Pepsine is het belangrijkste spijsverteringsenzym van de maag Met zijn hulp, eten eiwitten worden opgesplitst in zogenaamde peptonen. Pepsine is alleen actief in een zeer zure omgeving en samen met maag zuur, kan bij ziekte de maagwand aantasten.
Wat is pepsine?
Pepsine vertegenwoordigt een maagenzym dat de voeding al voorverteert eiwitten van de voedselpulp. Deze worden afgebroken door pepsine in de zure omgeving van de maag om de zogenaamde peptonen te vormen. Het enzym is alleen actief in een zure omgeving bij een pH van 1.5 tot 3. Boven een pH van 6 wordt pepsine onomkeerbaar geïnactiveerd. Het enzym wordt ook aan bepaalde voedingsmiddelen toegevoegd om de spijsvertering te bevorderen. De beroemde pepsinewijn of Pepsi Cola bevatten ook dit enzym. Pepsine werd al in 1836 ontdekt door de Duitse fysioloog Theodor Schwann. Pas in 1930 kon de Amerikaanse chemicus John Howard Northrop het in kristallijne vorm presenteren. Pepsine wordt gevormd uit de inactieve vorm pepsinogeen door de werking van maagzuur Voor deze reactie is geen enzym nodig. Het is een autoproteolyse. Met decolleté van 44 aminozurenwordt het actieve pepsine gevormd, dat uit 327 aminozuren bestaat en een fosfoproteïne is.
Functie, actie en taken
Pepsin heeft de taak om de eiwitten van het voedselpulp al in de maag. Dit omvat de splitsing van de individuele eiwitten in polypeptideketens die bekend staan als peptonen. Pepsine is een zogenaamde endopeptidase. In tegenstelling tot exopeptidasen, splitst een endopeptidase eiwit moleculen binnen de polypeptideketen. In de meeste gevallen vindt splitsing plaats op specifieke aminozuren In pepsine wordt de ketting aromatisch gespleten aminozuren De splitsing vindt voornamelijk plaats na het aminozuur fenylalanine. Verantwoordelijk voor de specifieke werking van het enzym zijn twee aspartaten (asparaginezuur) in het functionele centrum. De resulterende peptonen zijn al zo kort dat ze geen eiwitten meer kunnen worden genoemd. Ze hebben ook het vermogen verloren om secundaire, tertiaire of quartaire structuren te vormen. Dit betekent dat coagulatie niet meer optreedt en de polypeptideketens blijven bestaan water-oplosbaar wanneer ze in de twaalfvingerige darm. In de dunne darm, kunnen ze dan gemakkelijk verder worden afgebroken tot amino zuren door proteasen uit de alvleesklier. De voorloper van pepsine, zoals eerder vermeld, is het inactieve pepsinogeen. Pepsinogeen wordt aangemaakt in de maagcellen en moet aanvankelijk inactief blijven om de eigen eiwitten van het lichaam niet aan te vallen. Het is alleen door de actie van zoutzuur in de maag dat pepsine wordt gevormd. De maag beschermt zichzelf echter tegen zelfvertering van de maag slijmvlies door pepsine door een alkalisch slijm te vormen. Via maagperistaltiek circuleert het voedselpulp meerdere keren en worden alleen de eiwitten omgezet in peptonen. Vetten en koolhydraten gespaard van predigestie door speeksel passeren de maag ongewijzigd totdat ze de bereiken dunne darm Alleen dan worden deze voedingsbestanddelen ook verder afgebroken door de spijsverteringsafscheidingen van de alvleesklier. Naast het voedselpulp, bacteriën worden ook gedood in de zure omgeving van de maag en hun eiwitten worden afgebroken door pepsine. Er is echter één bacterie die zelfs deze extreme omstandigheden overleeft en in de maag kan blijven bestaan. Dit is Helicobacter pylori. Wanneer de bacteriën verlaat de maag, hoe meer alkalisch enzymen van de alvleesklier krijgen invloed. Het enzym pepsine wordt daarbij onomkeerbaar geïnactiveerd door de hoge pH en kan nu ook worden afgebroken door de proteasen van de alvleesklier.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
Alle dieren met een maagachtig spijsverteringsorgaan produceren pepsine om voedingseiwitten voor te verteren. Het enzym kan worden gewonnen uit de magen van dieren. Het wordt aan bepaalde voedingsmiddelen toegevoegd om de spijsvertering te bevorderen. Pepsinewijn en Pepsi Cola bevatten ook pepsine. Pepsine kan zijn werking alleen uitoefenen samen met maagzuur Een zure omgeving is nodig voor zijn werking. De productie van de pepsine-precursor pepsinogeen wordt gestimuleerd door het hormoon gastrine. Op zijn beurt, gastrine de productie wordt gestimuleerd door uitzetting van de maag, door eiwitten in de voedselpulp, en door alcohol or cafeïne.
Ziekten en aandoeningen
Ondanks hun agressiviteit, maagzuur en pepsine kan de maag niet aanvallen slijmvliesAls de maag echter is gekoloniseerd met de bacterie Helicobacter pylori, chronische gastritis of zelfs maag- of duodenumzweren kunnen voorkomen. Om de maag te beschermen slijmvliesvormen de maagblaasjescellen een alkalisch slijm dat het maagslijmvlies beschermt. Echter, Helicobacter pylori breekt de beschermende slijmlaag af, zodat de zoutzuur van de maag en het enzym pepsine kunnen het maagslijmvlies direct aanvallen. Dit leidt tot een constante ophoping van het slijmvlies met de vorming van chronisch ontsteking of zelfs een zweer Op de lange termijn kunnen chronische zweren en ontsteking kan ook leiden naar de maag kanker De ziekte manifesteert zich door frequent en ernstig Maagzuur, brandend maagpijn en zelfs braken Soms, braken of bloed komt ook voor. De behandeling bestaat uit het bestrijden van Helicobacter pylori door antibioticum administratie Niet alle maagaandoeningen met vernietiging van het maagslijmvlies zijn echter te wijten aan de bacterie. Verhoogde zuurgraad en pepsinevorming kunnen ook worden veroorzaakt door functionele processen. Als deze processen het evenwicht tussen de afscheidingen die het slijmvlies en maagzuur beschermen, reflux ziekte kan ook het gevolg zijn. Hormonale processen kunnen ook leiden hieraan. Bijvoorbeeld in Zollinger-Ellison-syndroom, een neuro-endocriene tumor in de alvleesklier, een gastrinoom genaamd, produceert constant te veel gastrine en dus te veel maagzuur en pepsine.
