- Rakenne
- ominaisuudet
- Kuinka se tuotetaan?
- Missä se toimii?
- Ruoansulatuskanavan refluksi
- Muut pepsiinin vaikutukset
- Viitteet
Pepsiini on entsyymi, jota esiintyy mahanesteeseen tehokas auttamaan proteiinien sulatuksessa. Se on itse asiassa endopeptidaasi, jonka päätehtävänä on hajottaa ruokaproteiinit pieniksi osiksi, joita kutsutaan peptideiksi, jotka sitten imeytyvät suolistossa tai hajoavat haiman entsyymeillä.
Vaikka saksalainen fysiologi Theodor Schwann eristi sen ensimmäisen kerran vuonna 1836, vasta vuonna 1929, amerikkalainen biokemisti John Howard Northrop, Rockefeller Medical Institute -instituutista, kertoi sen todellisesta kiteytymisestä ja osasta sen toimintoja, mikä auttaisi häntä vastaanottamaan kemian Nobel-palkinnon 17 vuotta myöhemmin.
Tämä entsyymi ei ole ainutlaatuinen ihmisille. Sitä tuotetaan myös useiden eläinten mahassa ja se toimii varhaisissa elämänvaiheissa yhteistyössä pääasiassa maitotuotteiden, lihan, munien ja jyvien proteiinien hajottamisessa.
Rakenne
Mahan pääsolut tuottavat lähtöaineen, nimeltään pepsinogeeni. Maksahapot hydrolysoivat ja aktivoivat tämän proentsyymin tai tsymogeenin, menettäen prosessissa 44 aminohappoa. Viime kädessä pepsiini sisältää aktiivisessa muodossaan 327 aminohappotähdettä, joka suorittaa toimintansa mahatasolla.
Näiden 44 aminohapon menetys jättää saman määrän happotähteitä vapaiksi. Juuri tästä syystä pepsiini toimii parhaiten hyvin matalassa pH: ssa olevissa väliaineissa.
ominaisuudet
Kuten jo mainittiin, pepsiinin päätehtävä on proteiinien pilkkominen. Pepsiiniaktiivisuus on korkeampi erittäin happamissa ympäristöissä (pH 1,5-2) ja lämpötilojen ollessa välillä 37 - 42 ºC.
Vain osa vatsaan päästävistä proteiineista hajoaa tällä entsyymillä (noin 20%) muodostaen pieniä peptidejä.
Pepsiinin aktiivisuus kohdistuu pääasiassa hydrofobisiin N-terminaalisiin sidoksiin, jotka ovat läsnä aromaattisissa aminohapoissa, kuten tryptofaanissa, fenyylialaniinissa ja tyrosiinissa, jotka ovat osa monia proteiineja ruoasta.
Joidenkin kirjoittajien kuvaama pepsiinin tehtävä tapahtuu veressä. Vaikka tämä väite on kiistanalainen, näyttää siltä, että pienet määrät pepsiiniä siirtyvät verenkiertoon, missä se vaikuttaa suuriin tai osittain hydrolysoituihin proteiineihin, jotka ohutsuola absorboi ennen niiden täydellistä sulamista.
Kuinka se tuotetaan?
Mahan tärkeimpien solujen erittelemä pepsinogeeni, joka tunnetaan myös nimellä tsymogeeni-solut, on pepsiinin edeltäjä.
Tämä proentsyymi vapautuu ansiosta hermohermosta sekä gastriinin ja sekretiinin hormonaalisesta erityksestä, joita stimuloidaan ruoan nauttimisen jälkeen.
Jo mahalaukussa pepsinogeeni sekoittuu suolahapon kanssa, jonka vapauttivat samat ärsykkeet, vuorovaikutuksessa nopeasti toistensa kanssa tuottaen pepsiiniä.
Tämä tehdään sen jälkeen, kun 44 aminohapposegmentti on pilkottu alkuperäisestä pepsinogeenirakenteesta monimutkaisella autokatalyyttisellä menetelmällä.
Kun aktiivinen, sama pepsiini pystyy edelleen stimuloimaan lisää pepsiinogeenin tuotantoa ja vapautumista. Tämä toiminta on hyvä esimerkki positiivisesta entsyymipalautteesta.
Itse pepsiinin lisäksi histamiini ja erityisesti asetyylikoliini stimuloivat peptisiä soluja syntetisoimaan ja vapauttamaan uutta pepsiinogeenia.
Missä se toimii?
