Pepsina: Función, producción y mecanismo

¿Qué es la pepsina?

La pepsina es una de las enzimas digestivas que tienen un papel vital en la digestión de proteínas en aminoácidos. La enzima pepsina se produce en el estómago como un zimógeno inactivo (precursor inactivo), pepsinógeno. En el estómago, el pepsinógeno se activa en pepsina debido a la presencia de ácido gástrico. Los niveles anormales de esta enzima (deficiencia o exceso) en el cuerpo pueden causar problemas digestivos. En 1836, el científico alemán Theodor Schwann descubrió la pepsina. El nombre pepsina se deriva de la palabra griega «pepsis«, que significa digestión. La pepsina fue la primera enzima animal descubierta y la primera enzima cristalizada por John H. Northrop en 1929.

¿Cuál es la función de la pepsina?

Como una enzima que digiere proteínas, la pepsina funciona como una enzima proteolítica. El papel de la pepsina es crucial en la digestión, ya que es responsable de la descomposición de las proteínas en aminoácidos. La pepsina es activa en condiciones de pH bajo, con una temperatura entre 37 y 42 grados centígrados. Durante la digestión, la pepsina colabora con la quimotripsina y la tripsina para dividir el enlace peptídico en los componentes de proteínas, péptidos y aminoácidos. Este proceso tiene como objetivo convertir la proteína en una forma que el intestino delgado absorba fácilmente. La pepsina es más eficaz en la escisión del enlace peptídico entre aminoácidos hidrofóbicos, especialmente aminoácidos aromáticos, como fenilalanina, triptófano y tirosina.

Producción y mecanismo de pepsina

Si alguien preguntara: «¿Dónde se produce la pepsina?», la respuesta estaría en las glándulas gástricas, en el interior de la fosa gástrica. Las glándulas gástricas tienen algunas células que producen hormonas, enzimas y sustancias esenciales para la digestión en el estómago, como las células mucosas, las células principales y las células parietales. El pepsinógeno, el precursor de la pepsina, es secretado por las células mucosas y las células principales de las glándulas gástricas. Cuando se ingiere comida, los nervios vagos desencadenan la secreción de ácido gástrico, que sirve como estímulo principal para la liberación de pepsinógeno. Además, la secreción de hormonas gastrina y secretina también desencadena la liberación de pepsinógeno en la luz gástrica. En la luz gástrica, el pepsinógeno se mezcla con ácido clorhídrico (ácido gástrico) producido por las células parietales. El ácido clorhídrico luego activa el pepsinógeno en pepsina a través de la escisión de un péptido N-terminal. Lo que hace la pepsina después de activarse tendrá lugar en el estómago, en el que el ácido clorhídrico y la pepsina son componentes del jugo gástrico que tienen un papel importante en la digestión, especialmente en las proteínas. La comida ingerida ya está parcialmente digerida por la boca al entrar al estómago. Además de activar el pepsinógeno en pepsina, ácido clorhídrico o ácido gástrico, también ayuda a desplegar la proteína que todavía tiene su estructura 3D. El siguiente paso es la pepsina, que inicia la descomposición de las proteínas en los alimentos. En este paso, la pepsina desmantela las cadenas polipeptídicas en fragmentos más pequeños. Las pepsinas son responsables de descomponer aproximadamente el 10-15% de las proteínas. Son más activos durante la primera hora de la digestión, y debido a que se requiere un ambiente ácido con un pH entre 1,8 y 3,5 para descomponer las proteínas, su capacidad para hacerlo es limitada. La pepsina muestra actividad máxima a pH 2,0 y será inactiva a pH 6,5. Sin embargo, la pepsina no se desnaturalizará irreversiblemente excepto a un pH de más de 8,0.

