Pepsina: struttura, funzioni, produzione

La pepsina è un potente enzima presente nel succo gastrico che aiuta nella digestione delle proteine. In realtà è una endopeptidasi il cui compito principale è quello di disintegrare le proteine ​​alimentari in piccole parti note come peptidi, che vengono poi assorbite dall'intestino o degradate dagli enzimi pancreatici.

Sebbene fosse stato isolato per la prima volta nel 1836 dal fisiologo tedesco Theodor Schwann, non fu fino al 1929 quando il biochimico americano John Howard Northrop, del Rockefeller Institute of Medical Research, riferì la sua cristallizzazione attuale e parte delle sue funzioni, che l'avrebbero aiutata a ricevere il premio Nobel per la chimica 17 anni dopo.

Questo enzima non è esclusivo per l'uomo. Viene anche prodotto nello stomaco di diversi animali e agisce fin dalle prime fasi della vita, collaborando principalmente alla digestione delle proteine ​​da prodotti caseari, carni, uova e cereali.

struttura

Le cellule principali dello stomaco producono una sostanza iniziale chiamata pepsinogen. Questo proenzima o zimogeno viene idrolizzato e attivato dagli acidi gastrici, perdendo 44 aminoacidi nel processo. Alla fine, la pepsina contiene 327 residui di aminoacidi nella sua forma attiva, che esercita le sue funzioni a livello gastrico.

La perdita di questi 44 aminoacidi libera un numero uguale di residui acidi. È per questo motivo che la pepsina funziona meglio nei media con pH molto basso.

funzioni

Come già accennato, la funzione principale della pepsina è la digestione delle proteine. L'attività della pepsina è maggiore in ambienti molto acidi (pH 1, 5-2) e con temperature comprese tra 37 e 42 ° C.

Solo una parte delle proteine ​​che raggiungono lo stomaco viene degradata da questo enzima (circa il 20%) formando piccoli peptidi.

L'attività della pepsina si concentra principalmente sui legami idrofobici del terminale N presente negli amminoacidi aromatici come il triptofano, la fenilalanina e la tirosina, che fanno parte di molte proteine ​​derivate dal cibo.

Una funzione di pepsina che è stata descritta da alcuni autori ha luogo nel sangue. Sebbene questa affermazione sia controversa, sembra che piccole quantità di pepsina passino nel flusso sanguigno, dove agisce su proteine ​​grandi o parzialmente idrolizzate che sono state assorbite dall'intestino tenue prima della sua digestione totale.

Come viene prodotto?

Il pepsinogeno secreto dalle cellule principali dello stomaco, noto anche come cellule zimogene, è il precursore della pepsina.

Questo proenzima viene rilasciato grazie agli impulsi del nervo vago e alla secrezione ormonale di gastrina e secretina, che vengono stimolati dopo l'assunzione di cibo.

Già nello stomaco, il pepsinogen è mescolato con acido cloridrico, che è stato rilasciato dagli stessi stimoli, interagendo rapidamente tra loro per produrre pepsina.

Ciò viene effettuato dopo la scissione di un prosegment a 44 amminoacidi dalla struttura originale del pepsinogeno attraverso un complesso processo autocatalitico.

Una volta attivato, lo stesso pepsin è in grado di continuare a stimolare la produzione e il rilascio di più pepsinogeno. Questa azione è un buon esempio di feedback enzimatico positivo.

Oltre alla stessa pepsina, l'istamina e in particolare l'acetilcolina stimolano le cellule peptiche a sintetizzare e rilasciare nuovo pepsinogeno.

Dove agisce?

Il suo principale sito d'azione è lo stomaco. Questo fatto può essere facilmente spiegato comprendendo che l'acidità di stomaco è la condizione ideale per le sue prestazioni (pH 1, 5-2, 5). Infatti, quando il bolo alimentare passa dallo stomaco al duodeno, la pepsina viene inattivata trovando un mezzo intestinale con un pH basico.

La pepsina agisce anche nel sangue. Anche se è già stato detto che questo effetto è controverso, alcuni ricercatori sostengono che la pepsina passa nel sangue, dove continua a digerire certi peptidi a catena lunga o quelli che non sono stati completamente degradati.

Quando la pepsina lascia lo stomaco ed è in un ambiente con pH neutro o basico, la sua funzione cessa. Tuttavia, non idrolizzandolo, può essere attivato di nuovo se il mezzo viene fatto reagire.

Questa caratteristica è importante per capire alcuni degli effetti negativi della pepsina, che sono discussi di seguito.

Reflusso gastroesofageo

Il ritorno cronico della pepsina all'esofago è una delle cause principali del danno prodotto dal reflusso gastroesofageo. Anche se il resto delle sostanze che compongono il succo gastrico sono anche coinvolte in questa patologia, la pepsina sembra essere la più dannosa di tutte.

La pepsina e altri acidi presenti nel reflusso possono causare non solo l'esofagite, che è la conseguenza iniziale, ma influenzano molti altri sistemi.

Tra le potenziali conseguenze dell'attività della pepsina su alcuni tessuti, abbiamo laringite, polmonite, raucedine cronica, tosse persistente, laringospasmo e persino cancro alla laringe.

È stata studiata l'asma mediante microaspirazione polmonare del contenuto gastrico. La pepsina può avere un effetto irritante sull'albero bronchiale e favorire la costrizione delle vie respiratorie, innescando la tipica sintomatologia di questa malattia: difficoltà respiratoria, tosse, respiro sibilante e cianosi.

Altri effetti della pepsina

Anche le sfere orale e odontologica possono essere influenzate dall'azione della pepsina. I segni più frequenti associati a questi danni sono l'alitosi o l'alitosi, l'eccessiva salivazione, il granuloma e l'erosione dentale. Questo effetto erosivo si manifesta di solito dopo anni di reflusso e può danneggiare l'intera dentatura.

Nonostante ciò, la pepsina può essere utile dal punto di vista medico. Pertanto, la presenza di pepsina nella saliva è un importante marker diagnostico del reflusso gastroesofageo.

In effetti esiste un test rapido disponibile sul mercato chiamato PepTest, che rileva la presenza di pepsina salivare e aiuta nella diagnosi di reflusso.

La papaina, un enzima molto simile alla pepsina presente in papaie o papaia, è utile nello sbiancamento e nell'igiene dei denti.

Inoltre, la pepsina viene utilizzata nell'industria della pelle e nella fotografia classica, così come nella produzione di formaggi, cereali, snack, bevande aromatizzate, proteine ​​predigerite e persino gomme da masticare.