Pepsin

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 21. November 2016
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Pepsin ist das wichtigste Verdauungsenzym des Magens. Mit seiner Hilfe werden die Nahrungsproteine in sogenannte Peptone gespalten. Pepsin ist nur in einem sehr sauren Milieu aktiv und kann zusammen mit der Magensäure im Krankheitsfall die Magenschleimhaut angreifen.

Inhaltsverzeichnis

Was ist Pepsin?

Pepsin stellt ein Magenenzym dar, welches die Nahrungsproteine des Speisebreis bereits vorverdaut. Diese werden im sauren Milieu des Magens von Pepsin zu den sogenannten Peptonen abgebaut. Das Enzym ist nur im sauren Milieu bei einem pH-Wert von 1,5 bis 3 aktiv.

Oberhalb eines pH-Wertes von 6 wird Pepsin irreversibel inaktiviert. Das Enzym wird auch zur Förderung der Verdauung bestimmten Nahrungsmitteln zugesetzt. Auch der berühmte Pepsinwein oder Pepsi Cola enthalten dieses Enzym. Bereits im Jahre 1836 wurde Pepsin von dem deutschen Physiologen Theodor Schwann entdeckt. Erst 1930 konnte es von dem amerikanischen Chemiker John Howard Northrop in kristalliner Form dargestellt werden.

Pepsin bildet sich aus der inaktiven Form Pepsinogen durch Einwirkung von Magensäure. Für diese Reaktion ist kein Enzym notwendig. Es handelt sich um eine Autoproteolyse. Unter Abspaltung von 44 Aminosäuren entsteht das aktive Pepsin, welches aus 327 Aminosäuren besteht und ein Phosphoprotein darstellt.

Funktion, Wirkung & Aufgaben

Pepsin hat die Aufgabe, die Proteine des Speisebreis bereits im Magen vorzuverdauen. Dabei kommt es zur Spaltung der einzelnen Proteine in Polypeptidketten, die als Peptone bezeichnet werden. Pepsin ist eine sogenannte Endopeptidase.

Eine Endopeptidase spaltet Eiweißmoleküle im Gegensatz zu Exopeptidasen im Innern der Polypeptidkette. Meist findet die Spaltung an spezifischen Aminosäuren statt. Bei Pepsin wird die Kette an aromatischen Aminosäuren gespalten. Hauptsächlich findet die Spaltung nach der Aminosäure Phenylalanin statt. Verantwortlich für die spezifische Wirkung des Enzyms sind zwei Aspartate (Asparaginsäure) im funktionellen Zentrum. Die entstehenden Peptone sind bereits so kurz, dass sie nicht mehr als Proteine bezeichnet werden können. Sie haben auch die Fähigkeit verloren, sekundäre, tertiäre oder quarternäre Strukturen auszubilden.

Damit kommt es nicht mehr zur Koagulation und die Polypeptidketten bleiben beim Übergang in das Duodenum wasserlöslich. Im Dünndarm können sie dann leicht durch die Proteasen aus der Bauchspeicheldrüse weiter zu Aminosäuren abgebaut werden. Die Vorstufe von Pepsin ist, wie bereits erwähnt, das inaktive Pepsinogen. Pepsinogen wird in den Magenzellen synthetisiert und muss zunächst inaktiv bleiben, um die körpereigenen Proteine nicht anzugreifen. Erst durch die Einwirkung der Salzsäure im Magen entsteht Pepsin. Allerdings schützt sich der Magen durch die Bildung eines basischen Schleims vor der Selbstverdauung der Magenschleimhaut durch Pepsin. Über die Magenperistaltik wird der Speisebrei mehrmals umgewälzt, wobei nur die Proteine in Peptone verwandelt werden.

Die Fette und die von der Vorverdauung durch den Speichel verschonten Kohlenhydrate durchwandern den Magen unverändert bis in den Dünndarm. Erst dann werden auch diese Nahrungsbestandteile durch die Verdauungssekrete der Bauchspeicheldrüse weiter abgebaut. Neben dem Speisebrei werden im sauren Milieu des Magens auch Bakterien abgetötet und deren Proteine durch Pepsin gespalten. Allerdings gibt es ein Bakterium, welches auch diese extremen Bedingungen überlebt und im Magen weiter existieren kann. Dabei handelt es sich um Helicobacter Pylori.

Mit Verlassen des Magens gewinnen die eher basischen Enzyme der Bauchspeicheldrüse an Einfluss. Dabei wird das Enzym Pepsin durch den hohen pH-Wert irreversibel inaktiviert und kann durch die Proteasen des Pankreas nun ebenfalls abgebaut werden.

Bildung, Vorkommen, Eigenschaften & optimale Werte

Alle Tiere mit einem magenähnlichen Verdauungsorgan produzieren Pepsin zur Vorverdauung der Nahrungsproteine. Das Enzym kann aus den Mägen von Tieren gewonnen werden. Es wird zur Verdauungsförderung bestimmten Nahrungsmitteln zugesetzt.

Auch Pepsinwein und Pepsi Cola enthalten Pepsin. Pepsin kann seine Wirkung nur zusammen mit der Magensäure entfalten. Für seine Funktion ist ein saures Milieu notwendig. Die Produktion der Pepsinvorstufe Pepsinogen wird durch das Hormon Gastrin angeregt. Die Stimulierung der Gastrinbildung erfolgt wiederum durch die Dehnung des Magens, durch Proteine im Speisebrei sowie durch Alkohol oder Koffein.

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Krankheiten & Störungen

Trotz ihrer Aggressivität können Magensäure und Pepsin die Magenschleimhaut nicht angreifen. Wenn der Magen jedoch mit dem Bakterium Helicobacter Pylori besiedelt ist, kann es zu chronischen Magenschleimhautentzündungen oder gar Magen- beziehungsweise Zwölffingerdarmgeschwüren kommen.

Zum Schutz der Magenschleimhaut bilden die Belegzellen des Magens einen basischen Schleim, welcher die Magenschleimhaut schützt. Allerdings baut Helicobacter Pylori die schützende Schleimschicht ab, sodass die Salzsäure des Magens und das Enzym Pepsin die Magenschleimhaut direkt angreifen können. Dabei kommt es zur ständigen Andauung der Schleimhaut mit der Ausbildung einer chronischen Entzündung oder gar eines Geschwüres. Die chronischen Geschwüre und Entzündungen können langfristig auch zu Magenkrebs führen.

Die Erkrankung macht sich durch häufiges und starkes Sodbrennen, brennende Magenschmerzen und gar Erbrechen bemerkbar. Zuweilen kommt es auch zum Bluterbrechen. Die Behandlung besteht in der Bekämpfung von Helicobacter Pylori durch Antibiotikagabe. Nicht alle Erkrankungen des Magens mit Zerstörung der Magenschleimhaut sind jedoch auf das Bakterium zurückzuführen. Eine erhöhte Säure- und Pepsinbildung kann auch durch funktionelle Prozesse hervorgerufen werden.

Wenn durch diese Vorgänge das Gleichgewicht zwischen den Schleimhaut schützenden Sekreten und Magensäure gestört wird, kann ebenfalls eine Refluxkrankheit resultieren. Auch hormonelle Prozesse können dazu führen. So wird im Rahmen des Zollinger-Ellison-Syndroms durch einen neuroendokrinen Tumor in der Bauchspeicheldrüse, einem sogenannten Gastrinom, ständig zu viel Gastrin und damit auch zu viel Magensäure sowie Pepsin erzeugt.

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