น้ำย่อยเป็นปัจจุบันเอนไซม์ในกระเพาะอาหารที่มีประสิทธิภาพน้ำผลไม้เพื่อช่วยในการย่อยโปรตีน มันเป็นเอนโดเปปทิเดสที่มีหน้าที่หลักในการสลายโปรตีนในอาหารออกเป็นส่วนเล็ก ๆ ที่เรียกว่าเปปไทด์ซึ่งจะถูกดูดซึมโดยลำไส้หรือย่อยสลายโดยเอนไซม์ตับอ่อน
แม้ว่าจะถูกแยกออกเป็นครั้งแรกในปี 1836 โดยนักสรีรวิทยาชาวเยอรมัน Theodor Schwann แต่ก็ไม่ถึงปี 1929 ที่ John Howard Northrop นักชีวเคมีชาวอเมริกันจาก Rockefeller Institute for Medical Research รายงานการตกผลึกที่แท้จริงและเป็นส่วนหนึ่งของหน้าที่ซึ่งจะช่วยให้เขาได้รับ รางวัลโนเบลสาขาเคมี 17 ปีต่อมา
เอนไซม์นี้ไม่ซ้ำกับมนุษย์ นอกจากนี้ยังผลิตในกระเพาะอาหารของสัตว์หลายชนิดและทำหน้าที่ตั้งแต่ช่วงแรกของชีวิตโดยทำงานร่วมกันในการย่อยโปรตีนจากนมเนื้อสัตว์ไข่และธัญพืชเป็นหลัก
โครงสร้าง
เซลล์หลักของกระเพาะอาหารผลิตสารเริ่มต้นที่เรียกว่าเพปซิโนเจน โพรเอ็นไซม์หรือไซโมเจนนี้ถูกไฮโดรไลซ์และกระตุ้นโดยกรดในกระเพาะอาหารทำให้สูญเสียกรดอะมิโน 44 ชนิดในกระบวนการ ในที่สุดเปปซินมีกรดอะมิโน 327 ตกค้างในรูปแบบที่ใช้งานอยู่ซึ่งทำหน้าที่ในระดับกระเพาะอาหาร
การสูญเสียกรดอะมิโน 44 ชนิดเหล่านี้ทำให้ไม่มีกรดตกค้างในปริมาณเท่ากัน ด้วยเหตุนี้เพปซินจึงทำงานได้ดีที่สุดในตัวกลางที่มี pH ต่ำมาก
คุณสมบัติ
ดังที่ได้กล่าวไปแล้วหน้าที่หลักของเปปซินคือการย่อยโปรตีน กิจกรรมของน้ำย่อยจะสูงขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดสูง (pH 1.5-2) และมีอุณหภูมิระหว่าง 37 ถึง 42 ºC
โปรตีนเพียงบางส่วนเท่านั้นที่ไปถึงกระเพาะอาหารจะถูกย่อยสลายโดยเอนไซม์นี้ (ประมาณ 20%) กลายเป็นเปปไทด์ขนาดเล็ก
กิจกรรมของเปปซินส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่พันธะ N-terminal ที่ไม่ชอบน้ำที่มีอยู่ในกรดอะมิโนอะโรมาติกเช่นทริปโตเฟนฟีนิลอะลานีนและไทโรซีนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโปรตีนหลายชนิดจากอาหาร
การทำงานของเปปซินที่ได้รับการอธิบายโดยผู้เขียนบางคนเกิดขึ้นในเลือด แม้ว่าข้อเรียกร้องนี้จะเป็นที่ถกเถียงกัน แต่ดูเหมือนว่าเปปซินจำนวนเล็กน้อยจะผ่านเข้าสู่กระแสเลือดโดยที่มันทำหน้าที่ในโปรตีนขนาดใหญ่หรือไฮโดรไลซ์บางส่วนที่ถูกดูดซึมโดยลำไส้เล็กก่อนที่จะย่อยเต็มที่
ผลิตอย่างไร?
เปปซิโนเจนที่หลั่งโดยเซลล์สำคัญของกระเพาะอาหารหรือที่เรียกว่าเซลล์ไซโมเจนเป็นสารตั้งต้นของเปปซิน
โปรเอนไซม์นี้ถูกปล่อยออกมาด้วยแรงกระตุ้นจากเส้นประสาทเวกัสและการหลั่งฮอร์โมนของแกสทรินและสารคัดหลั่งซึ่งจะถูกกระตุ้นหลังจากรับประทานอาหาร
ในกระเพาะอาหารแล้วเปปซิโนเจนจะผสมกับกรดไฮโดรคลอริกซึ่งปล่อยออกมาโดยสิ่งเร้าเดียวกันโดยมีปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วซึ่งกันและกันเพื่อผลิตเปปซิน
สิ่งนี้ทำได้หลังจากการแยกส่วนของกรดอะมิโน 44 ส่วนจากโครงสร้างเปปซิโนเจนเดิมผ่านกระบวนการอัตโนมัติที่ซับซ้อน
เมื่อออกฤทธิ์แล้วเพปซินเดียวกันจะสามารถกระตุ้นการผลิตและปล่อยเพปซิโนเจนได้มากขึ้น การกระทำนี้เป็นตัวอย่างที่ดีของการตอบสนองของเอนไซม์ในเชิงบวก
นอกจากเปปซินเองแล้วฮิสตามีนและอะซิติลโคลีนโดยเฉพาะอย่างยิ่งยังกระตุ้นให้เซลล์เปปติกสังเคราะห์และปล่อยเพปซิโนเจนใหม่
มันทำงานที่ไหน?
