PEPSIN: STRUKTUR, FUNGSI, PENGELUARAN - ANATOMI DAN FISIOLOGI - 2025

The pepsin adalah hadir enzim dalam jus gastrik yang kuat untuk membantu dalam pencernaan protein. Ini sebenarnya adalah endopeptidase yang tugas utamanya adalah memecah protein makanan menjadi bahagian kecil yang dikenali sebagai peptida, yang kemudian diserap oleh usus atau terdegradasi oleh enzim pankreas.

Walaupun ia diasingkan untuk pertama kalinya pada tahun 1836 oleh ahli fisiologi Jerman, Theodor Schwann, pada tahun 1929, ahli biokimia Amerika John Howard Northrop, dari Institut Penyelidikan Perubatan Rockefeller, melaporkan penghabluran sebenarnya dan sebahagian fungsinya, yang akan membantunya menerima Hadiah Nobel dalam Kimia 17 tahun kemudian.

Enzim ini tidak unik untuk manusia. Ia juga dihasilkan di perut beberapa haiwan dan bertindak dari peringkat awal kehidupan, berkolaborasi dalam pencernaan protein dari produk tenusu, daging, telur dan biji-bijian, terutama.

Struktur

Sel-sel utama perut menghasilkan bahan awal yang disebut pepsinogen. Proenzim atau zimogen ini dihidrolisiskan dan diaktifkan oleh asid gastrik, kehilangan 44 asid amino dalam prosesnya. Pada akhirnya, pepsin mengandungi 327 sisa asid amino dalam bentuk aktifnya, yang menjalankan fungsinya pada tahap gastrik.

Kehilangan 44 asid amino ini meninggalkan jumlah sisa asid yang sama. Atas sebab inilah pepsin berfungsi paling baik dalam media pH yang sangat rendah.

ciri-ciri

Seperti yang telah disebutkan, fungsi utama pepsin adalah pencernaan protein. Aktiviti pepsin lebih tinggi di persekitaran yang sangat berasid (pH 1.5-2) dan dengan suhu antara 37 dan 42 ºC.

Hanya sebahagian protein yang sampai ke perut terdegradasi oleh enzim ini (kira-kira 20%), membentuk peptida kecil.

Aktiviti pepsin terutama tertumpu pada ikatan hidrofobik N-terminal yang terdapat dalam asid amino aromatik seperti triptofan, fenilalanin dan tirosin, yang merupakan sebahagian daripada banyak protein dari makanan.

Fungsi pepsin yang telah dijelaskan oleh beberapa pengarang berlaku dalam darah. Walaupun tuntutan ini kontroversial, nampaknya sejumlah kecil pepsin masuk ke dalam aliran darah, di mana ia bertindak pada protein hidrolisis besar atau sebahagian yang diserap oleh usus kecil sebelum dicerna sepenuhnya.

Bagaimana ia dihasilkan?

Pepsinogen yang dirembeskan oleh sel-sel utama perut, juga dikenal sebagai sel zimogen, adalah pendahulu pepsin.

Proenzim ini dilepaskan berkat dorongan dari saraf vagus dan rembesan hormon gastrin dan sekretin, yang dirangsang setelah pengambilan makanan.

Sudah berada di dalam perut, pepsinogen bercampur dengan asid hidroklorik, yang dilepaskan oleh rangsangan yang sama, cepat berinteraksi satu sama lain untuk menghasilkan pepsin.

Ini dilakukan setelah pemisahan segmen asid amino 44 dari struktur pepsinogen asli melalui proses autokatalitik yang kompleks.

Setelah aktif, pepsin yang sama dapat terus merangsang pengeluaran dan pembebasan lebih banyak pepsinogen. Tindakan ini adalah contoh baik maklum balas enzim positif.

Sebagai tambahan kepada pepsin itu sendiri, histamin dan terutama asetilkolin merangsang sel peptik untuk mensintesis dan melepaskan pepsinogen baru.

Di mana ia beroperasi?

