بيبسين: هيكل ، وظائف ، الإنتاج
بيبسين هو إنزيم قوي موجود في عصير المعدة ويساعد في هضم البروتينات. هو في الواقع إندوببتيداز تتمثل مهمته الرئيسية في تفكيك بروتينات الغذاء إلى أجزاء صغيرة تعرف باسم الببتيدات ، والتي يتم امتصاصها بعد ذلك عن طريق الأمعاء أو تتحلل بواسطة إنزيمات البنكرياس.
على الرغم من أنه تم عزله لأول مرة في عام 1836 من قبل عالم الفيزياء الألماني ثيودور شوان ، إلا أنه لم يكن حتى عام 1929 عندما أبلغ الكيميائي البيولوجي الأمريكي جون هوارد نورثروب ، من معهد روكفلر للأبحاث الطبية ، عن تبلوره الفعلي وجزء من وظائفه ، مما سيساعده في الحصول على جائزة نوبل في الكيمياء بعد 17 سنة.
هذا الانزيم لا يقتصر على البشر. وينتج أيضًا في المعدة العديد من الحيوانات ويعمل من المراحل المبكرة من الحياة ، ويتعاون في هضم البروتينات من منتجات الألبان واللحوم والبيض والحبوب بشكل أساسي.
هيكل
الخلايا الرئيسية للمعدة تنتج مادة أولية تسمى بيبسينوجين. يتم تحلل هذا الإنزيم أو الزيموجين بواسطة الأحماض المعدية ، وفقدان 44 من الأحماض الأمينية في هذه العملية. في النهاية ، يحتوي البيبسين على 327 من بقايا الأحماض الأمينية في شكله النشط ، والتي تمارس وظائفها على مستوى المعدة.
يترك فقدان هذه الأحماض الأمينية 44 عددًا متساوًا من بقايا الحمض. ولهذا السبب يعمل البيبسين بشكل أفضل في الوسائط ذات الرقم الهيدروجيني المنخفض للغاية.
وظائف
كما ذكرنا سابقًا ، فإن الوظيفة الرئيسية للبيبسين هي هضم البروتينات. يكون نشاط البيبسين أكبر في البيئات الحمضية للغاية (درجة الحموضة 1.5 - 2) وتتراوح درجات الحرارة بين 37 و 42 درجة مئوية.
فقط جزء من البروتينات التي تصل إلى المعدة تتحلل من خلال هذا الإنزيم (حوالي 20 ٪) التي تشكل الببتيدات الصغيرة.
يركز نشاط البيبسين بشكل أساسي على الروابط الكارهة للماء في الطرف N الموجود في الأحماض الأمينية العطرية مثل التربتوفان والفينيل ألانين والتيروزين ، والتي تعد جزءًا من العديد من البروتينات المشتقة من الغذاء.
تحدث وظيفة البيبسين التي وصفها بعض المؤلفين في الدم. على الرغم من أن هذا الادعاء مثير للجدل ، إلا أنه يبدو أن كميات صغيرة من البيبسين تمر في مجرى الدم ، حيث تعمل على بروتينات كبيرة أو جزئية تحللها الأمعاء الدقيقة قبل هضمها بالكامل.
كيف يتم إنتاجها؟
يعتبر البيبسينوجين الذي تفرزه الخلايا الرئيسية للمعدة ، والمعروف أيضًا باسم خلايا الزيموجين ، هو مقدمة البيبسين.
يتم إطلاق هذا الإنزيم بفضل نبضات العصب المبهم والإفراز الهرموني للجاسترين والإفرازات ، والتي يتم تحفيزها بعد تناول الطعام.
بالفعل في المعدة ، يتم خلط مادة البيبسينوجين مع حمض الهيدروكلوريك ، الذي تم إطلاقه بواسطة نفس المنبهات ، ويتفاعل بسرعة مع بعضهم البعض لإنتاج البيبسين.
يتم ذلك بعد انشقاق 44 حمضًا أمينيًا من التركيب الأصلي للبيبسينوجين من خلال عملية التحفيز الذاتي المعقدة.
بمجرد تفعيله ، يستطيع البيبسين نفسه مواصلة تحفيز إنتاج وإطلاق المزيد من البيبسينوجين. هذا الإجراء هو مثال جيد على ردود الفعل الأنزيمية الإيجابية.
