Pepsin ist das hauptsächliche proteolytische Enzym des Magens und initiiert die Verdauung von Nahrungsproteinen. Es wird von Hauptzellen der Magendrüsen als inaktives Zymogen, Pepsinogen, sezerniert.
Schritt-für-Schritt-Mechanismus
- Aktivierung: Wenn Nahrung in den Magen gelangt, sezernieren Parietalzellen Salzsäure (HCl), die ein sehr niedriges pH (1,5–2,5) erzeugt. Dieses saure Milieu spaltet Pepsinogen in aktives Pepsin. Pepsin kann auch mehr Pepsinogen aktivieren (positives Feedback).
- Optimaler pH: Pepsin funktioniert maximal bei pH 1,5–2,5. Oberhalb von pH 5 wird es irreversibel denaturiert.
- Proteinverdauung: Pepsin hydrolysiert Peptidbindungen, bevorzugt solche neben aromatischen Aminosäuren (Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan) und sauren Aminosäuren (Aspartat, Glutamat). Es zerlegt große Proteine in kleinere Polypeptide.
- Proteolyse setzt sich fort: Diese Polypeptide gelangen in den Duodenum, wo der alkalische pH Pepsin inaktiviert. Pankreasenzyme (Trypsin, Chymotrypsin, Elastase, Carboxypeptidasen) und Bürstensaum-Peptidasen hydrolysieren sie weiter zu Di-/Tripeptiden und freien Aminosäuren zur Resorption.
- Rolle der Magensäure: HCl aktiviert nicht nur Pepsinogen, sondern denaturiert auch Nahrungsproteine, entfaltet ihre Tertiärstruktur und legt Peptidbindungen für enzymatische Angriffe frei. Es tötet auch viele aufgenommene Mikroben.
Klinische Relevanz
- Hypochlorhydrie (niedrige Magensäure) durch atrophe Gastritis, Überdosierung von Protonenpumpenhemmern (PPI) oder H. pylori Infektion kann die Pepsinaktivierung und Proteinverdauung beeinträchtigen.
- Pepsin im Refluxat kann Kehlkopf- und Atemwegsepithelien schädigen (Laryngopharyngealer Reflux), da es stabil bleibt und durch saure Mikroumgebungen reaktiviert werden kann.
Insgesamt ist Pepsin entscheidend für die Initiation der Proteinverdauung im sauren Milieu des Magens und bereitet Proteine auf den vollständigen Abbau und die Resorption im Dünndarm vor.
