و البيبسين هو الحاضر الانزيم في عصير المعدة قوية للمساعدة في هضم البروتينات. إنه في الواقع إنزيم endopeptidase تتمثل مهمته الرئيسية في تحطيم البروتينات الغذائية إلى أجزاء صغيرة تعرف باسم الببتيدات ، والتي يتم امتصاصها بعد ذلك بواسطة الأمعاء أو تتحلل بواسطة إنزيمات البنكرياس.
على الرغم من عزله لأول مرة في عام 1836 من قبل الفيزيولوجي الألماني ثيودور شوان ، إلا أنه لم يكن حتى عام 1929 عندما أبلغ عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي جون هوارد نورثروب ، من معهد روكفلر للأبحاث الطبية ، عن تبلوره الفعلي وجزء من وظائفه ، مما سيساعده على تلقيه. جائزة نوبل في الكيمياء بعد 17 عامًا.
هذا الإنزيم لا يقتصر على البشر. كما يتم إنتاجه في معدة العديد من الحيوانات ويعمل منذ المراحل الأولى من الحياة ، ويتعاون في هضم البروتينات من منتجات الألبان واللحوم والبيض والحبوب بشكل أساسي.
بناء
تنتج الخلايا الرئيسية في المعدة مادة أولية تسمى مادة الببسين. يتم تحلل هذا الإنزيم أو الزيموجين بواسطة الأحماض المعدية ، مما يؤدي إلى فقدان 44 من الأحماض الأمينية في هذه العملية. في النهاية ، يحتوي البيبسين على 327 من بقايا الأحماض الأمينية في شكله النشط ، والتي تؤدي وظائفها على مستوى المعدة.
يؤدي فقدان هذه الأحماض الأمينية الـ 44 إلى ترك عدد متساوٍ من بقايا الحمض خالية. ولهذا السبب ، يعمل البيبسين بشكل أفضل في وسائط الأس الهيدروجيني المنخفضة للغاية.
المميزات
كما ذكرنا سابقًا ، فإن الوظيفة الرئيسية للبيبسين هي هضم البروتينات. يكون نشاط البيبسين أعلى في البيئات شديدة الحموضة (درجة الحموضة 1.5-2) وتتراوح درجات الحرارة بين 37 و 42 درجة مئوية.
يتحلل جزء فقط من البروتينات التي تصل إلى المعدة بواسطة هذا الإنزيم (حوالي 20٪) ، مكونًا ببتيدات صغيرة.
يركز نشاط البيبسين بشكل أساسي على الروابط الطرفية N الكارهة للماء الموجودة في الأحماض الأمينية العطرية مثل التربتوفان والفينيل ألانين والتيروزين ، والتي تعد جزءًا من العديد من البروتينات من الطعام.
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 تنتقل إلى مجرى الدم ، حيث تعمل على البروتينات الكبيرة أو المتحللة جزئيًا التي تم امتصاصها بواسطة الأمعاء الدقيقة قبل هضمها بالكامل.
كيف يتم إنتاجها؟
البيبسينوجين الذي تفرزه الخلايا الرئيسية في المعدة ، والمعروف أيضًا باسم خلايا الزيموجين ، هو مقدمة الببسين.
يتم إطلاق هذا الإنزيم بفضل نبضات من العصب المبهم والإفراز الهرموني للجاسترين وسيكريتين ، والتي يتم تحفيزها بعد تناول الطعام.
بالفعل في المعدة ، يختلط الببسينوجين مع حمض الهيدروكلوريك ، الذي تم إطلاقه بواسطة نفس المحفزات ، ويتفاعل بسرعة مع بعضها البعض لإنتاج الببسين.
يتم ذلك بعد انقسام 44 قطعة من الأحماض الأمينية من بنية الببسين الأصلية من خلال عملية تحفيز تلقائي معقدة.
بمجرد تنشيطه ، يمكن أن يستمر البيبسين في تحفيز إنتاج وإطلاق المزيد من الببسين. هذا الإجراء هو مثال جيد على ردود الفعل الإيجابية على الإنزيم.
بالإضافة إلى الببسين نفسه ، يقوم الهستامين وخاصة الأسيتيل كولين بتحفيز الخلايا الهضمية لتكوين وإطلاق مادة الببسينوجين الجديد.
أين تعمل؟
موقع عملها الرئيسي هو المعدة. يمكن تفسير هذه الحقيقة بسهولة من خلال فهم أن حرقة المعدة هي الحالة المثالية لأدائها (درجة الحموضة 1.5-2.5). في الواقع ، عندما تنتقل بلعة الطعام من المعدة إلى الاثني عشر ، يتم تعطيل البيبسين عن طريق مواجهة وسط معوي مع درجة الحموضة الأساسية.
