פפסין הוא הווה אנזים ב מיץ קיבה חזק כדי לסייע לעיכול של חלבונים. זהו למעשה אנדופפטידז אשר תפקידו העיקרי הוא לפרק חלבוני מזון לחלקים קטנים המכונים פפטידים, אשר נספגים לאחר מכן במעי או מושכלים על ידי אנזימי הלבלב.
למרות שבודד לראשונה בשנת 1836 על ידי הפיזיולוג הגרמני תיאודור שוון, רק ב -1929 דיווח הביוכימאי האמריקני ג'ון האוורד נורת'רופ, ממכון רוקפלר למחקר רפואי, על התגבשותו בפועל וחלק מתפקידיו, מה שיעזור לו לקבל פרס נובל לכימיה כעבור 17 שנה.
אנזים זה אינו ייחודי לבני אדם. הוא מיוצר גם בבטן של כמה בעלי חיים ופועל כבר בשלבי החיים הראשונים, ומשתף פעולה בעיכול חלבונים ממוצרי חלב, בשרים, ביצים ודגנים, בעיקר.
מִבְנֶה
התאים העיקריים של הקיבה מייצרים חומר ראשוני הנקרא פפסינוגן. פרואנזים זה או זימוגן מיוצרים הידרוליזה ומופעלים על ידי חומצות קיבה ומאבד 44 חומצות אמינו בתהליך. בסופו של דבר, פפסין מכיל 327 שאריות חומצות אמינו בצורתו הפעילה, המבצע את תפקידיו ברמת הקיבה.
אובדן 44 החומצות האמיניות הללו משאיר מספר שווה של שאריות חומצה חופשיות. מסיבה זו פפסין פועל בצורה הטובה ביותר בתקשורת pH נמוכה מאוד.
מאפיינים
כאמור, תפקידו העיקרי של פפסין הוא עיכול חלבונים. פעילות הפפסין גבוהה יותר בסביבות חומציות מאוד (pH 1.5-2) ועם טמפרטורות הנע בין 37 ל 42 מעלות צלזיוס.
רק חלק מהחלבונים המגיעים לקיבה מושפל על ידי אנזים זה (20% בערך) ויוצרים פפטידים קטנים.
הפעילות של פפסין ממוקדת בעיקר בקשרים ההידרופוביים N- הנמצאים בחומצות אמינו ארומטיות כמו טריפטופן, פנילאלנין וטירוזין, שהם חלק מחלבונים רבים מהמזון.
פונקציה של פפסין שתוארה על ידי כמה מחברים מתרחשת בדם. למרות שטענה זו שנויה במחלוקת, נראה כי כמויות קטנות של פפסין עוברות לזרם הדם, שם היא פועלת על חלבונים גדולים או הידרוליזים חלקית שנספגו במעי הדק לפני שעכלו אותם במלואם.
איך הוא מיוצר?
פפסינוגן המופרש על ידי התאים העיקריים בקיבה, המכונה גם תאי זימוגן, הוא מבשרו של פפסין.
פרואנזים זה משתחרר בזכות דחפים מעצב הנרתיק וההפרשה ההורמונאלית של גסטרין וסודרין, אשר מגורמים לאחר נטילת מזון.
כבר בבטן, פפסינוגן מתערבב עם חומצה הידרוכלורית, ששוחררה על ידי אותם גירויים, תוך אינטראקציה במהירות זה עם זה לייצור פפסין.
זה נעשה לאחר מחשוף של קטע 44 חומצות אמינו ממבנה הפפסינוגן המקורי באמצעות תהליך אוטוקאטלי מורכב.
ברגע שהוא פעיל, אותו פפסין מסוגל להמשיך לעורר ייצור ושחרור של יותר פפסינוגן. פעולה זו היא דוגמא טובה למשוב חיובי באנזים.
בנוסף לפפסין עצמו, היסטמין ובעיקר אצטילכולין ממריץ תאים פפטיים לסנתז ולשחרר פפסינוגן חדש.
היכן הוא פועל?
אתר הפעולה העיקרי שלו הוא הקיבה. עובדה זו ניתנת להסבר בקלות על ידי הבנה שצרבת היא התנאי האידיאלי לביצועיה (pH 1.5-2.5). למעשה, כאשר בולוס המזון עובר מהקיבה לתריסריון, הפפסין מופעל כאשר הוא נתקל במדיום מעיים עם pH בסיסי.
