Magensäure: Zusammensetzung und Funktion

Magensäure, eine starke und lebenswichtige Flüssigkeit im Magen, ist entscheidend für die Verdauung und den Schutz des Körpers vor schädlichen Mikroorganismen. Diese saure Lösung ist trotz ihrer aggressiven Natur ein unverzichtbarer Helfer im komplexen Prozess der Nahrungsverwertung und Gesundheitserhaltung. Dieser Artikel beschreibt die Zusammensetzung, die Produktion sowie Regulation, die Funktion und einige klinische Aspekte oder Erkrankungen dieser wichtigen Flüssigkeit im Körper des Menschen.

Magensäure – Definition

Die Magensäure ist eine stark saure Flüssigkeit im Magen, die hauptsächlich aus Salzsäure (HCl) besteht. Sie spielt eine zentrale Rolle bei der Verdauung, indem sie Proteine spaltet, Mikroorganismen abtötet und einen niedrigen pH-Wert im Magen aufrechterhält.

Magensäure – Inhalt und Produktion

Der Magensaft besteht unter anderem aus der zugeführten Nahrung, der Salzsäure, Verdauungsenzymen und Elektrolyten.  Die Herstellung dieser Enzyme, vor allem Pepsinogen zur Proteinverdauung, verantworten die Hauptzellen des Magens. Produziert wird die Magensäure von den Parietalzellen (auch: Belegzellen) in der Magenschleimhaut.

Produktion

Protonen werden ins Lumen des Magens über eine H+/K+ – ATPase, eine Protonenpumpe, befördert. Eine zunehmende Konzentration an Protonen in einer Lösung führt zu einem abnehmenden pH-Wert und damit zu einer sauereren Eigenschaft. Auch Chlorid-Kanäle in der Zellmembran sind entscheidend für die Produktion von Salzsäure, die eben aus Wasserstoff und Chlor besteht. Das Enzym Carboanhydrase gewinnt die Protonen aus Kohlensäure, damit sie in den Magensaft abgegeben werden können.

Die Sekretion der Säure wird in vier Phasen eingeteilt. In der ersten, der interdigestiven Phase, werden ständig Protonen in den Magen abgegeben, was den Inhalt sauer macht. Diese Phase läuft am meisten abends ab und ist nicht mit Nahrungsaufnahme assoziiert. Die kephale Phase beginnt mit dem Gedanken an die Nahrungsaufnahme, beziehungsweise mit dem Geruch oder erst dem Geschmack von Essen. Durch diese Reize wird das parasympathische Nervensystem angeregt und die Parietalzellen werden zur Säureproduktion ermuntert. Mit der Dehnung des Magens tritt die gastrale Phase ein. Es treten dieselben Effekte, wie in der Phase zuvor auf.

Stimulation der Sekretion

Die Parietalzellen können durch Acetylcholin, Gastrin oder Histamin direkt stimuliert werden und die Säureproduktion hochfahren. Das Acetylcholin bindet an M3-Rezeptoren auf der Oberfläche dieser Zellen.

Gastrin wird in den G-Zellen am Ausgang des Magens und im Duodenum (Zwölffingerdarm) produziert. Zusätzlich fördert dieses Hormon das Wachstum der Magenschleimhaut als Schutz vor dem sinkenden pH-Wert, den es eingeleitet hat. Die Ausschüttung von Gastrin wird unter anderem durch eine starke Dehnung der Magenwand ausgelöst.

Die Aktivierung von ECL- und Mastzellen führt zu einer Ausschüttung des Botenstoffs Histamin, was also somit indirekt zu einer Stimulation der Belegzellen führt.

Hemmung der Sekretion

Somatostatin hemmt die Säureproduktion, indem es an seinem Rezeptor der Belegzellen bindet und dort eine gegensätzliche Wirkung des Histamins auslöst. Zusätzlich hemmt es die Freisetzung von Gastrin aus den G-Zellen. Sekretin, das in den S-Zellen des Duodenums hergestellt wird, fördert die Ausschüttung von Somatostatin und hemmt zusätzlich die von Gastrin. GIP, welches früher als gastric inhibitory peptide bezeichnet wurde, wird in den K-Zellen des Dünndarms synthetisiert. Es verhindert die Freisetzung von Gastrin und hat wahrscheinlich auch eine direkte, hemmende Wirkung auf die säureproduzierenden Belegzellen im Magen. Einige Prostaglandine (Prostaglandin E2) hemmen auch die Produktion von Magensäure. Sobald Proteine aus dem Magen in den Dünndarm gelangen, beginnt die intestinale Phase, in der die Säuresekretion vermindert wird, um die Schleimhaut des Duodenums zu schützen.

Magensäure – Funktion

Der pH-Wert des Magens bleibt nicht konstant bei einem Wert, sondern schwankt zwischen 1 und 7, je nach dem ob gegessen wurde oder andere Faktoren gerade Einfluss darauf haben. Der saure Charakter des Magensaftes dient zum einen der Verdauung, da Proteine denaturieren, das heißt aus ihrer tertiären Struktur austreten und es so den Enzymen im Magen und Dünndarm leichter machen sie in ihre Aminosäuren aufzuspalten. Andererseits dient die Säure auch dem Immunsystem als primäre Barriere vor Krankheitserregern, die eventuell mit der Nahrung aufgenommen werden.

Durch ihre Aggressivität als Säure, greift die Magensäure auch das Epithelgewebe im Magen an. Um dies zu verhindern, baut das Gewebe eine Schleimhaut auf, die dem sauren pH-Wert standhalten kann.

Magensäure – Klinik

Ist die Schleimhaut des Magens nicht intakt oder die Säure über einen langen Zeitraum zu stark, kann sie dennoch das Gewebe im Magen verletzen. Es kann sich ein sogenannter Ulkus bilden. Dieser kann nicht nur im Magen sondern auch auf der Schleimhaut des Zwölffingerdarms auftreten, wenn der Magensaft noch zu sauer ist, sobald er den Magen verlässt. Eine Ursache für eine nicht intakte Magenschleimhaut kann ihre eigene Entzündung sein (Gastritis). Häufig tritt eine Typ B Gastritis auf, die durch Bakterien wie Helicobacter pylori verursacht wird und sich chronifiziert. Therapeutisch kommt bei einer H. pylori Infektion typischerweise eine Bismut-Quadrupeltherapie in Frage, einer Kombination aus zwei Antibiotika, einem Protonenpumpenhemmer, um die beschädigte Schleimhaut zu schonen und Bismut.

Bei der gastroösophagealen Refluxkrankheit kommt es zum vermehrten Aufstoßen von Magensaft in die Speiseröhre (Ösophagus). Das führt zu Entzündungen in der Schleimhaut des Ösophagus. Der Winkel, in dem die Speiseröhre in den Magen mündet (His-Winkel), verhindert den Reflux. Bei Abweichungen des normalen Winkels kann ein Reflux auftreten. Zu den Risikofaktoren zählen Rauchen, Alkoholkonsum sowie die Einnahme verschiedener Medikamente.