يعمل البيبسين أيضًا في الدم. على الرغم من أن هذا التأثير قد قيل بالفعل أنه مثير للجدل ، إلا أن بعض الباحثين يدعون أن البيبسين يمر في الدم ، حيث يستمر في هضم بعض الببتيدات طويلة السلسلة أو تلك التي لم تتحلل تمامًا.
عندما يترك البيبسين المعدة ويكون في بيئة ذات درجة حموضة محايدة أو أساسية ، تتوقف وظيفته. ومع ذلك ، نظرًا لأنه لا يتحلل بالماء ، يمكن تنشيطه مرة أخرى إذا تمت إعادة تحمض الوسط.
هذه الميزة مهمة لفهم بعض الآثار السلبية للبيبسين ، والتي تمت مناقشتها أدناه.
الارتجاع المعدي
عودة البيبسين المزمنة إلى المريء هي أحد الأسباب الرئيسية للضرر الناتج عن الارتجاع المعدي المريئي. على الرغم من أن باقي المواد التي يتكون منها عصير المعدة تشارك أيضًا في هذه الحالة المرضية ، يبدو أن البيبسين هو الأكثر ضررًا على الإطلاق.
لا يمكن أن يسبب البيبسين والأحماض الأخرى الموجودة في الارتجاع التهاب المريء فقط ، وهي النتيجة الأولية ، ولكنها تؤثر على العديد من الأنظمة الأخرى.
تشمل العواقب المحتملة لنشاط البيبسين على أنسجة معينة التهاب الحنجرة والتهاب الرئة وبحة الصوت المزمنة والسعال المستمر وتشنج الحنجرة وحتى سرطان الحنجرة.
تمت دراسة الربو الناجم عن تحسس الرئة من محتويات المعدة. يمكن أن يكون للبيبسين تأثير مزعج على شجرة الشعب الهوائية ويفضل انقباض الجهاز التنفسي ، مما يؤدي إلى ظهور الأعراض النموذجية لهذا المرض: ضيق التنفس والسعال والصفير والزرقة.
آثار أخرى للبيبسين
يمكن أيضًا أن تتأثر المجالات الفموية والأسنان بفعل البيبسين. العلامات الأكثر شيوعًا المرتبطة بهذه الأضرار هي رائحة الفم الكريهة أو رائحة الفم الكريهة والإفراط في إفراز اللعاب والأورام الحبيبية وتآكل الأسنان. يظهر هذا التأثير المؤكل عادة بعد سنوات من الارتجاع ويمكن أن يتلف الأسنان بأكملها.
على الرغم من ذلك ، يمكن أن يكون البيبسين مفيدًا من الناحية الطبية. وبالتالي ، فإن وجود البيبسين في اللعاب هو علامة تشخيصية مهمة للارتجاع المعدي المريئي.
في الواقع ، هناك اختبار سريع متوفر في السوق يسمى PepTest ، والذي يكتشف وجود لعاب البيبسين ويساعد في تشخيص الارتجاع.
Papain هو إنزيم مشابه جدًا للبيبسين الموجود في البابايا أو اللبني ، وهو مفيد في النظافة وتبييض الأسنان.
بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم البيبسين في صناعة الجلود والتصوير الكلاسيكي ، وكذلك في إنتاج الجبن والحبوب والوجبات الخفيفة والمشروبات المنكهة والبروتينات المهضومة وحتى العلكة.
المراجع
- ليو ، يو وآخرون (2015). يبدأ هضم الأحماض النووية في المعدة. التقارير العلمية ، 5 ، 11936.
- كزين وستيفن وساريجول بلانشارد وسمرة (2011). علم التشريح التنموي ووظائف المعدة. أمراض الجهاز الهضمي والكبد لدى الأطفال ، الإصدار الرابع ، الفصل 25 ، 262-268.
- سميث ، مارجريت ومورتون ، ديون (2010). المعدة: الوظائف الأساسية. الجهاز الهضمي ، الطبعة الثانية ، الفصل 3 ، 39-50.
- ويكيبيديا (الإصدار الأخير مايو 2018). بيبسين. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
- Encyclopaedia Britannica (الطبعة الأخيرة مايو 2018). بيبسين. تم الاسترجاع من: britannica.com
- تانغ ، الأردن (2013). بيبسين أ. كتيب الإنزيمات المحللة للبروتين ، الفصل 3 ، المجلد الأول ، 27-35.