ПЕПСИН: СТРУКТУРА, ФУНКЦІЇ, ВИРОБНИЦТВО - АНАТОМІЯ ТА ФІЗІОЛОГІЯ - 2025

Пепсину є фермент , присутній в шлунковому соку потужним , щоб допомогти в перетравленні білків. Насправді це ендопептидаза, головне завдання якої - розщеплення білків їжі на невеликі частини, відомі як пептиди, які потім всмоктуються кишечником або деградують ферментами підшлункової залози.

Незважаючи на те, що його вперше виділили в 1836 році німецький фізіолог Теодор Шванн, американський біохімік Джон Говард Нортроп із Інституту медичних досліджень Рокфеллера Джон Говард Нортроп повідомив про його фактичну кристалізацію та частину своїх функцій, які допоможуть йому отримати Нобелівська премія з хімії через 17 років.

Цей фермент не властивий людині. Він також виробляється в шлунку кількох тварин і діє з ранніх стадій життя, співпрацюючи в основному в перетравленні білків з молочних продуктів, м'яса, яєць і зерна.

Будова

Основні клітини шлунка виробляють початкову речовину, яку називають пепсиноген. Цей проензим або зимоген гідролізується та активується шлунковими кислотами, втрачаючи в процесі 44 амінокислоти. Зрештою, пепсин містить 327 залишків амінокислот у своїй активній формі, що виконує свої функції на шлунковому рівні.

Втрата цих 44 амінокислот залишає рівним число залишків кислоти вільним. Саме з цієї причини пепсин найкраще працює в середовищі з дуже низьким рівнем pH.

Особливості

Як вже було сказано, основна функція пепсину - перетравлення білків. Активність пепсину вища у висококислих середовищах (pH 1,5-2) та температурі від 37 до 42 ° C.

Лише частина білків, що потрапляють до шлунку, деградується цим ферментом (приблизно 20%), утворюючи невеликі пептиди.

Активність пепсину в основному зосереджена на гідрофобних N-кінцевих зв’язках, присутніх в ароматичних амінокислотах, таких як триптофан, фенілаланін та тирозин, які входять до складу багатьох білків з їжі.

Функція пепсину, описана деякими авторами, має місце в крові. Хоча ця претензія є суперечливою, виявляється, що невелика кількість пепсину потрапляє в кров, де він діє на великі або частково гідролізовані білки, які були поглинені тонкою кишкою до повного засвоєння.

Як воно виробляється?

Пепсиноген, що секретується основними клітинами шлунка, також відомий як клітини зимогена, є попередником пепсину.

Цей проензим вивільняється завдяки імпульсам з блукаючого нерва та гормональній секреції гастрину та секретину, які стимулюються після прийому їжі.

Вже в шлунку пепсиноген змішується з соляною кислотою, яка виділяється тими ж подразниками, швидко взаємодіючи між собою, утворюючи пепсин.

Це робиться після відщеплення 44 амінокислотного сегмента від вихідної структури пепсиногену шляхом складного автокаталітичного процесу.

Після активної дії той же пепсин здатний продовжувати стимулювати вироблення та вивільнення більшої кількості пепсиногену. Ця дія є хорошим прикладом позитивних відгуків про ферменти.

Крім самого пепсину, гістамін та особливо ацетилхолін стимулюють пептичні клітини до синтезу та вивільнення нового пепсиногену.

Де він працює?

Основним місцем його дії є шлунок. Цей факт можна легко пояснити, розуміючи, що печія є ідеальною умовою її ефективності (pH 1,5-2,5). Насправді, коли харчовий болюс переходить зі шлунка в дванадцятипалу кишку, пепсин інактивується, зустрівши кишкове середовище з основним рН.

Пепсин також працює в крові. Незважаючи на те, що цей ефект уже був суперечливим, деякі дослідники стверджують, що пепсин переходить у кров, де він продовжує перетравлювати певні довголанцюгові пептиди або ті, які не були повністю деградовані.

Коли пепсин покидає шлунок і знаходиться в середовищі з нейтральним або основним рН, його функція припиняється. Однак, оскільки він не гідролізується, його можна знову активувати, якщо середовище повторно закидається.

Ця особливість важлива для розуміння деяких негативних ефектів пепсину, про які йде мова нижче.

Гастроезофагеальний рефлюкс

Хронічне повернення пепсину в стравохід є однією з головних причин пошкодження, спричиненого гастроезофагеальним рефлюксом. Хоча решта речовин, що входять до складу шлункового соку, також беруть участь у цій патології, пепсин, здається, є найбільш шкідливим з усіх.

Пепсин та інші кислоти, присутні в рефлюксі, можуть спричинити не тільки езофагіт, що є початковим наслідком, але впливати на багато інших систем.

Потенційними наслідками діяльності пепсину на певні тканини є ларингіт, пневмоніт, хронічна хрипота, стійкий кашель, ларингоспазм і навіть рак гортані.

Досліджено астму внаслідок легеневої мікроаспірації шлункового вмісту. Пепсин може надавати дратівливу дію на бронхіальне дерево і сприяти звуженню дихальних шляхів, викликаючи типові симптоми цього захворювання: дихальний дистрес, кашель, хрипи та ціаноз.

Інші ефекти пепсину

Ротова та стоматологічна сфери також можуть впливати на дію пепсину. Найчастішими ознаками, пов’язаними з цими пошкодженнями, є халітоз або неприємний запах з рота, надмірне слиновиділення, гранульоми та ерозія зубів. Цей ерозивний ефект зазвичай проявляється через роки рефлюксу і може пошкодити цілі зуби.

Незважаючи на це, пепсин може бути корисним з медичної точки зору. Таким чином, наявність пепсину в слині є важливим діагностичним маркером гастроезофагеального рефлюксу.

Насправді на ринку існує швидкий тест під назвою PepTest, який виявляє наявність слини пепсину і допомагає в діагностиці рефлюксу.

Папаїн, фермент, дуже схожий на пепсин, присутній у папайях або молочних, корисний для гігієни та відбілювання зубів.

Крім того, пепсин використовується в шкіряній промисловості та класичній фотографії, а також у виробництві сирів, круп, закусок, ароматизованих напоїв, переважних білків і навіть жувальних гумок.

Список літератури

1. Лю, Ю та ін (2015). Травлення нуклеїнових кислот починається в шлунку. Наукові доповіді, 5, 11936.
2. Czinn, Steven and Sarigol Blanchard, Samra (2011). Анатомія розвитку та фізіологія шлунка. Педіатричні захворювання шлунково-кишкового тракту та печінки, четверте видання, глава 25, 262-268.
3. Сміт, Маргарет і Мортон, Діон (2010). Шлунок: основні функції. Травна система, друге видання, глава 3, 39-50.
4. Вікіпедія (остання редакція, травень 2018 року). Пепсин. Відновлено з: en.wikipedia.org
5. Encyclopaedia Britannica (остання редакція, травень 2018 року). Пепсин. Відновлено: britannica.com
6. Тан, Йорданія (2013). Пепсін А. Посібник з протеолітичних ферментів, глава 3, том I, 27-35.