Pepsīns ir vissvarīgākais gremošanas enzīms kuņģis. Ar tās palīdzību pārtika proteīni tiek sadalīti tā sauktajos peptonos. Pepsīns ir aktīvs tikai ļoti skābā vidē un kopā ar kuņģis skābe, slimības gadījumā var uzbrukt kuņģa gļotādai.
Kas ir pepsīns?
Pepsīns ir kuņģa ferments, kas jau iepriekš paredz uzturu proteīni pārtikas mīkstuma. Tos skābos vidē pepsīns sadala kuņģis lai izveidotu tā sauktos peptonus. Ferments ir aktīvs tikai skābā vidē ar pH no 1.5 līdz 3. Virs pH 6 pepsīns tiek neatgriezeniski inaktivēts. Fermentu pievieno arī dažiem pārtikas produktiem, lai veicinātu gremošanu. Slavenais pepsīna vīns jeb Pepsi Kola satur arī šo fermentu. Pepsīnu jau 1836. gadā atklāja vācu fiziologs Teodors Švāns. Tikai 1930. gadā amerikāņu ķīmiķis Džons Hovards Northrops spēja to pasniegt kristāliskā formā. Pepsīns veidojas no neaktīvas pepsinogēna formas, darbojoties kuņģa skābe. Šai reakcijai nav nepieciešams ferments. Tā ir autoproteolīze. Ar šķelšanu 44 aminoskābes, veidojas aktīvais pepsīns, kas sastāv no 327 aminoskābēm un ir fosfoproteīns.
Funkcija, darbība un uzdevumi
Pepsīnam ir uzdevums iepriekš sagremot proteīni pārtikas mīkstuma jau atrodas kuņģī. Tas ietver atsevišķu olbaltumvielu šķelšanos polipeptīdu ķēdēs, kas pazīstamas kā peptoni. Pepsīns ir tā sauktā endopeptidāze. Atšķirībā no eksopeptidāzēm endopeptidāze sašķeļ olbaltumvielas molekulas iekšpusē polipeptīdu ķēdē. Vairumā gadījumu šķelšanās notiek pie specifiskas aminoskābes. Pepsīnā ķēde ir sašķelta aromātiskā aminoskābes. Galvenokārt šķelšanās notiek pēc aminoskābes fenilalanīna. Par fermenta specifisko darbību ir atbildīgi divi aspartāti (asparagīnskābe) funkcionālajā centrā. Iegūtie peptoni jau ir tik īsi, ka tos vairs nevar saukt par olbaltumvielām. Viņi arī ir zaudējuši spēju veidot sekundāras, terciāras vai kvartāra struktūras. Tas nozīmē, ka koagulācija vairs nenotiek un polipeptīdu ķēdes paliek ūdens- šķīst, kad tie nokļūst divpadsmitpirkstu zarnas. Iekš tievā zarnā, tad tos var viegli vēl vairāk sadalīt līdz amino skābes ar aizkuņģa dziedzera proteāzēm. Pepsīna prekursors, kā minēts iepriekš, ir neaktīvs pepsinogēns. Pepsinogēns tiek sintezēts kuņģa šūnās, un sākotnēji tam jāpaliek neaktīvam, lai neuzbruktu paša ķermeņa olbaltumvielām. Tas notiek tikai ar sālsskābe kuņģī, kurā veidojas pepsīns. Tomēr kuņģis pasargā sevi no kuņģa pašsagremošanas gļotādas ar pepsīnu, veidojot sārmainu gļotu. Caur kuņģa peristaltiku pārtikas masa tiek cirkulēta vairākas reizes, un tikai proteīni tiek pārveidoti par peptoniem. Tauki un ogļhidrāti saudzēja no gremošanas traucējumiem siekalas iziet cauri kuņģim nemainītā veidā, līdz tie sasniedz tievā zarnā. Tikai pēc tam šīs pārtikas sastāvdaļas tiek sadalītas tālāk ar aizkuņģa dziedzera gremošanas sekrēciju. Papildus pārtikas mīkstumam baktērijas tiek nogalināti arī skābā kuņģa vidē, un to proteīnus sadala pepsīns. Tomēr ir viena baktērija, kas izdzīvo pat šajos ekstremālajos apstākļos un var turpināt pastāvēt kuņģī. Tas ir Helicobacter pylori. Kad baktērijas atstāt kuņģi, jo vairāk sārmains fermenti aizkuņģa dziedzera iegūt ietekmi. Šajā procesā fermentu pepsīnu neatgriezeniski inaktivē augstais pH līmenis, un tagad to var noārdīt arī aizkuņģa dziedzera proteāzes.
Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības
Visi dzīvnieki, kuriem ir gremošanas orgāns, kas līdzīgs kuņģim, ražo pepsīnu līdz pārtikas produktu olbaltumvielām. Fermentu var iegūt no dzīvnieku vēderiem. To pievieno dažiem pārtikas produktiem, lai veicinātu gremošanu. Pepsīna vīns un Pepsi Kola satur arī pepsīnu. Pepsīns var iedarboties tikai kopā ar kuņģa skābe. Skābā vide ir nepieciešama tās darbībai. Pepsīna prekursora pepsinogēna ražošanu stimulē hormons gastrīns. Pagriezienā, gastrīns ražošanu stimulē kuņģa izstiepšanās, olbaltumvielas pārtikas mīkstumā un alkohols or kofeīns.
Slimības un traucējumi
Neskatoties uz viņu agresivitāti, kuņģa skābe un pepsīns nevar uzbrukt kuņģim gļotādas. Tomēr, ja kuņģis ir kolonizēts ar baktēriju Helicobacter pylori, hronisks gastrīts vai pat var rasties kuņģa vai divpadsmitpirkstu zarnas čūlas. Lai aizsargātu kuņģi gļotādas, kuņģa pūslīšu šūnas veido sārmainu gļotu, kas aizsargā kuņģa gļotādu. Tomēr Helicobacter pylori noārda gļotu aizsargslāni tā, lai sālsskābe kuņģa un fermenta pepsīns var tieši uzbrukt kuņģa gļotādai. Tas noved pie pastāvīgas gļotādas uzkrāšanās ar hronisku veidošanos iekaisums vai pat čūla. Ilgtermiņā hroniskas čūlas un iekaisums var arī vadīt uz vēderu vēzis. Slimība izpaužas bieži un smagi grēmas, dedzināšana sāpes vēderā un pat vemšana. Dažreiz, vemšana of asinis notiek arī. Ārstēšana sastāv no Helicobacter pylori apkarošanas ar antibiotika pārvalde. Tomēr ne visas kuņģa slimības ar kuņģa gļotādas iznīcināšanu rodas baktērijas dēļ. Palielinātu skābumu un pepsīna veidošanos var izraisīt arī funkcionālie procesi. Ja šie procesi traucē līdzsvarot starp izdalījumiem, kas aizsargā gļotādu, un kuņģa skābi, refluksa var izraisīt arī slimību. Var arī hormonālie procesi vadīt uz šo. Piemēram, Zolindžera-Elisona sindroms, aizkuņģa dziedzera neiroendokrīnais audzējs, ko sauc par gastrinomu, pastāvīgi rada pārāk daudz gastrīns un tādējādi pārāk daudz kuņģa skābes, kā arī pepsīna.