เว็บไซต์หลักของการกระทำคือกระเพาะอาหาร ข้อเท็จจริงนี้สามารถอธิบายได้อย่างง่ายดายโดยการทำความเข้าใจว่าอาการเสียดท้องเป็นสภาวะที่เหมาะสำหรับการทำงาน (pH 1.5-2.5) ในความเป็นจริงเมื่อลูกกลอนอาหารผ่านจากกระเพาะอาหารไปยังลำไส้เล็กส่วนต้นเพปซินจะถูกปิดการใช้งานเมื่อพบอาหารในลำไส้ที่มีค่า pH พื้นฐาน
น้ำย่อยยังทำงานในเลือด แม้ว่าผลกระทบนี้จะมีการถกเถียงกันอยู่แล้วนักวิจัยบางคนอ้างว่าเปปซินผ่านเข้าไปในเลือดซึ่งยังคงย่อยเปปไทด์สายยาวบางชนิดหรือที่ไม่ได้รับการย่อยสลายอย่างเต็มที่
เมื่อเปปซินออกจากกระเพาะอาหารและอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีค่า pH เป็นกลางหรือพื้นฐานการทำงานของมันจะสิ้นสุดลง อย่างไรก็ตามเนื่องจากไม่ได้ถูกไฮโดรไลซ์จึงสามารถเปิดใช้งานได้อีกครั้งหากตัวกลางถูกทำให้เป็นกรด
คุณลักษณะนี้มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจผลเสียบางประการของเปปซินซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง
กรดไหลย้อน
การกลับมาของน้ำย่อยในหลอดอาหารอย่างเรื้อรังเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของความเสียหายที่เกิดจากกรดไหลย้อน gastroesophageal แม้ว่าสารที่เหลือที่ประกอบขึ้นเป็นน้ำย่อยก็มีส่วนเกี่ยวข้องกับพยาธิสภาพนี้เช่นกัน แต่เปปซินก็ดูเหมือนจะเป็นอันตรายมากที่สุด
น้ำย่อยและกรดอื่น ๆ ที่อยู่ในกรดไหลย้อนไม่เพียง แต่อาจทำให้เกิดโรคหลอดอาหารอักเสบซึ่งเป็นผลเบื้องต้น แต่ยังส่งผลกระทบต่อระบบอื่น ๆ อีกมากมาย
ผลที่อาจเกิดขึ้นจากการทำงานของเปปซินในเนื้อเยื่อบางชนิด ได้แก่ กล่องเสียงอักเสบปอดอักเสบเสียงแหบเรื้อรังอาการไอถาวรกล่องเสียงและแม้แต่มะเร็งกล่องเสียง
มีการศึกษาโรคหอบหืดเนื่องจากปอด microaspiration ของกระเพาะอาหาร น้ำย่อยอาจมีผลระคายเคืองต่อต้นหลอดลมและช่วยในการหดตัวของทางเดินหายใจทำให้เกิดอาการทั่วไปของโรคนี้: หายใจลำบากไอหายใจหอบและตัวเขียว
ผลกระทบอื่น ๆ ของเปปซิน
ทรงกลมในช่องปากและฟันอาจได้รับผลกระทบจากการทำงานของเปปซิน สัญญาณที่พบบ่อยที่สุดที่เกี่ยวข้องกับความเสียหายเหล่านี้คือกลิ่นปากหรือกลิ่นปากการหลั่งน้ำลายมากเกินไปแกรนูโลมาและฟันกร่อน ผลจากการกัดกร่อนนี้มักจะปรากฏให้เห็นหลังจากการไหลย้อนหลายปีและสามารถทำลายฟันทั้งซี่ได้
อย่างไรก็ตามเรื่องนี้เปปซินสามารถมีประโยชน์จากมุมมองทางการแพทย์ ดังนั้นการมีเปปซินในน้ำลายจึงเป็นตัวบ่งชี้การวินิจฉัยที่สำคัญสำหรับกรดไหลย้อน gastroesophageal
ในความเป็นจริงมีการทดสอบอย่างรวดเร็วในตลาดที่เรียกว่า PepTest ซึ่งตรวจพบการมีอยู่ของน้ำลายเปปซินและช่วยในการวินิจฉัยกรดไหลย้อน
Papain ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่คล้ายกับเปปซินที่มีอยู่ในมะละกอหรือน้ำนมมีประโยชน์ในด้านสุขอนามัยและการฟอกสีฟัน
นอกจากนี้เปปซินยังถูกใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องหนังและการถ่ายภาพแบบคลาสสิกเช่นเดียวกับการผลิตชีสซีเรียลของว่างเครื่องดื่มปรุงแต่งโปรตีนที่ผ่านการย่อยแล้วและแม้แต่การเคี้ยวหมากฝรั่ง
อ้างอิง
- Liu, Yu et al (2015). การย่อยกรดนิวคลีอิกเริ่มต้นในกระเพาะอาหาร รายงานทางวิทยาศาสตร์, 5, 11936
- Czinn, Steven และ Sarigol Blanchard, Samra (2011) กายวิภาคศาสตร์พัฒนาการและสรีรวิทยาของกระเพาะอาหาร. โรคระบบทางเดินอาหารและตับในเด็ก, พิมพ์ครั้งที่ 4, บทที่ 25, 262-268
- สมิ ธ มาร์กาเร็ตและมอร์ตันดิออน (2010) กระเพาะอาหาร: หน้าที่พื้นฐาน ระบบย่อยอาหาร, ฉบับที่สอง, บทที่ 3, 39-50
- Wikipedia (ฉบับล่าสุดพฤษภาคม 2018) น้ำย่อย. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- Encyclopaedia Britannica (ฉบับล่าสุดพฤษภาคม 2018) น้ำย่อย. ดึงมาจาก: britannica.com
- Tang, Jordan (2013). น้ำย่อยน. คู่มือเอนไซม์โปรตีโอไลติก, บทที่ 3, เล่มที่ 1, 27-35.