Processi digestivi e degradazione proteica: un viaggio nel corpo umano

Funzioni dell'HCl nello stomaco

L'HCl crea un ambiente acido (pH 1-2,5) che ha 3 funzioni: uccide i batteri (azione antisettica), denatura le proteine rendendole più facili da attaccare per gli enzimi. Il pH acido consente anche la trasformazione del pepsinogeno in pepsina attiva mediante una scissione autocatalitica che avviene a pH acido (è un esempio di zimogeno). La pepsina attivata può idrolizzare le catene polipeptidiche in piccoli peptidi.

Processi digestivi nel duodeno

Quando il chimo acido dello stomaco passa nell'intestino tenue (duodeno), porta un pH acido che determina il rilascio dell’ormone Secretina, il quale stimola il pancreas a produrre bicarbonato per neutralizzare l'acido. L’arrivo dei peptidi causa anche il rilascio dell’ormone Colecistochinina che stimola il pancreas a secernere enzimi digestivi in forma inattiva (zimogeni), come Tripsinogeno, Chimotripsinogeno e Procarbossipeptidasi A e B. Questi enzimi diventeranno attivi solo una volta arrivati nell'intestino per evitare che il pancreas "digerisca se stesso".

La tripsina prodotta fa una cascata amplificativa perché trasforma altro tripsinogeno in tripsina, la quale attiverà altro chimotripsinogeno, procarbossipeptidasi e proelastasi. Il pancreas produce l’inibitore della tripsina per non autodigerirsi. La tripsina e la chimotripsina idrolizzano ulteriormente i peptidi prodotti dalla pepsina, producendo aminoacidi liberi che vengono assorbiti dall’intestino e viaggiano nel sangue fino al fegato, attraverso la vena porta.

Ruolo del fegato e proteostasi

Il fegato gestisce il "pool di amminoacidi" in vari modi, come sintesi proteica, gluconeogenesi, transaminazione per modificare gli aminoacidi, ciclo dell’urea. La gluconeogenesi tramite aminoacidi, si serve dello scheletro carbonioso degli aminoacidi, mentre la parte azotata andrà nel ciclo dell’urea.

Per mantenere una corretta proteostasi occorre mantenere costante la quantità di proteine, per cui bisogna eliminare le proteine danneggiate o quelle non più necessarie, per riciclarne gli aminoacidi.

Sistemi di degradazione proteica

Le cellule possiedono diversi sistemi di degradazione:

1) Via Lisosomiale: è un processo non selettivo. Il lisosoma è un organello pieno di enzimi idrolitici (circa 50 tipi diversi, tra cui le catepsine) che degradano proteine tramite autofagia, per poi riciclare gli aminoacidi.

2) Ubiquitina-proteasoma: è un sistema che non avviene in condizioni anaerobiche, essendo ATP-dipendente. Per essere riconosciuta dal proteasoma, una proteina deve essere etichettata con l’Ubiquitina.

• E1 (Enzima attivante): il gruppo carbossilico terminale della glicina dell'ubiquitina reagisce con l'ATP. Si forma un intermedio in cui l'ubiquitina è legata all'AMP, con rilascio di pirofosfato (PPi). Successivamente, viene rilasciato AMP e si forma un legame estere tra una cisteina dell’enzima e la glicina dell’ubiquitina.

• E2 (Enzima di coniugazione): l'ubiquitina viene trasferita da E1 a E2.

• E3 (Ubiquitina ligasi): riconosce la proteina bersaglio e catalizza il trasferimento dell'ubiquitina su di una lisina della proteina. Il ciclo si ripete finché sulla proteina non si forma una catena di almeno quattro molecole di ubiquitina.