Pepsin: Das proteolytische Enzym des Magens
Pepsin ist eine Aspartylprotease, die als inaktives Pepsinogen von den Magendrüsenhauptzellen sezerniert wird. Die Aktivierung erfordert einen sauren pH-Wert.
pH-Aktivitäts-Beziehung
- Optimaler pH: 1,5–2,0 – typischer nüchterner Magensäure-pH.
- Aktivität nimmt über pH 3,0 stark ab.
- Über pH 6,0 irreversibel denaturiert.
Mechanismus: Niedriger pH induziert eine konformationale Veränderung im Pepsinogen, legt die aktive Stelle frei. Autokatalytische Spaltung ergibt aktives Pepsin. Die katalytischen Aspartate des Enzyms erfordern Protonierung für den nukleophilen Angriff auf Peptidbindungen.
Physiologische Bedeutung
- Kompartimentierung: Pepsin wirkt nur im Magen. Wenn Chymus in den Duodenum gelangt, erhöht pankreatisches Bikarbonat den pH-Wert über 6 und inaktiviert Pepsin sofort – Schutz der Darmschleimhaut.
- Initiierung der Proteinverdauung: Pepsin spaltet innere Peptidbindungen und produziert große Peptide für den weiteren Abbau durch pankreatische Proteasen (Trypsin, Chymotrypsin) und Bürstenrand-Peptidasen.
- Feedback-Regulation: Protein im Magen → Gastrin → HCl + Pepsinogen-Sekretion. Säure hemmt Gastrin (negatives Feedback).
Klinische Korrelate
- PPIs/H2-Blocker: Erhöhen den Magensäure-pH → reduzieren Pepsin-Aktivität → beeinträchtigen Proteinverdauung, erhöhen Risiko für Nahrungsallergene, bakterielles Überwachstum (SIBO), enterische Infektionen.
- Laryngopharyngealer Reflux (LPR): Pepsin nachgewiesen im Kehlkopfgewebe (über PepTest) – Beweis für gasförmigen Reflux; Pepsin bleibt bis pH 6–7 stabil und kann durch Säure reaktiviert werden.
- Magenschrumpf / perniziöse Anämie: Verlust von Haupt-/Parietalzellen → niedriges Pepsin/HCl → Malabsorption (B12, Eisen).
Experimentelle Demonstration
Klassisches Labor: Inkubieren Sie Albumin/Eiweiß mit Pepsin bei pH 1,5, 3, 5, 7. Nur bei pH 1,5 zeigt sich schnelle Verflüssigung. Zugabe von Antazidum stoppt die Verdauung.
