PEPSIN: STRUCTURĂ, FUNCȚII, PRODUCȚIE - ANATOMIE ȘI FIZIOLOGIE - 2025

Pepsinei este prezentă enzima din sucul gastric puternic pentru a ajuta la digestia proteinelor. Este de fapt o endopeptidază a cărei sarcină principală este de a descompune proteinele alimentare în părți mici cunoscute sub numele de peptide, care sunt apoi absorbite de intestin sau degradate de enzimele pancreatice.

Deși a fost izolat pentru prima dată în 1836 de fiziologul german Theodor Schwann, abia în 1929 biochimistul american John Howard Northrop, de la Institutul de Cercetări Medicale Rockefeller, a raportat cristalizarea reală și o parte din funcțiile sale, ceea ce l-ar ajuta să primească premiul Nobel pentru chimie 17 ani mai târziu.

Această enzimă nu este unică pentru oameni. De asemenea, este produs în stomacul mai multor animale și acționează încă din stadiile incipiente ale vieții, colaborând în digestia proteinelor din lactate, carne, ouă și cereale, în principal.

Structura

Principalele celule ale stomacului produc o substanță inițială numită pepsinogen. Această proenzimă sau zimogen este hidrolizată și activată de acizii gastrici, pierzând 44 aminoacizi în proces. În cele din urmă, pepsina conține 327 reziduuri de aminoacizi în forma sa activă, care își îndeplinește funcțiile la nivel gastric.

Pierderea acestor 44 de aminoacizi lasă un număr egal de reziduuri acide libere. Din acest motiv, pepsina funcționează cel mai bine în medii cu pH foarte scăzut.

Caracteristici

După cum am menționat deja, funcția principală a pepsinei este digestia proteinelor. Activitatea Pepsin este mai mare în medii puternic acide (pH 1,5-2) și cu temperaturi cuprinse între 37 și 42 ºC.

Doar o parte din proteinele care ajung în stomac sunt degradate de această enzimă (aproximativ 20%), formând peptide mici.

Activitatea pepsinei este concentrată în principal pe legăturile hidrofobe N-terminale prezente în aminoacizii aromatici precum triptofanul, fenilalanina și tirozina, care fac parte din multe proteine ​​din alimente.

O funcție a pepsinei care a fost descrisă de unii autori are loc în sânge. Deși această afirmație este controversată, se pare că cantități mici de pepsină trec în fluxul sanguin, unde acționează asupra proteinelor mari sau parțial hidrolizate care au fost absorbite de intestinul subțire înainte de a fi digerate complet.

Cum se produce?

Pepsinogen secretat de celulele majore ale stomacului, cunoscute și sub denumirea de celule zimogene, este precursorul pepsinei.

Această proenzimă este eliberată datorită impulsurilor din nervul vag și secreției hormonale de gastrină și secretină, care sunt stimulate după ingestia alimentelor.

Deja în stomac, pepsinogenul se amestecă cu acid clorhidric, care a fost eliberat de aceiași stimuli, interacționând rapid între ei pentru a produce pepsină.

Acest lucru se realizează după clivarea unui segment de 44 aminoacizi din structura pepsinogenă originală printr-un proces autocatalitic complex.

Odată activă, aceeași pepsină este capabilă să continue stimularea producției și eliberării mai multului pepsinogen. Această acțiune este un bun exemplu de feedback pozitiv al enzimelor.

Pe lângă pepsina însăși, histamina și, în special, acetilcolina stimulează celulele peptice să sintetizeze și să elibereze pepsinogen nou.

Unde operează?

Principalul său loc de acțiune este stomacul. Acest fapt poate fi ușor explicat prin înțelegerea faptului că arsurile la stomac sunt condiția ideală pentru performanțele sale (pH 1,5-2,5). De fapt, când bolusul alimentar trece de la stomac la duoden, pepsina este inactivată atunci când întâlnește un mediu intestinal cu pH de bază.

Pepsin lucrează și în sânge. Deși s-a spus că acest efect a fost deja controversat, anumiți cercetători susțin că pepsina trece în sânge, unde continuă să digere anumite peptide cu lanț lung sau cele care nu au fost pe deplin degradate.

Când pepsina părăsește stomacul și se află într-un mediu cu pH neutru sau de bază, funcția sa încetează. Cu toate acestea, întrucât nu este hidrolizat, acesta poate fi activat din nou dacă mediul este reactivat.

Această caracteristică este importantă pentru a înțelege unele dintre efectele negative ale pepsinei, care sunt discutate mai jos.

Reflux gastroesofagian

Revenirea cronică a pepsinei la esofag este una dintre principalele cauze ale afectării produse de refluxul gastroesofagian. Deși restul substanțelor care alcătuiesc sucul gastric sunt, de asemenea, implicate în această patologie, pepsina pare a fi cea mai dăunătoare dintre toate.

Pepsina și alți acizi prezenți în reflux pot provoca nu numai esofagita, care este consecința inițială, dar afectează multe alte sisteme.

Consecințele potențiale ale activității pepsinei asupra anumitor țesuturi includ laringită, pneumonită, răgușeală cronică, tuse persistentă, laringospasm și chiar cancer laringian.

A fost studiat astmul din cauza microaspirației pulmonare a conținutului gastric. Pepsin poate avea un efect iritant asupra arborelui bronșic și favorizează constricția tractului respirator, declanșând simptomele tipice ale acestei boli: detresă respiratorie, tuse, respirație șuierătoare și cianoză.

Alte efecte ale pepsinei

Sfera orală și dentară poate fi, de asemenea, afectată de acțiunea pepsinei. Cele mai frecvente semne asociate cu aceste daune sunt halitoza sau respirația rea, salivația excesivă, granuloame și eroziunea dentară. Acest efect eroziv se manifestă de obicei după ani de reflux și poate deteriora întregii dinți.

În ciuda acestui fapt, pepsina poate fi utilă din punct de vedere medical. Astfel, prezența pepsinei în salivă este un marker de diagnostic important pentru refluxul gastroesofagian.

De fapt, există un test rapid disponibil pe piață numit PepTest, care detectează prezența salivei pepsinei și ajută la diagnosticul refluxului.

Papaină, o enzimă foarte asemănătoare cu pepsina prezentă în papaya sau în cele lactate, este utilă în igiena și albirea dinților.

În plus, pepsina este folosită în industria pielii și în fotografia clasică, precum și în producția de brânzeturi, cereale, gustări, băuturi aromate, proteine ​​predigestate și chiar gumă de mestecat.

Referințe

1. Liu, Yu și colab. (2015). Digestia acizilor nucleici începe în stomac. Rapoarte științifice, 5, 11936.
2. Czinn, Steven și Sarigol Blanchard, Samra (2011). Anatomia dezvoltării și fiziologia stomacului. Boli gastro-intestinale și hepatice pediatrice, ediția a patra, capitolul 25, 262-268.
3. Smith, Margaret și Morton, Dion (2010). Stomacul: funcții de bază. Sistemul digestiv, ediția a doua, capitolul 3, 39-50.
4. Wikipedia (ediția trecută mai 2018). Pepsină. Recuperat de la: en.wikipedia.org
5. Encyclopaedia Britannica (ediția trecută mai 2018). Pepsină. Recuperat de la: britannica.com
6. Tang, Iordania (2013). Pepsin A. Manual de enzime proteolitice, capitolul 3, volumul I, 27-35.