Papel de la pepsina en el reflujo gástrico

La enzima pepsina solo se puede producir en el estómago. Además de tener un papel importante en la digestión de la proteína de los alimentos que ingresan al estómago, la pepsina también puede dañar el tejido de la mucosa del esófago al desencadenar el reflujo gástrico. Lo que hace la pepsina en esta situación está relacionado con los síntomas de acidez estomacal e indigestión, que son los dos síntomas principales de la enfermedad por reflujo. La enfermedad por reflujo se caracteriza por una alta tasa de reflujo del contenido gástrico hacia el esófago inferior. El contenido gástrico está compuesto por pepsina, ácido estomacal, alimentos ingeridos y ácido biliar. Sin embargo, el reflujo puede ir mucho más allá y extenderse más allá de la parte superior del esófago hacia la faringe, la laringe, las vías respiratorias y el oído medio, e incluso causar daño a estos tejidos. Esta condición se llama reflujo laringofaríngeo (LPR), que se caracteriza por ronquera, dolor de garganta, anomalías en la voz, tos persistente y asma. Además de causar LPR, el reflujo de pepsina también causa ERGE (enfermedad por reflujo gastroesofágico), cuyos síntomas incluyen: acidez estomacal, regurgitación de líquido agrio, dolor en el pecho, dificultad para tragar, laringitis, empeoramiento del asma y tos crónica. Aunque la ERGE es causada básicamente por el reflujo ácido, se encontró que la pepsina causa daño y no el ácido. Hasta un pH de 7, la pepsina permanece estable y reanuda su función activa. Después de la endocitosis, la enzima se adhiere a las células laríngeas, agota sus defensas e intensifica el daño interno. Detectar la presencia de pepsina en la saliva es uno de los métodos para diagnosticar la ERGE.

Usos comunes de la enzima pepsina

En la industria alimentaria, la enzima pepsina se usa comúnmente para modificar proteínas. Uno de los usos más comunes de la pepsina en la industria alimentaria es para cuajar la leche durante la producción de queso. En el pasado, los queseros se basaban en el cuajo, una mezcla de pepsina y quimosina, para hacer queso. Sin embargo, el cuajo se estaba volviendo escaso ya que solo podía obtenerse del estómago de un ternero joven que consume solo leche. Por lo tanto, el descubrimiento de la pepsina para reemplazar el cuajo en la elaboración de queso es beneficioso. Además de ser útil en la elaboración de queso, la pepsina también se usa para modificar la proteína vegetal en la producción de ingredientes proteicos de origen vegetal. Dado que la proteína vegetal tiene diferentes propiedades funcionales que la proteína de origen animal, es necesario modificarla para lograr la función deseada. Por ejemplo, la producción de aislado de proteína de origen vegetal, salvado de avena que tiene una mejor digestibilidad de proteínas que la avena normal y algunas bebidas de origen vegetal. Además, la pepsina tiene una función más amplia en la industria alimentaria, como modificar la calidad de la gelatina y la proteína de soya, fabricar las sustancias de sabor y preparar el hidrolizado de proteína. Mientras tanto, en la industria del cuero, la pepsina se utiliza principalmente para eliminar el pelo y los tejidos de las pieles. La pepsina se utiliza porque es más segura para el medio ambiente que el uso de sustancias químicas dañinas.

Resumen de la lección

La pepsina es una enzima digestiva producida en el estómago como un zimógeno (precursor inactivo), pepsinógeno. Específicamente, la pepsina es producida por las glándulas gástricas. La pepsina funciona como una enzima proteolítica ; en otras palabras, digiere y descompone las proteínas de los alimentos ingeridos. Durante la digestión, la pepsina colabora con la quimotripsina y la tripsina para dividir el enlace peptídico en los componentes de proteínas, péptidos y aminoácidos. La pepsina muestra actividad máxima a pH 2,0 y será inactiva a pH 6,5. Sin embargo, la pepsina no se desnaturalizará irreversiblemente excepto a un pH de más de 8,0. Además de su uso en la digestión de proteínas, la pepsina también tiene un papel en la enfermedad por reflujo gástrico al causar daño a la mucosa en las enfermedades GERD y LPR. La falta de pepsina también puede conducir a otros trastornos. Los trastornos comunes causados ​​por un bajo nivel de pepsina incluyen problemas digestivos, deficiencia de proteínas debido a la baja absorción de proteínas y un mayor riesgo de otras enfermedades y trastornos como anemia, osteoporosis y problemas de tiroides. Síntomas como dolor abdominal, distensión abdominal, diarrea e incluso deficiencias de vitamina B12 y hierro pueden indicar que una persona carece de jugos gástricos y pepsina adecuados. La enzima pepsina también se utiliza comercialmente en la industria alimentaria para modificar proteínas, por ejemplo, durante la producción de queso, gelatina, productos alimenticios a base de plantas y sabores. Además de la industria alimentaria, la pepsina también se usa comúnmente en la industria del cuero para eliminar el vello y los tejidos residuales de la piel.

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