Pepsina e pepsinogeno

Pepsinogeno e Pepsina: ruolo biologico e digestione proteica

La pepsina è un enzima prodotto e secreto dalle cellule peptiche della mucosa gastrica; appartiene alla famiglia delle proteasi e come tale gioca un ruolo importantissimo nella digestione delle proteine.

La pepsina viene secreta come zimogeno, cioè in una forma inattiva che acquisisce capacità funzionale soltanto dopo una precisa modifica strutturale. È in particolare l'acido cloridrico secreto dalle cellule parietali dello stomaco a trasformare il pepsinogeno, suo precursore, in pepsina, mediante un taglio proteolitico che porta all'allontanamento di una quarantina di aminoacidi. La pepsina attivata, a sua volta, favorisce la formazione di nuova pepsina agendo direttamente sul pepsinogeno. In condizioni normali (temperatura di circa 37°C, pH pari a 1,5/2), la pepsina può digerire in un'ora quantità proteiche pari a 1000 volte il suo peso. A pH superiori a 3,5 (ipocloridria/acloridria), la pepsina perde buona parte della sua attività proteolitica, fino a denaturarsi irrimediabilmente a valori superiori a 5.

La secrezione degli enzimi peptidici sottoforma di zimogeni ha lo scopo di preservare le cellule deputate alla loro sintesi e secrezione dall'attività digestiva degli stessi.

L'acido cloridrico, oltre ad attivare le prime molecole di pepsina, garantisce le condizioni ottimali al loro operato, non solo mantenendo il pH gastrico a valori francamente acidi, ma anche denaturando le proteine. In pratica, essendo queste avvolte in strutture complesse a mo di gomitolo, l'acido cloridrico contribuisce a srotolarle, rendendo disponibili i legami peptidici che le costituiscono all'azione enzimatica. L'attività congiunta di questi fattori digestivi permette anche un'efficace digestione del collagene, che abbonda nel tessuto connettivo di cui è ricca la carne (ce n'è meno nel pesce, che per questo è più digeribile). Anche l'elastasi pancreatica è un enzima molto importante nella digestione delle fibre elastiche che tengono "unita" la carne.

Per azione della pepsina, le proteine alimentari sono ridotte a peptoni, frammenti più piccoli ma con dimensioni ancora eccessive per essere assorbiti. La digestione proteica viene quindi completata nei primi tratti dell'intestino tenue, grazie all'intervento delle proteasi pancreatiche ed intestinali. Al primo gruppo appartengono l'elastasi, la tripsina, la chimotripsina e le carbossipeptidasi; al secondo le amminopeptidasi e le dipeptidasi.

 

Digestione delle proteine

 

Alcune proteasi, inclusa la pepsina, pur portando un nome singolare sono in realtà costituite da una mistura eterogenea di frazioni proteiche differenti, accumunate da simile attività. Per quanto riguarda la pepsina, si differenzia perlomeno un pepsinogeno di gruppo I (PG A) da un pepsinogeno di gruppo II (PG C), da cui originano varie e diverse pepsine. Il primo viene secreto dalle cellule del fondo e del corpo gastrico (parte alta dello stomaco), mentre il secondo è ubiquitario e come tale secreto anche dalle cellule della porzione inferiore (cardiali, antrali e duodenali di Brunner).

Il rilascio di HCl e pepsinogeno è regolato da un ormone, chiamato gastrina, la cui secrezione è stimolata da fattori connessi al consumo di cibo (principalmente dalla dilatazione delle pareti gastriche).

Analisi del sangue: pepsinogeno alto, pepsinogeno basso

Il sinergismo tra spiccata secrezione acida e peptica (di pepsina) può produrre lesioni più o meno importanti a livello della mucosa gastrica e duodenale, fino a produrre vere e proprie erosioni (definite ulcere peptiche). I farmaci in grado di ridurre la secrezione acida (inibitori della pompa protonica, antiacidi) bloccano indirettamente anche l'azione lesiva della pepsina, che abbiamo visto essere inattivata - fino alla denaturazione - da pH superiori a 3,5/5. Il pepsinogeno, la pepsina ed i loro isoenzimi possono essere dosati in un campione di succo gastrico, siero od urine, o direttamente tramite biopsia della mucosa gastrica; il metodo analitico sierologico è quello più utilizzato. Tali valutazioni si rivelano utili per diagnosticare la malattia ulcerosa, valutarne l'andamento clinico e identificare i soggetti a maggior rischio di complicanze.

La determinazione quantitativa del rapporto tra pepsinogeno I/II nel siero è stata proposta anche per la diagnosi della gastrite atrofica grave (in cui si registrano bassi livelli di pepsinogeno I) e del cancro allo stomaco (spesso caratterizzato da bassi livelli di pepsinogeno I, con riduzione del rapporto tra pepsinogeno I/II; questi elementi rappresentano anche importanti fattori di rischio per la sua comparsa). I due esami fanno parte del cosiddetto gastropanel, tramite cui vengono determinati anche i livelli sierici di gastrina e di anticorpi anti Helicobacter pylori, per ottenere un quadro generale della salute gastrica.