selvfølgelig er det klart for oss at uten vårt indre stoffskifte er vi ingenting.