بالإضافة إلى البيبسين نفسه ، يحفز الهستامين وخاصة الأسيتيل كولين الخلايا الهضمية على توليف وإطلاق بيبسينوجين جديد.
أين يتصرف؟
موقعها الرئيسي للعمل هو المعدة. يمكن تفسير هذه الحقيقة بسهولة من خلال فهم أن حموضة المعدة هي الشرط المثالي لأدائها (درجة الحموضة 1.5-2.5). في الواقع ، عندما يمر بلعة الطعام من المعدة إلى الاثني عشر ، يتم تعطيل البيبسين من خلال إيجاد وسيط معوي ذو درجة حموضة أساسية.
يعمل البيبسين أيضًا في الدم. على الرغم من أنه قيل بالفعل أن هذا التأثير مثير للجدل ، يزعم بعض الباحثين أن البيبسين ينتقل إلى الدم ، حيث يستمر في هضم بعض الببتيدات ذات السلسلة الطويلة أو تلك التي لم تتحلل تمامًا.
عندما يترك البيبسين المعدة ويكون في بيئة ذات درجة حموضة محايدة أو أساسية ، تتوقف وظيفتها. ومع ذلك ، من خلال عدم التحلل المائي ، يمكن تنشيطه مرة أخرى إذا كان رد فعل الوسيط.
هذه الخاصية مهمة لفهم بعض الآثار السلبية للبيبسين ، والتي تمت مناقشتها أدناه.
الجزر المعدي المريئي
تعد عودة البيبسين المزمنة إلى المريء أحد الأسباب الرئيسية للضرر الناتج عن الارتجاع المعدي المريئي. على الرغم من أن بقية المواد التي تشكل عصير المعدة متورطة أيضًا في هذا المرضي ، يبدو أن البيبسين هو الأكثر ضررًا على الإطلاق.
يمكن أن يسبب البيبسين والأحماض الأخرى الموجودة في الجزر ليس فقط التهاب المريء ، والذي هو النتيجة الأولية ، ولكن يؤثر على العديد من الأجهزة الأخرى.
من بين العواقب المحتملة لنشاط البيبسين على أنسجة معينة لدينا التهاب الحنجرة ، التهاب الرئة ، بحة في الصوت المزمن ، السعال المستمر ، تشنج الحنجرة وحتى سرطان الحنجرة.
تمت دراسة الربو عن طريق التروية الدقيقة الرئوية للمحتوى المعدي. يمكن أن يكون للبيبسين تأثير مهيج على شجرة الشعب الهوائية ويفضل انقباض الجهاز التنفسي ، مما يؤدي إلى أعراض نموذجية لهذا المرض: الضائقة التنفسية والسعال والصفير وزرق.
آثار أخرى من البيبسين
يمكن أيضا أن تتأثر المجالات الفموية وطب الأسنان بفعل البيبسين. العلامات الأكثر شيوعا المرتبطة بهذه الأضرار هي رائحة الفم الكريهة أو رائحة الفم الكريهة ، الإفراط في إفراز اللعاب ، الحبيبي وتآكل الأسنان. يظهر هذا التأثير التآكلي عادة بعد سنوات من الارتجاع ويمكن أن يلحق الضرر بأسنان الأسنان بأكملها.
على الرغم من هذا ، يمكن أن يكون البيبسين مفيدًا من الناحية الطبية. وبالتالي ، فإن وجود البيبسين في اللعاب هو علامة تشخيصية مهمة من الجزر المعدي المريئي.
في الواقع ، هناك اختبار سريع متاح في السوق يسمى PepTest ، والذي يكتشف وجود البيبسين اللعابي ويساعد في تشخيص الارتجاع.
يعد الغراء ، وهو إنزيم مشابه جدًا للبيبسين الموجود في البابايا أو البابايا ، مفيدًا في تبييض الأسنان ونظافتها.
بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم البيبسين في صناعة الجلود والتصوير الفوتوغرافي الكلاسيكي ، وكذلك في إنتاج الجبن والحبوب والوجبات الخفيفة والمشروبات المنكهة والبروتينات المهضومة وحتى مضغ العلكة.
