ПЕПСИН: СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ, ПРОИЗВОДСТВО - АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ - 2026

В пепсин е ензим, намиращ се в стомашния сок мощен, за да помогне в усвояването на протеини. Всъщност това е ендопептидаза, чиято основна задача е да разгражда хранителните протеини на малки части, известни като пептиди, които след това се абсорбират от червата или се разграждат от ензимите на панкреаса.

Въпреки че е изолиран за първи път през 1836 г. от немския физиолог Теодор Шван, едва през 1929 г. американският биохимик Джон Хауърд Нортроп от Института за медицински изследвания на Рокфелер съобщава действителната си кристализация и част от функциите си, които ще му помогнат да получи 17 години по-късно Нобеловата награда за химия.

Този ензим не е уникален за хората. Освен това се произвежда в стомаха на няколко животни и действа от ранните етапи на живота, като сътрудничи най-вече на храносмилането на протеини от млечни продукти, месо, яйца и зърнени храни.

структура

Основните клетки на стомаха произвеждат първоначално вещество, наречено пепсиноген. Този проензим или зимоген се хидролизира и активира от стомашните киселини, като губи 44 аминокиселини в процеса. В крайна сметка пепсинът съдържа 327 аминокиселинни остатъци в своята активна форма, която изпълнява функциите си на стомашно ниво.

Загубата на тези 44 аминокиселини оставя равен брой остатъци от киселина. Именно поради тази причина пепсинът работи най-добре в среда с много ниско pH.

Характеристика

Както вече споменахме, основната функция на пепсина е храносмилането на протеини. Активността на пепсин е по-висока при силно киселинни среди (pH 1,5-2) и с температури в границите между 37 и 42 ° C.

Само част от протеините, които достигат до стомаха, се разграждат от този ензим (приблизително 20%), образувайки малки пептиди.

Активността на пепсина е фокусирана главно върху хидрофобните N-крайни връзки, присъстващи в ароматни аминокиселини като триптофан, фенилаланин и тирозин, които са част от много протеини от храната.

Функция на пепсина, описана от някои автори, се осъществява в кръвта. Въпреки че това твърдение е противоречиво, изглежда, че малки количества пепсин преминават в кръвообращението, където той действа върху големи или частично хидролизирани протеини, които се абсорбират от тънките черва, преди да бъдат усвоени напълно.

Как се произвежда?

Пепсиногенът, секретиран от основните клетки на стомаха, известен още като клетки на зимогена, е предшественик на пепсина.

Този проензим се освобождава благодарение на импулсите от вагусовия нерв и хормоналната секреция на гастрин и секретин, които се стимулират след приема на храна.

Вече в стомаха, пепсиногенът се смесва с солна киселина, която се отделя от същите стимули, бързо взаимодействайки помежду си, за да произведе пепсин.

Това става след разцепване на 44 аминокиселинен сегмент от първоначалната структура на пепсиноген чрез сложен автокаталитичен процес.

Веднъж активен, същият пепсин е в състояние да продължи да стимулира производството и освобождаването на повече пепсиноген. Това действие е добър пример за положителна обратна връзка с ензимите.

В допълнение към самия пепсин, хистаминът и особено ацетилхолинът стимулират пептичните клетки да синтезират и отделят нов пепсиноген.

Къде работи?

Основното му място на действие е стомахът. Този факт може лесно да се обясни, като се разбере, че киселините са идеалното условие за неговото изпълнение (pH 1,5-2,5). Всъщност, когато хранителният болус преминава от стомаха към дванадесетопръстника, пепсинът се инактивира, когато срещне чревна среда с основно рН.

Пепсинът също действа в кръвта. Въпреки че този ефект вече е спорен, някои изследователи твърдят, че пепсинът преминава в кръвта, където продължава да усвоява определени пептиди с дълги вериги или такива, които не са били напълно разградени.

Когато пепсинът напусне стомаха и е в среда с неутрално или основно рН, неговата функция престава. Въпреки това, тъй като не е хидролизиран, той може да се активира отново, ако средата бъде повторно активирана.

Тази функция е важна за разбирането на някои от негативните ефекти на пепсина, които са разгледани по-долу.

Гастроезофагеален рефлукс

Хроничното връщане на пепсин в хранопровода е една от основните причини за увреждането, причинено от гастроезофагеален рефлукс. Въпреки че останалите вещества, които съставляват стомашния сок, също участват в тази патология, пепсинът изглежда е най-вредният от всички.

Пепсинът и другите киселини, присъстващи при рефлукс, могат да причинят не само езофагит, което е първоначалното последствие, но засягат и много други системи.

Потенциалните последици от активността на пепсин върху определени тъкани включват ларингит, пневмонит, хронична дрезгавост, упорита кашлица, ларингоспазъм и дори рак на ларинкса.

Изследвана е астма вследствие на белодробната микроаспирация на стомашно съдържание. Пепсинът може да има дразнещ ефект върху бронхиалното дърво и да благоприятства свиването на дихателните пътища, като предизвика типичните симптоми на това заболяване: дихателен дистрес, кашлица, хрипове и цианоза.

Други ефекти на пепсина

Устната и зъбната сфера също могат да бъдат засегнати от действието на пепсина. Най-честите признаци, свързани с тези увреждания, са халитоза или лош дъх, прекомерно слюноотделяне, грануломи и зъбна ерозия. Този ерозивен ефект обикновено се проявява след години на рефлукс и може да увреди всички зъби.

Въпреки това пепсинът може да бъде полезен от медицинска гледна точка. По този начин наличието на пепсин в слюнката е важен диагностичен маркер за гастроезофагеален рефлукс.

Всъщност на пазара има бърз тест, наречен PepTest, който открива наличието на пепсинова слюнка и помага при диагностицирането на рефлукса.

Папаин, ензим, много подобен на пепсина, присъстващ в папая или млечен, е полезен за хигиена и избелване на зъбите.

В допълнение, пепсинът се използва в кожената промишленост и класическата фотография, както и при производството на сирена, зърнени храни, закуски, ароматизирани напитки, предразположени протеини и дори дъвки.

Препратки

1. Liu, Yu et al (2015). Храносмилането на нуклеиновите киселини започва в стомаха. Научни доклади, 5, 11936.
2. Czinn, Steven and Sarigol Blanchard, Samra (2011). Анатомия на развитие и физиология на стомаха. Педиатрична стомашно-чревна и чернодробна болест, четвърто издание, глава 25, 262-268.
3. Смит, Маргарет и Мортън, Дион (2010). Стомахът: основни функции. Храносмилателната система, второ издание, глава 3, 39-50.
4. Уикипедия (последно издание май 2018 г.). Пепсин. Възстановено от: en.wikipedia.org
5. Encyclopaedia Britannica (последно издание май 2018 г.). Пепсин. Възстановено от: britannica.com
6. Танг, Йордания (2013). Пепсин А. Наръчник за протеолитични ензими, глава 3, том I, 27-35.