Трипсин - какво представлява, функция, действие

› Какво представлява трипсинът?

› Къде се произвежда трипсинът?

› Трипсиноген - неактивна форма на трипсин

› Как се активира трипсинът?

› Каква е функцията на трипсина?

› Роля на трипсина в храносмилането на белтъците

› Какви ензими активира трипсинът?

› Регулация и защита на панкреаса 

› Трипсин и заболявания на панкреаса

Какво представлява трипсинът?

Трипсинът представлява храносмилатен ензим, серинова протеаза, произвеждан от панкреаса под формата на неактивен прекурсор - трипсиноген. Той участва в разграждането на белтъците в храносмилателния тракт. Спада към групата на протеазите, което означава, че действа, като разкъсва вътрешните пептидни връзки между аминокиселините в белтъците. Трипсинът участва в междинен етап от разграждането на протеините, като разрязва дългите и сложните аминокиселинни вериги на по-малки фрагменти в началната част на тънките черва.

Къде се произвежда трипсинът? 

Трипсинът се синтезира от aцинарните клетки на панкреаса (задстомашната жлеза) в неактивна форма, наречена трипсиноген. Заедно с останалите храносмилателни ензими, трипсиногенът се секретира като част от панкреатичния сок. Този сок преминава през панкреатичния канал и се излива в дуоденума - началната част на тънките черва. След достигането на дуоденума, трипсиногенът се активира до активната си форма - трипсин и започва да изпълнява своите функции. Този активен трипсин действа съвместно с другите две основни храносмилателни протеинази - пепсин и химотрипсин - за разграждането на хранителните белтъци до пептиди и аминокиселини. Тези аминокиселини са от съществено значение за мускулния растеж, производството на хормони и други важни телесни функции. 

Трипсиноген - неактивна форма на трипсин

Трипсиногенът е неактивният предшественик (проензим/зимоген) на трипсин. Той се произвежда от задстомашната жлеза (панкреас) и се съдържа в панкреатичния сок, заедно с амилазата, липазата и химотрипсиногена. Трипсинът се произвежда, съхранява и освобождава под формата на неактивен трипсиноген, за да се гарантира, че протеинът ще се активира само на подходящото място. Преждевременното активиране на трипсина може да бъде разрушително и да провокира верига от събития, водещи до самосмилане на панкреаса. Смята се, че в нормалния панкреас се активират около 5% от молекулите трипсиноген, поради което съществуват редица защитни механизми срещу подобно нежелано активиране. Трипсиногенът се съхранява във вътреклетъчни везикули в панкреаса, наречени зимогенни гранули и техните мембранни стени са устойчиви на ензимно разграждане. Допълнителна защита срещу нежеланото активиране на трипсина е наличието на инхибитори, като например говеждия панкреатичен трипсинов инхибитор (BPTI) и серин-протеазния инхибитор от тип Kazal 1 (SPINK1), които се свързват с всеки новообразуван трипсин. Трипсинът може също така да инактивира други молекули трипсин чрез разцепване.

Разлика между трипсин и трипсиноген:

• Трипсиноген - неактивна форма, безопасна за панкреаса, съхранява се и транспортира без да уврежда околните тъкани.
• Трипсин - активна форма, има висока ензимна активност за разграждане на белтъци.

Как се активира трипсинът?

Превръщането на трипсиногенът в активната форма - трипсин, се извършва чрез разцепване от ентеропептидаза, която се намира в чревната лигавица. Веднъж активиран, трипсинът може да разцепва още трипсиноген до трипсин - процес, наречен автоактивиране. Трипсинът разцепва пептидната връзка откъм карбоксилния край на основни аминокиселини като аргинин и лизин. Ентеропептидазата се произвежда от лигавицата на дванадесетопръстника и разцепва пептидната връзка на трипсиногена след 15-ия остатък, който е лизин. N-терминалният пептид се отделя и настъпва леко пренареждане на нагънатата протеинова молекула. Това отцепване води до пренареждане в структурата на протеина, образувайки правилната форма на активния му център („оксианионната ямка“). Така трипсиногенът преминава в активен трипсин. Тъй като трипсинът също така разцепва пептидната връзка след аргинин или лизин, той може да разцепва и други молекули трипсиноген, превръщайки процеса на активиране в автокаталитичен. Процесът се превръща във верижна реакция. 

Каква е функцията на трипсина?

Трипсинът е един от основните протеолитични ензими, участващи в храносмилането на белтъците. Той разгражда хранителните белтъци чрез хидролиза на пептидните връзки, като по този начин превръща големите белтъчни молекули в по-малки пептиди. Пептидната връзка се разрязва специално откъм карбоксилния край. Приложение извън храносмилането:

• В медицината микробиални и панкреатични форми на трипсин се използват за разграждане на кръвни съсиреци и намаляване на възпалителните процеси. 
• Разграждане на млечния казеин.
• В мас-спектометрията се използва за разграждане на протеини до пептиди.
• Във ветеринарната медицина се използва в състава на спрейове за рани.

Роля на трипсина в храносмилането на белтъците

Храносмилането на белтъците започва още в стомаха. По действието на солната киселина те се денатурират до по-къси полипептидни вериги. Стомашнят ензим пепсин започва тяхната протеолиза. От там белтъците преминават в дванадесетопръстника. Панкреасът неутрализира киселиността на солната киселина чрез производството на бикарбонати, което създава подходящи условия за действието на панкреатичните протеази. Трипсинът и химотрипсина разрязват полипептидната верига до още по-малки пептидни фрагменти. След това панкреатичните карбоксипептидази отцепват единични аминокиселини от краищата на пептидните вериги. Чревните пептидази на върха на чревните клетки разграждат пептидите до свободни аминокиселини, които лесно се абсорбират в кръвта.

Какви ензими активира трипсинът?

Трипсинът може да активира чрез каскаден процес редица други неактивни проензими до активните им форми.

• Химиотрипсиноген → химотрипсин - участва в белтъчното разграждане.
• Проеластаза → еластаза - участва в разграждането на еластин и други протеини.
• Прокарбоксипептидаза → карбоксипептидаза - отцепва въглеродните крайща на терминалните аминокиселини.
• Трипсиноген → трипсин - автоактивация.

Регулация на защитата на панкреаса

За да се предотврати автолизата (самосмилането) на панкреса от преждевременно активиран трипсин, съшествуват няколко нива на защита:

• Синтез под формата на зимонег - синтезиране под неактивната форма на трипсиноген.
• Съхранение в устойчиви зимогенни гранули.
• Панкреатични инхибитори в панкреаса - SPINK1 и BPTI. Те се свързват с всеки активиран по-рано трипсин и го неутрализират.
• При попадане на трипсин в кръвния поток той се неутрализира от алфа1-антитрипсин.
• Сам по себе си трипсинът има способността при висока концентрация да разцепва и инактивира други молекули трипсин.

Трипсин и заболявания на панкреаса

Различни заболявания може да са свързани с активацията и производството на трипсина в панкреаса. Основните заболявания, които може да се наблюдават са:

• Остър панкреатит - може да настъпи при преждевременна активация на трипсиногена още в панкреаса.  Осъществява се увреждане на панкреатичната тъкан и възпаление.
• Хроничен панкреатит - продължително възпаление и увреждане, води до намалена секреция на трипсиноген.
• Муковисцидоза - нарушение в секрецията и свойствата на панкреатичния секрет. Може да има запушване на панкреатичните канали и затруднена доставка на храносмилателни ензими.

» Прочетете повече за заболяванията: Остър панкреатит МКБ K85, Панкреатит, Кистозна фиброза МКБ E84