Sen pääasiallinen vaikutuskohta on vatsa. Tämä tosiasia voidaan selittää helposti ymmärtämällä, että närästys on ihanteellinen edellytys sen suorituskyvylle (pH 1,5-2,5). Itse asiassa, kun ruoka bolus kulkee mahasta pohjukaissuoleen, pepsiini inaktivoidaan kohtaamalla suolen elatusaine, jolla on emäksinen pH.
Pepsin toimii myös veressä. Vaikka tämän vaikutuksen on jo sanottu olevan kiistanalainen, eräät tutkijat väittävät, että pepsiini kulkeutuu vereen, missä se pilkkoo edelleen tiettyjä pitkäketjuisia peptidejä tai sellaisia, joita ei ole täysin hajotettu.
Kun pepsiini poistuu vatsasta ja on ympäristössä, jolla on neutraali tai emäksinen pH, sen toiminta lakkaa. Koska se ei ole hydrolysoitunut, se voidaan kuitenkin aktivoida uudelleen, jos väliaine on hapottunut uudelleen.
Tämä ominaisuus on tärkeä joidenkin pepsiinin kielteisten vaikutusten ymmärtämiseksi, joista keskustellaan alla.
Ruoansulatuskanavan refluksi
Pepsiinin krooninen paluu ruokatorveen on yksi tärkeimmistä syistä vatsaan, jota gastroesofageaalinen refluksi aiheuttaa. Vaikka muut mahanesteen muodostavat aineet ovat myös mukana tässä patologiassa, pepsiini näyttää olevan kaikista haitallisin.
Pepsiini ja muut refluksissa olevat hapot voivat aiheuttaa paitsi esofagiittia, joka on alkuvaiheen seuraus, vaan vaikuttaa moniin muihin järjestelmiin.
Pepsiiniaktiivisuuden potentiaalisiin seurauksiin tietyissä kudoksissa kuuluvat kurkunpunatulehdus, keuhkokuumetulehdus, krooninen käheys, jatkuva yskä, kurkunpään spasmi ja jopa kurkunpään syöpä.
Mahan sisällön keuhkojen mikrohieronnasta johtuvaa astmaa on tutkittu. Pepsinillä voi olla ärsyttävä vaikutus keuhkoputkeen ja se voi edistää hengitysteiden supistumista aiheuttaen tämän taudin tyypillisiä oireita: hengitysvaikeuksia, yskä, hengityksen vinkuminen ja syanoosi.
Muut pepsiinin vaikutukset
Pepsiinin vaikutus voi vaikuttaa myös suun ja hampaiden palloihin. Yleisimpiä näihin vaurioihin liittyviä merkkejä ovat halitoosi tai huono hengenvetoon, liiallinen syljeneritys, granuloomat ja hampaiden eroosio. Tämä eroosiovaikutus ilmenee yleensä vuosien palautusjäähdytyksen jälkeen ja voi vahingoittaa koko hampaita.
Tästä huolimatta pepsiini voi olla hyödyllinen lääketieteelliseltä kannalta. Siksi pepsiinin läsnäolo sylkessä on tärkeä diagnostinen merkki gastroesofagealiselle refluksille.
Itse asiassa markkinoilla on saatavana PepTest-niminen pikatesti, joka havaitsee pepsiinisyljen esiintymisen ja auttaa refluksin diagnosoinnissa.
Papaiini, entsyymi, joka on hyvin samanlainen kuin papaijoissa tai maitoissa esiintyvä pepsiini, on käyttökelpoinen hygieniassa ja hampaiden valkaisussa.
Lisäksi pepsiiniä käytetään nahkateollisuudessa ja klassisessa valokuvauksessa, samoin kuin juustojen, viljojen, välipalojen, maustettujen juomien, predigested proteiinien ja jopa purukumin tuotannossa.
Viitteet
- Liu, Yu ym. (2015). Nukleiinihappojen sulatus alkaa vatsassa. Tieteelliset raportit, 5, 11936.
- Czinn, Steven ja Sarigol Blanchard, Samra (2011). Mahan kehitysanatomia ja fysiologia. Lasten maha-suolikanavan ja maksasairaudet, neljäs painos, luku 25, 262 - 268.
- Smith, Margaret ja Morton, Dion (2010). Vatsa: Perustoiminnot. Ruoansulatusjärjestelmä, toinen painos, luku 3, 39-50.
- Wikipedia (viimeisin painos toukokuussa 2018). Pepsiinillä. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
- Encyclopaedia Britannica (viimeisin painos toukokuu 2018). Pepsiinillä. Palautettu osoitteesta: britannica.com
- Tang, Jordania (2013). Pepsin A. Proteolyyttisten entsyymien käsikirja, luku 3, osa I, 27-35.