Todas las enzimas tienen un cierto rango de pH en el que funcionan mejor. Una enzima es una proteína compuesta de moléculas llamadas aminoácidos, y estos aminoácidos tienen regiones que son sensibles al pH. La escala de pH define qué tan ácida o básica es una solución, siendo el pH bajo ácido y el pH alto básico. El estómago humano tiene un pH de 2 y las enzimas que trabajan en el estómago están adaptadas para funcionar a ese nivel de pH.
El estómago tiene pH bajo
Cuando ingerimos alimentos y bebidas, las bacterias los acompañan. Nuestros cuerpos pueden protegerse a sí mismos de las infecciones al matar las bacterias en el estómago. A un pH de 2, los jugos gástricos del estómago son lo suficientemente ácidos como para matar las bacterias que ingerimos. Las células que recubren el estómago, llamadas células parietales, secretan ácido clorhídrico o HCl, y este ácido le da a los jugos gástricos su pH bajo. El HCl no digiere los alimentos, pero mata las bacterias, ayuda a descomponer el tejido conectivo de la carne y activa la pepsina, la enzima digestiva del estómago.
La pepsina digiere la proteína
Las células principales, que también recubren el estómago, producen una proenzima llamada pepsinógeno. Cuando el pepsinógeno entra en contacto con el ambiente ácido del estómago, cataliza una reacción para activarse y se convierte en la enzima activa llamada pepsina. La pepsina es una proteasa o una enzima que rompe los enlaces químicos en las proteínas. La pepsina usa el grupo de ácido carboxílico en uno de sus aminoácidos para romper el enlace químico entre el nitrógeno y el oxígeno en las proteínas que se encuentran en los alimentos.
Funciones de la pepsina a pH 2
La razón por la que la pepsina funciona mejor a pH 2 es porque el grupo ácido carboxílico del aminoácido en el sitio activo de la enzima debe estar en su estado protonado, es decir, unido a un átomo de hidrógeno. A pH bajo, el grupo ácido carboxílico está protonado, lo que le permite catalizar la reacción química de ruptura de enlaces químicos. A valores de pH superiores a 2, el ácido carboxílico se desprotona y, por tanto, no puede participar en reacciones químicas. La pepsina es más activa a pH 2, y su actividad disminuye a pH más alto y desciende por completo a pH 6,5 o superior. En general, la actividad enzimática es sensible al pH porque el grupo catalítico de una enzima, en el caso de la pepsina, el ácido carboxílico grupo - estará protonado o desprotonado, y este estado determina si puede participar o no en una sustancia química reacción.
Pepsina inactiva a pH más alto
Después de la digestión en el estómago, la comida sale a través del esfínter pilórico hacia el duodeno del intestino delgado, donde el pH es mucho más alto. La pepsina se vuelve inactiva en este entorno porque la concentración de átomos de hidrógeno es menor. A continuación, se elimina el hidrógeno del ácido carboxílico de la pepsina en el sitio activo de la enzima y la enzima se vuelve inactiva. La reacción química catalizada por la pepsina depende de la presencia de un ácido carboxílico protonado, por lo que la actividad de la enzima depende en gran medida del pH de la solución en la que se encuentra. El pH bajo conduce a una alta actividad y el pH alto produce poca o ninguna actividad.