Pepsyna - co to jest? Jak działa?

Enzymy są fundamentem biochemii i odgrywają kluczową rolę w życiu każdego organizmu. Zrozumienie funkcji i mechanizmów działania enzymów jest istotą nie tylko w biologii i medycynie, ale również w przemyśle, gdzie są wykorzystywane do produkcji żywności, leków czy biopaliw i wielu innych produktów. Enzymy trawienne, takie jak pepsyna, odgrywają kluczową rolę w procesie rozkładania skomplikowanych cząsteczek pokarmowych na prostsze, łatwiej przyswajalne. Dzięki nim spożywany pokarm może spełnić swoje funkcje w organizmie.

1. Czym są i jak działają enzymy?
2. Przykładowe rodzaje enzymów trawiennych
3. Kluczowa w trawieniu białek 
4. Dostępność aminokwasów niezbędnych do budowy tkanek
5. Niedobór pepsyny - niedożywienie białkowe
6. Odporność organizmu, zaburzenia hormonalne 

Czym są i jak działają enzymy?

Enzymy to białka, które działają jako katalizatory w biochemii, co oznacza, że przyspieszają reakcje chemiczne w organizmach żywych. Każdy enzym jest specyficzny dla konkretnych reakcji chemicznych, co oznacza, że działa tylko na określone substraty, czyli cząsteczki, które ulegają przekształceniu. Enzymy są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania komórek, ponieważ kontrolują i regulują większość procesów metabolicznych, takich jak synteza DNA czy produkcja energii. Bez enzymów, wiele niezbędnych reakcji chemicznych w naszym ciele nie mogłoby zachodzić w wystarczająco szybkim tempie, co uniemożliwiłoby życie.

Enzymy działają w specyficznych warunkach, takich jak określona temperatura i pH, co jest ważne dla ich skuteczności i stabilności. Jeśli warunki te są nieodpowiednie, enzymy mogą ulegać m.in. denaturacji, czyli tracić swoją strukturę i aktywność. Ponadto aktywność enzymów może być regulowana przez różne czynniki, takie jak inhibitory, które mogą hamować ich działanie, lub aktywatory, które je wzmacniają.

Przykładowe rodzaje enzymów trawiennych

Kluczowa w trawieniu białek 

Pepsyna jest jednym z kluczowych enzymów trawiennych, który odgrywa istotną rolę w rozkładaniu białek w żołądku. Jest produkowana przez komórki główne błony śluzowej żołądka jako nieaktywny pepsynogen, który jest następnie aktywowany przez kwas solny (HCl) do formy czynnej, czyli pepsyny. Działając w bardzo kwaśnym środowisku żołądka, pepsyna katalizuje rozpad długich łańcuchów polipeptydowych na krótsze fragmenty, zwane peptydami. Ten proces jest niezbędny, ponieważ białka spożywane w diecie muszą zostać rozłożone na mniejsze jednostki, które mogą być dalej trawione i wchłaniane w jelicie cienkim.

Pepsyna jest najbardziej aktywna w bardzo niskim pH, około 1,5 do 2, co odpowiada kwaśnemu środowisku żołądka, zapewnianemu przez wydzielany tam kwas solny. Działanie pepsyny kończy się w jelicie cienkim, gdzie środowisko staje się bardziej zasadowe, a enzymy trzustkowe przejmują dalszy rozkład peptydów do aminokwasów.

Dostępność aminokwasów niezbędnych do budowy tkanek

Pepsyna jest jednym z pierwszych enzymów, które rozpoczynają proces trawienia białek, co jest kluczowe dla dostępności aminokwasów, niezbędnych do budowy i naprawy tkanek oraz produkcji enzymów i hormonów. Ocena poziomu pepsyny w ślinie jest jednym z narzędzi diagnostycznych w chorobie refluksowej przełyku (refluksie żołądkowo-przełykowym).

Niedobór pepsyny - niedożywienie białkowe

Bez pepsyny białka spożywane w diecie nie mogą być skutecznie rozkładane na mniejsze peptydy i aminokwasy, czego skutkiem może być niedożywienie białkowe. Niedobór białka prowadzi do osłabienia mięśni, zmniejszenia masy mięśniowej i ogólnej utraty siły. Osoby z niedoborem białka mogą doświadczać problemów z gojeniem ran, gdyż białka są niezbędne do regeneracji tkanek. Skóra, włosy i paznokcie mogą stać się kruche i słabe z powodu braku odpowiednich aminokwasów do ich wzrostu i naprawy.

Odporność organizmu, zaburzenia hormonalne 

Ponadto niedostateczny stopień rozkładu białek może wpływać negatywnie na układ odpornościowy, ponieważ białka są kluczowe dla produkcji przeciwciał i innych elementów obronnych organizmu. Niedobór pepsyny i wynikający z tego niedobór białka może również prowadzić do zaburzeń funkcji wielu hormonów. W układzie nerwowym niedobór aminokwasów wpływa negatywnie na produkcję neuroprzekaźników, co może prowadzić do zaburzeń nastroju, problemów z koncentracją i ogólnego spadku funkcji poznawczych. U dzieci, niedobór białka może powodować zahamowanie wzrostu i opóźnienia rozwojowe.

Źródła:

• Heda, R., Toro, F., & Tombazzi, C. R. (2023). Physiology, Pepsin. In StatPearls. StatPearls Publishing.
• Aldajani, A., Alhussain, F., Mesallam, T., AbaAlkhail, M., Alojayri, R., Bassam, H., Alotaibi, O., Alqahtani, M., & Alsaleh, S. (2024). Association Between Chronic Rhinosinusitis and Reflux Diseases in Adults: A Systematic Review and Meta-Analysis. American journal of rhinology & allergy, 38(1), 47–59. https://doi.org/10.1177/19458924231210028
• Petersen K. U. (2018). Pepsin and Its Importance for Functional Dyspepsia: Relic, Regulator or Remedy?. Digestive diseases (Basel, Switzerland), 36(2), 98–105. https://doi.org/10.1159/000481399
• Salelles, L., Floury, J., & Le Feunteun, S. (2021). Pepsin activity as a function of pH and digestion time on caseins and egg white proteins under static in vitro conditions. Food & function, 12(24), 12468–12478. https://doi.org/10.1039/d1fo02453a