Pepsina: qué es, estructura, funciones, producción
¿Qué es la pepsina?
La pepsina es una poderosa enzima presente en el jugo gástrico que ayuda en la digestión de las proteínas. Se trata en realidad de una endopeptidasa cuya tarea principal es desintegrar las proteínas alimenticias en pequeñas partes conocidas como péptidos, las cuales son absorbidas luego por el intestino o degradadas por enzimas pancreáticas.
Aunque fue aislada por primera vez en 1836 por el fisiólogo alemán Theodor Schwann, no fue hasta 1929 cuando el bioquímico norteamericano John Howard Northrop, del Instituto Rockefeller de Investigaciones Médicas, reportó su cristalización real y parte de sus funciones, lo cual le ayudaría a recibir el premio Nobel de Química 17 años después.
Esta enzima no es exclusiva del ser humano. También es producida en el estómago de varios animales y actúa desde etapas tempranas de la vida, colaborando en la digestión de las proteínas provenientes de los lácteos, carnes, huevos y granos, principalmente.
Estructura de la pepsina
Las células principales del estómago producen una sustancia inicial llamada pepsinógeno. Esta proenzima o zimógeno es hidrolizada y activada por los ácidos gástricos, perdiendo 44 aminoácidos en el proceso. Al final, la pepsina contiene 327 restos de aminoácidos en su forma activa, la cual ejerce sus funciones a nivel gástrico.
La pérdida de estos 44 aminoácidos deja libres igual número de residuos ácidos. Es por esta razón que la pepsina funciona mejor en medios con pH muy bajo.
Funciones
La principal función de la pepsina es la digestión de las proteínas. La actividad de la pepsina es mayor en ambientes muy ácidos (pH 1,5 – 2) y con temperaturas que oscilan entre 37 y 42 ºC.
Solo una porción de las proteínas que llegan al estómago son degradadas por esta enzima (un 20 % aproximadamente) formando pequeños péptidos.
La actividad de la pepsina se centra principalmente en los enlaces hidrófobos del terminal N presente en los aminoácidos aromáticos como el triptófano, la fenilalanina y la tirosina, que forman parte de muchas proteínas provenientes de los alimentos.
Una función de la pepsina que ha sido descrita por algunos autores se lleva a cabo en la sangre. Aunque esta afirmación es controversial, parece que pequeñas cantidades de pepsina pasan al torrente sanguíneo, donde actúa sobre proteínas grandes o parcialmente hidrolizadas que fueron absorbidas por el intestino delgado antes de su total digestión.
¿Cómo se produce?
El pepsinógeno segregado por las células principales del estómago, también conocidas como células zimógenas, es el precursor de la pepsina.
Esta proenzima se libera gracias a impulsos del nervio vago y a la secreción hormonal de gastrina y secretina, las cuales se estimulan posterior a la ingesta de alimentos.
Ya en el estómago, el pepsinógeno se mezcla con el ácido clorhídrico, el cual fue liberado por los mismos estímulos, interactuando rápidamente entre sí para producir la pepsina.
Esto se lleva a cabo tras la escisión de un prosegmento de 44 aminoácidos de la estructura original del pepsinógeno a través de un complejo proceso autocatalítico.
Una vez activa, la misma pepsina es capaz de seguir estimulando la producción y liberación de más pepsinógeno. Esta acción es un buen ejemplo de retroalimentación positiva enzimática.
Además de la propia pepsina, la histamina y especialmente la acetilcolina estimulan a las células pépticas a sintetizar y liberar nuevo pepsinógeno.
¿Dónde actúa?
Su principal sitio de acción es el estómago. Este hecho puede explicarse fácilmente entendiendo que la acidez estomacal es la condición ideal para su desempeño (pH 1,5-2,5). De hecho, cuando el bolo alimenticio pasa del estómago al duodeno, la pepsina se inactiva al encontrar un medio intestinal con pH básico.
La pepsina también actúa en la sangre. Aunque ya se dijo que este efecto es controversial, ciertos investigadores afirman que la pepsina pasa a la sangre, donde continúa digiriendo ciertos péptidos de cadena larga o aquellos que no han sido degradados por completo.
Cuando la pepsina abandona el estómago y se encuentra en un ambiente con pH neutro o básico, cesa su función. Sin embargo, al no hidrolizarse puede activarse nuevamente si el medio se reacidifica.
Esta característica es importante para entender algunos de los efectos negativos de la pepsina, los cuales se comentan a continuación.
Reflujo gastroesofágico
El retorno crónico de la pepsina hacia el esófago es una de las principales causas del daño producido por el reflujo gastroesofágico. Aunque el resto de las sustancias que conforman el jugo gástrico también están involucradas en esta patología, la pepsina parece ser la más lesiva de todas.
La pepsina y otros ácidos presentes en el reflujo pueden causar no solo esofagitis, que es la consecuencia inicial, sino que afectan muchos otros sistemas.
Entre las consecuencias potenciales de la actividad de la pepsina sobre ciertos tejidos tenemos laringitis, neumonitis, ronquera crónica, tos persistente, laringoespasmos e incluso cáncer laríngeo.
El asma por microaspiración pulmonar de contenido gástrico ha sido estudiado. La pepsina puede tener efecto irritativo en el árbol bronquial y favorecer la constricción de la vía respiratoria, desencadenando la sintomatología típica de esta enfermedad: dificultad respiratoria, tos, sibilancias y cianosis.
Otros efectos de la pepsina
Las esferas oral y odontológica también pueden verse afectadas por la acción de la pepsina. Los signos más frecuentes asociados a estos daños son halitosis o mal aliento, salivación excesiva, granulomas y erosión dental. Este efecto erosivo suele manifestarse después de años de reflujo y puede perjudicar la totalidad de la dentadura.
Pese a esto, la pepsina puede ser útil desde el punto de vista médico. Así, la presencia de la pepsina en la saliva es un importante marcador diagnóstico del reflujo gastroesofágico.
De hecho existe una prueba rápida disponible en el mercado llamada PepTest, la cual detecta la presencia de salivar de pepsina y ayuda en el diagnóstico del reflujo.
La papaína, una enzima muy parecida a la pepsina presente en las papayas o lechosas, es útil en la higiene y blanqueamiento dental.
Además, la pepsina es utilizada en la industria del cuero y la fotografía clásica, así como en la producción de quesos, cereales, meriendas, bebidas saborizadas, proteínas predigeridas y hasta gomas de mascar.