Pepsinogen

Verwandte Lektüre

Pepsinogen wird von den Hauptzellen der oxyntischen Drüsen synthetisiert und im Magenlumen durch die Wirkung von Salzsäure (HCl) oder aktivem Pepsin (Pepsin) zu Pepsin aktiviert; dieses spaltet Proteine zu Peptonen sowie in geringem Umfang zu Peptiden. Das pH-Optimum der Enzymaktivität liegt bei 2; nach Eintritt in den Dünndarm geht die Enzymaktivität verloren.

Einleitung

Die Bestimmung von Pepsin kann zur Identifizierung einer neuropathisch bedingten Hypoazidität eingesetzt werden. Bei stark erniedrigter oder fehlender Säuresekretion ist der Pepsingehalt im erstgenannten Fall mitunter normal, während im letzteren Fall sowohl Salzsäure als auch Pepsin gleichzeitig vermindert sind. Allgemein wird angenommen, dass eine gastrische Hypoazidität durch ausgeprägte organische Veränderungen der Magenschleimhaut verursacht wird; insbesondere bei perniziöser Anämie sind Anämie und eine fehlende Pepsinsekretion wichtige diagnostische Befunde. Bei chronischer Gastritis, chronischer Magendilatation und chronischer Duocholitis ist die Pepsinsekretion häufig vermindert. Erkrankungen mit erhöhter basaler Magensäuresekretion weisen in der Regel eine gesteigerte Pepsinaktivität auf. 1836 entdeckte Theodor Schwann im Rahmen der Untersuchung des Verdauungsprozesses eine an der Verdauung beteiligte Substanz und nannte sie Pepsin. Pepsin war zudem das erste aus Tieren gewonnene Enzym. Es ist das einzige proteolytische Enzym im Magen. Das pH-Optimum liegt bei 1,5 bis 2,0. Pepsin spaltet vor allem Peptidbindungen, die durch die Aminogruppe aromatischer oder saurer Aminosäuren gebildet werden. Das Enzym wird von den Hauptzellen der Magendrüsen synthetisiert und in Form von Zymogengranula sezerniert. Nach Aktivierung durch Salzsäure im Magensaft besitzt es die Fähigkeit, Proteine zu verdauen. Arzneiliches Pepsin kann aus den Mägen von Schweinen, Rindern und Schafen gewonnen und bei Dyspepsie eingesetzt werden.

Abbildung 1. Proteinstruktur von Pepsin.

Zusammensetzung

Pepsinogen ist die Vorstufe von Pepsin. Aufgrund seiner biochemischen Eigenschaften und Immunogenität kann es in zwei Untergruppen eingeteilt werden. Die Immunogenität der Komponenten 1–5 ist identisch; sie werden als Pepsinogen I bezeichnet und stammen überwiegend aus den Fundusdrüsen des Magens. Es wird von Hauptzellen und Schleimhalzzellen sezerniert. Die Komponenten 6 und 7 werden als Pepsinogen II bezeichnet. Neben der Sekretion durch Hauptzellen und Schleimhalzzellen der Fundusdrüsen wird Pepsinogen II auch von Schleimhalzzellen der Kardia sowie von den Pylorusdrüsen des Antrums gebildet; zudem kann Pepsinogen II im oberen Duodenum produziert werden.

Metabolismus

Unter physiologischen Bedingungen gelangen etwa 1 % des PG über die Kapillaren der Magenschleimhaut in den Blutkreislauf; das in die Zirkulation übergetretene PG ist im Blut sehr stabil. Serum-PG I und Serum-PG II spiegeln die Anzahl der Drüsen und Zellen der Magenschleimhaut wider und reflektieren indirekt die Sekretionsfunktion verschiedener Abschnitte der Magenschleimhaut. Bei pathologischen Veränderungen der Magenschleimhaut verändert sich auch die Serum-PG-Konzentration. Daher kann die Überwachung der PG-Konzentration im Serum als Verfahren zur Beurteilung des Zustands der Magenschleimhaut eingesetzt werden. Pepsinogen wird von der Wirtszelle synthetisiert und intrazellulär in Form inaktiver Zymogengranula gespeichert. Wenn die Zelle mit Zymogengranula gefüllt ist, wirkt dies über einen negativen Feedback-Mechanismus hemmend auf die Bildung neuer Zymogene. Das in das Magenlumen sezernierte Pepsinogen spaltet unter Einwirkung der Magensäure ein kleines Polypeptidfragment ab und wird in aktives Pepsin umgewandelt. Das aktivierte Pepsin aktiviert wiederum weiteres Pepsinogen. Pepsin hydrolysiert Nahrungsproteine und wirkt vor allem auf Peptidbindungen in Protein- und Polypeptidmolekülen, die Phenylalanin oder Tyrosin enthalten. Das Hauptabbauprodukt ist Pepton; es entstehen nur in geringerem Umfang Polypeptide oder Aminosäuren. Pepsin ist nur in einem stark sauren Milieu aktiv; das pH-Optimum liegt bei 2. Mit steigendem pH nimmt die Pepsinaktivität ab; bei einem pH-Wert über 6 kommt es zu einer irreversiblen Denaturierung des Enzyms.