Laman utama tindakannya adalah perut. Fakta ini dapat dijelaskan dengan mudah dengan memahami bahawa pedih ulu hati adalah keadaan yang ideal untuk prestasinya (pH 1.5-2.5). Sebenarnya, ketika bolus makanan mengalir dari perut ke duodenum, pepsin tidak aktif apabila bertemu dengan media usus dengan pH asas.

Pepsin juga berfungsi dalam darah. Walaupun kesan ini telah dikatakan kontroversial, para penyelidik tertentu mendakwa pepsin masuk ke dalam darah, di mana ia terus mencerna peptida rantai panjang tertentu atau yang belum sepenuhnya merosot.

Apabila pepsin meninggalkan perut dan berada di persekitaran dengan pH neutral atau asas, fungsinya berhenti. Walau bagaimanapun, kerana tidak dihidrolisis, ia dapat diaktifkan kembali jika media tersebut dihidupkan semula.

Ciri ini penting untuk memahami beberapa kesan negatif pepsin, yang dibincangkan di bawah.

Refluks gastroesophageal

Kembalinya pepsin secara kronik ke kerongkongan adalah salah satu penyebab utama kerosakan yang disebabkan oleh refluks gastroesofagus. Walaupun sisa bahan yang membentuk jus gastrik juga terlibat dalam patologi ini, pepsin nampaknya paling berbahaya dari semua.

Pepsin dan asid lain yang terdapat dalam refluks boleh menyebabkan bukan sahaja esofagitis, yang merupakan akibat awal, tetapi mempengaruhi banyak sistem lain.

Akibat berpotensi aktiviti pepsin pada tisu tertentu termasuk laringitis, pneumonitis, serak kronik, batuk berterusan, laringospasme, dan juga barah laring.

Asma kerana mikroaspirasi paru-paru kandungan gastrik telah dikaji. Pepsin boleh memberi kesan menjengkelkan pada pokok bronkus dan menyukai penyempitan saluran pernafasan, memicu gejala khas penyakit ini: gangguan pernafasan, batuk, mengi dan sianosis.

Kesan pepsin lain

Sfera mulut dan gigi juga boleh dipengaruhi oleh tindakan pepsin. Tanda-tanda yang paling kerap dikaitkan dengan kerosakan ini adalah halitosis atau bau mulut, air liur berlebihan, granuloma dan hakisan gigi. Kesan hakisan ini biasanya muncul setelah bertahun-tahun mengalami refluks dan boleh merosakkan keseluruhan gigi.

Walaupun begitu, pepsin boleh berguna dari sudut perubatan. Oleh itu, kehadiran pepsin dalam air liur adalah penanda diagnostik penting untuk refluks gastroesophageal.

Sebenarnya, terdapat ujian cepat yang tersedia di pasar yang disebut PepTest, yang mengesan kehadiran air liur pepsin dan membantu dalam diagnosis refluks.

Papain, enzim yang hampir sama dengan pepsin yang terdapat pada pepaya atau susu, berguna dalam kebersihan dan pemutihan gigi.

Selain itu, pepsin digunakan dalam industri kulit dan fotografi klasik, serta dalam pembuatan keju, bijirin, makanan ringan, minuman berperisa, protein yang telah diprestij dan bahkan permen karet.

Rujukan

1. Liu, Yu et al (2015). Pencernaan Asid Nukleik Bermula di Perut. Laporan Ilmiah, 5, 11936.
2. Czinn, Steven dan Sarigol Blanchard, Samra (2011). Perkembangan Anatomi dan Fisiologi Perut. Penyakit Gastrointestinal Pediatrik dan Hati, Edisi Keempat, Bab 25, 262-268.
3. Smith, Margaret dan Morton, Dion (2010). Perut: Fungsi Asas. Sistem Pencernaan, Edisi Kedua, Bab 3, 39-50.
4. Wikipedia (edisi terakhir Mei 2018). Pepsin. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
5. Encyclopaedia Britannica (edisi terakhir Mei 2018). Pepsin. Dipulihkan dari: britannica.com
6. Tang, Jordan (2013). Pepsin A. Buku Panduan Enzim Proteolitik, Bab 3, Jilid I, 27-35.