פפסין פועל גם בדם. למרות שכבר נאמר כי השפעה זו שנויה במחלוקת, חוקרים מסוימים טוענים כי פפסין עובר לדם, שם הוא ממשיך לעכל פפטידים מסוימים ארוכי שרשרת או כאלה שלא הושפלו לחלוטין.
כאשר פפסין עוזב את הבטן ונמצא בסביבה עם pH ניטראלי או בסיסי, תפקודו נפסק. עם זאת, מכיוון שהוא אינו מנוטרל במים, ניתן להפעיל אותו שוב אם מחליטים את המדיום מחדש.
תכונה זו חשובה להבנת חלק מההשפעות השליליות של פפסין, אשר נדונות להלן.
ריפלוקס בגסטרו-וסת
חזרתו הכרונית של פפסין לוושט היא אחד הגורמים העיקריים לנזק שנגרם כתוצאה מהרפלוקס של מערכת העיכול. למרות ששאר החומרים המרכיבים מיץ קיבה מעורבים גם הם בפתולוגיה זו, נראה כי פפסין הוא המזיק ביותר מכולם.
פפסין וחומצות אחרות הקיימות ברפלוקס יכולות לגרום לא רק לוושט, וזו התוצאה הראשונית, אלא להשפיע על מערכות רבות אחרות.
ההשלכות הפוטנציאליות של פעילות פפסין על רקמות מסוימות כוללות דלקת גרון, דלקת ריאות, צרידות כרונית, שיעול מתמשך, גרון ועווית, ואפילו סרטן הגרון.
אסטמה עקב מיקרו-אספירציה של תכולת הקיבה נחקרה. לפפסין יכולה להיות השפעה מגרה על עץ הסימפונות ולהעדיף את היצרות דרכי הנשימה, מה שמעורר את הסימפטומים האופייניים למחלה זו: מצוקה נשימתית, שיעול, צפצופים וצינוזה.
השפעות אחרות של פפסין
תחומי הפה והשיניים יכולים להיות מושפעים גם מהפעולה של פפסין. הסימנים השכיחים ביותר הקשורים לנזקים אלה הם האשתוזיס או ריח רע מהפה, ריר יתר, גרנולומות ושחיקה בשיניים. השפעה שחיקה זו בדרך כלל באה לידי ביטוי לאחר שנים של ריפלוקס ועלולה לפגוע בכל השיניים.
למרות זאת, פפסין יכול להועיל מבחינה רפואית. לפיכך, נוכחותו של פפסין ברוק היא סמן אבחוני חשוב לרפלוקס של מערכת העיכול.
למעשה, קיימת בשוק בדיקה מהירה הנקראת PepTest, המאתרת נוכחות של רוק פפסין ומסייעת באבחון ריפלוקס.
פפאין, אנזים הדומה מאוד לפפצין שנמצא בפפאיות או בחלביות, מועיל בהיגיינה והלבנת שיניים.
בנוסף משתמשים בפפסין בתעשיית העור ובצילום קלאסי, כמו גם בייצור גבינות, דגני בוקר, חטיפים, משקאות בטעמים, חלבונים קודמים ואפילו מסטיקים.
הפניות
- Liu, Yu et al (2015). עיכול חומצות גרעין מתחיל בבטן. דוחות מדעיים, 5, 11936.
- צ'זין, סטיבן וסריג בלנשר, סמרה (2011). אנטומיה התפתחותית ופיזיולוגיה של הבטן. מחלות במערכת העיכול והכבד ילדים, מהדורה רביעית, פרק 25, 262-268.
- סמית, מרגרט ומורטון, דיון (2010). הבטן: פונקציות בסיסיות. מערכת העיכול, מהדורה שנייה, פרק 3, 39-50.
- ויקיפדיה (המהדורה האחרונה במאי 2018). עַכְּלָן. התאושש מ: en.wikipedia.org
- אנציקלופדיה בריטניקה (המהדורה האחרונה במאי 2018). עַכְּלָן. התאושש מ: britannica.com
- טאנג, ירדן (2013). Pepsin A. Handbook of Enzyme Proteolytic, פרק 3, Volume I, 27-35.