MAGEN ASPEKTE

Die Protonenpumpe - Hightech im Bauch?

Was ist eigentlich eine Protonenpumpe? Um es gleich vorweg zu nehmen: Die Protonenpumpe hat ganz und gar nichts mit einem technischen Gerät zu tun, sie ist auch keine biologische Pumpe im eigentlichen Sinne. Es werden also nirgendwo Membranen bewegt, die dann vielleicht Flüssigkeitströme – etwa den Salzsäurefluss – bewerkstelligen. Der Begriff "Protonenpumpe" ist eigentlich mehr symbolisch zu verstehen. Biochemiker bedienen sich oft verschiedener Metaphern, um bestimmten chemischen Reaktionsabläufen einen treffenden Namen zu geben. Sie reden z.B. vom "Zitronensäurezyklus" oder vom "Feedback-Mechanismus".

"Protonenpumpe" ist eine Bezeichnung für jene chemischen Reaktionsabläufe, die letztlich zur Ausschüttung von Protonen aus bestimmten säureproduzierenden Zellen in den Magen führen. Diese spezifischen Zellen sind die Belegzellen. In den Belegzellen werden Wasser (H20) und Kohlendioxid (CO2) zu Wasserstoff-Ionen (H+) und Bikarbonat (HCO3-) umgewandelt. Es sei daran erinnert, dass Wasserstoff-Ionen nichts anderes sind als die stets erwähnten Protonen! Diese Protonen werden nun in den Magen abgegeben. Weil dass unter Energieaufwand geschieht, kann man tatsächlich von "pumpen" sprechen.

Der betreffende biochemische Prozess ist sehr komplexer Natur. Hier spielen Enzyme und energiereiche Phosphate eine entscheidende Rolle. In unserer Grafik sind diese speziellen chemischen Reaktionen – die eigentliche Protonenpumpe – einfach durch einen grünen Kreis symbolisiert.

Das Bicarbonat gelangt hingegen in das venöse Blut (unter dem Einfluss von sogenannten Prostaglandinen wird es dann in den Nebenzellen der Magenschleimhaut zum schützenden Schleim verarbeitet). Damit aber noch nicht genug! Die Belegzelle gibt nicht nur Substanzen ab, sie nimmt auch einige Dinge aus dem Blut auf. Unter anderem Chlor-Ionen (Cl-). Diese Chlor-Ionen werden von ihr ebenfalls in das Mageninnere abgegeben. Jetzt lichtet sich das ganze Wirrwarr schon etwas: Denn H+ und Cl- ist ja nichts anderes als HCl, also Salzsäure!

Sicherlich ist es nicht nötig, sich alle Details zu merken. Wichtig ist zunächst lediglich, in Erinnerung zu behalten, dass die "Protonenpumpe" in den Belegzellen eine chemische Reaktionskette ist, die sozusagen Säure herstellt und in das Mageninnere abgibt.

Schema zu den Prozessen "rund um die Protonenpumpe" in der Belegzelle des Magens

Wirkmechanismus der Protonenpumpe

Die Belegzellen haben also in gewissem Sinne eine Doppelfunktion. Einerseits geben sie Salzsäure in das Mageninnere ab, andererseits produzieren sie clevererweise zugleich die Schutzsubstanz Bicarbonat (HCO3-) gegen diese Salzsäure.

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