Proč peptidy nejsou perorálně biologicky dostupné
Tři překážky za sebou: žaludeční kyselina a pepsin, pankreatické proteázy a epitel utěsněný těsnými spoji. Každá jediná by sama stačila.
Peptidy jsou složeny z týchž aminokyselin jako bílkoviny ve stravě, které se tráví a vstřebávají docela dobře. Přesto je biologická dostupnost peptidů perorální cestou obvykle hluboko pod jedním procentem. Důvodem není jedna překážka, ale tři, seřazené za sebou.
Překážka jedna: žaludek
Žaludeční šťáva má pH kolem 1,5 až 3,5. To je dost kyselé k přímému pohánění hydrolýzy peptidových vazeb a mimořádně agresivní u sekvencí Asp-Pro a Asp-Gly. Pepsin, aktivní přesně v tomto rozsahu pH, štěpí přednostně vedle aromatických zbytků — fenylalaninu, tryptofanu, tyrosinu.
Peptid s aromatickými zbytky přicházející do žaludku je substrát, ne pasažér.
Překážka dva: střevní proteázy
To, co přežije žaludek, se v tenkém střevě setká s pankreatickými enzymy, každým s vlastní specificitou:
- Trypsin — štěpí za lysinem a argininem
- Chymotrypsin — štěpí za aromatickými zbytky
- Elastáza — štěpí za malými zbytky: alaninem, glycinem, valinem
- Karboxypeptidázy — odstraňují zbytky z C-konce
Společně pokrývají většinu aminokyselinové abecedy. Kartáčový lem přidává aminopeptidázy a dipeptidylpeptidázy na povrchu enterocytů, takže i peptid, který se neporušený dostane ke střevní stěně, narazí na další enzymovou vrstvu ještě předtím, než ji může překročit.
Překážka tři: samotný epitel
Předpokládejme, že peptid přežije obojí. Stále musí překročit buněčnou vrstvu utěsněnou těsnými spoji.
- Paracelulárně — mezi buňkami. Těsné spoje to omezují zhruba na 10 Å; peptid nad přibližně 500 Da se nevejde.
- Transcelulárně — přes buňky. Vyžaduje překročení dvou lipidových membrán, což nabitá hydrofilní molekula zvládá špatně.
- Zprostředkovaně přenašečem — výjimka. Transportér PepT1 aktivně přenáší di- a tripeptidy, čímž se vstřebávají bílkoviny ze stravy a proto mají velmi krátké peptidy jako KPV cestu, kterou ostatní nemají.
A cokoli vstřebaného vstupuje do portální žíly a projde játry před vstupem do systémového oběhu, kde další metabolismus odstraní víc.
Proč to formuje celý obor
Problém tří překážek vysvětluje mnoho o tom, jak se peptidy zkoumají a formulují:
- Ve výzkumných protokolech dominují parenterální cesty, protože obcházejí všechny tři.
- Velmi krátké peptidy jsou zvláštní případ. Di- a tripeptidy mají transportér i menší enzymový povrch, proto se vstřebávání přes PepT1 opakovaně objevuje v literatuře o tripeptidech.
- Perorální formulace je inženýrský problém, ne chemický. Jediný komerčně úspěšný perorální peptid této třídy kombinuje molekulu s látkou zvyšující propustnost — SNAC — a i tak je biologická dostupnost kolem jednoho procenta. Tato látka místně zvyšuje pH a přechodně zvyšuje propustnost membrány.
- Samotná odolnost vůči proteázám nestačí. Peptid navržený k odolnosti vůči DPP-4 stále čelí trypsinu, chymotrypsinu a epitelu.
Praktický závěr pro laboratorní práci
Cesta podání není vedlejší detail protokolu — často je dominantní proměnnou toho, zda se peptid vůbec dostane k cíli. Sloučenina s dobře zdokumentovanou aktivitou v buněčném testu nemusí ukázat nic v perorálním modelu z důvodů, které se sloučeninou nesouvisejí.
Náš článek o inženýrství poločasu pokrývá modifikace řešící enzymatický rozklad a průvodce sekvencemi to, jak v sekvenci najít místa štěpení.
All products and information referenced are for in-vitro research and laboratory use only. Nothing here is medical advice, and no therapeutic claim is made or implied.