PEPSIN: STRUKTUR, FUNKSJONER, PRODUKSJON - ANATOMI OG FYSIOLOGI - 2025

Den pepsin er et enzym som er til stede i mavesaft kraftig for å hjelpe til i fordøyelsen av proteiner. Det er faktisk en endopeptidase hvis hovedoppgave er å bryte ned matproteiner i små deler kjent som peptider, som deretter tas opp av tarmen eller nedbrytes av bukspyttkjertelenzymer.

Selv om det ble isolert for første gang i 1836 av den tyske fysiologen Theodor Schwann, var det først i 1929 at den amerikanske biokjemikeren John Howard Northrop, fra Rockefeller Institute for Medical Research, rapporterte sin faktiske krystallisering og en del av dens funksjoner, som ville hjelpe ham å motta nobelprisen i kjemi 17 år senere.

Dette enzymet er ikke unikt for mennesker. Det produseres også i magen til flere dyr og virker fra de tidlige livsfaser, og samarbeider hovedsakelig om fordøyelsen av proteiner fra meieri, kjøtt, egg og korn.

Struktur

Hovedcellene i magen produserer et initialt stoff som kalles pepsinogen. Dette proenzymet eller zymogenet hydrolyseres og aktiveres av magesyrer, og mister 44 aminosyrer i prosessen. Til syvende og sist inneholder pepsin 327 aminosyrerester i sin aktive form, som utfører sine funksjoner på gastrisk nivå.

Tapet av disse 44 aminosyrene etterlater et like antall syre-rester fritt. Det er av denne grunn at pepsin fungerer best i veldig lave pH-medier.

Egenskaper

Som allerede nevnt er hovedfunksjonen til pepsin fordøyelsen av proteiner. Pepsinaktiviteten er høyere i svært sure miljøer (pH 1,5-2) og med temperaturer mellom 37 og 42 ºC.

Bare en del av proteinene som når magen blir nedbrutt av dette enzymet (ca. 20%), og danner små peptider.

Aktiviteten til pepsin er hovedsakelig fokusert på de hydrofobe N-terminale bindinger som er til stede i aromatiske aminosyrer som tryptofan, fenylalanin og tyrosin, som er en del av mange proteiner fra mat.

En funksjon av pepsin som er beskrevet av noen forfattere, finner sted i blodet. Selv om denne påstanden er kontroversiell, ser det ut til at små mengder pepsin passerer i blodomløpet, der det virker på store eller delvis hydrolyserte proteiner som ble absorbert av tynntarmen før de ble fullstendig fordøyd.

Hvordan produseres det?

Pepsinogen som skilles ut av hovedcellene i magen, også kjent som zymogenceller, er forløperen til pepsin.

Dette proenzymet frigjøres takket være impulser fra vagusnerven og den hormonelle sekresjonen av gastrin og sekretin, som stimuleres etter inntak av mat.

Allerede i magen blandes pepsinogen med saltsyre, som ble frigjort med de samme stimuli, og raskt interagerer med hverandre for å produsere pepsin.

Dette gjøres etter spaltning av et 44 aminosyresegment fra den opprinnelige pepsinogenstrukturen gjennom en kompleks autokatalytisk prosess.

Når den er aktiv, kan det samme pepsinet fortsette å stimulere produksjonen og frigjøringen av mer pepsinogen. Denne handlingen er et godt eksempel på positive tilbakemeldinger av enzym.

I tillegg til pepsin i seg selv, stimulerer histamin og spesielt acetylkolin peptiske celler til å syntetisere og frigjøre nytt pepsinogen.

Hvor fungerer den?

Dens viktigste handlingssted er magen. Dette faktum kan lett forklares ved å forstå at halsbrann er den ideelle betingelsen for ytelsen (pH 1,5-2,5). Når matbolus går fra magen til tolvfingertarmen, inaktiveres faktisk pepsinet når det møter et tarmmedium med basisk pH.

Pepsin fungerer også i blodet. Selv om denne effekten allerede har blitt sagt å være kontroversiell, hevder visse forskere at pepsin passerer i blodet, der det fortsetter å fordøye visse langkjedede peptider eller de som ikke er blitt fullstendig nedbrutt.

Når pepsin forlater magen og er i et miljø med nøytral eller grunnleggende pH, opphører dens funksjon. Ettersom det ikke hydrolyseres, kan det imidlertid aktiveres igjen hvis mediet blir reacidifisert.

Denne funksjonen er viktig for å forstå noen av de negative effektene av pepsin, som blir diskutert nedenfor.

Gastroøsofageal refluks

Den kroniske tilbakeføringen av pepsin til spiserøret er en av hovedårsakene til skaden som forårsakes av gastroøsofagus refluks. Selv om resten av stoffene som utgjør magesaft også er involvert i denne patologien, ser pepsin ut til å være det mest skadelige av alle.

Pepsin og andre syrer som er tilstede i tilbakeløp kan ikke bare forårsake øsofagitt, som er den første konsekvensen, men påvirker mange andre systemer.

Potensielle konsekvenser av pepsinaktivitet på visse vev inkluderer laryngitt, pneumonitt, kronisk heshet, vedvarende hoste, laryngospasme og til og med strupehodekreft.

Astma på grunn av lungemikroaspirasjon av mageinnhold er studert. Pepsin kan ha en irriterende effekt på bronkietreet og favorisere innsnevring av luftveiene, og utløse de typiske symptomene på denne sykdommen: luftveisnød, hoste, tungpustethet og cyanose.

Andre effekter av pepsin

Den orale og dental sfæren kan også påvirkes av virkningen av pepsin. De hyppigste tegnene forbundet med disse skadene er halitose eller dårlig ånde, overdreven spytting, granulomer og tannerosjon. Denne erosive effekten manifesterer seg vanligvis etter år med tilbakeløp og kan skade hele tennene.

Til tross for dette kan pepsin være nyttig fra medisinsk synspunkt. Således er tilstedeværelsen av pepsin i spytt en viktig diagnostisk markør for gastroøsofageal refluks.

Faktisk er det en rask test tilgjengelig på markedet kalt PepTest, som oppdager tilstedeværelsen av pepsinspytt og hjelper i diagnosen refluks.

Papain, et enzym som er veldig likt pepsin som er til stede i papaya eller melkeaktig, er nyttig i hygiene og tannbleking.

I tillegg brukes pepsin i skinnindustrien og klassisk fotografering, samt i produksjon av oster, frokostblandinger, snacks, smaksatt drikke, forfordelte proteiner og til og med tyggegummi.

referanser

1. Liu, Yu et al (2015). Fordøyelse av nukleinsyrer starter i magen. Vitenskapelige rapporter, 5, 11936.
2. Czinn, Steven og Sarigol Blanchard, Samra (2011). Utviklingsanatomi og fysiologi i magen. Pediatrisk gastrointestinal og leversykdom, fjerde utgave, kapittel 25, 262-268.
3. Smith, Margaret og Morton, Dion (2010). Magen: Grunnleggende funksjoner. The Digestive System, Second Edition, Chapter 3, 39-50.
4. Wikipedia (siste utgave mai 2018). Pepsin. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
5. Encyclopaedia Britannica (siste utgave mai 2018). Pepsin. Gjenopprettet fra: britannica.com
6. Tang, Jordan (2013). Pepsin A. Handbook of Proteolytic Enzymes, Chapter 3, Volume I, 27-35.