Verdauungsenzym

Verdauungsenzyme sind Enzyme, die unter anderem Nahrung in ihre Einzelteile zerlegen, um sie so für den Stoffwechsel verwertbar zu machen. Die Aufgabe fast aller dieser Enzyme ist es, langkettige Moleküle (Kohlenhydrate, Fette ...) unter Wasseraufnahme in einfachere niedermolekulare Verbindungen (Aminosäuren, einfache Zucker, Glycerin, Fettsäuren) aufzuspalten.

Im Mund wirkt zum Beispiel die α-Amylase, später, wenn die Nahrung in den Magen gelangt, wirken Pepsin und Katepsin, im Zwölffingerdarm spaltet der Gallensaft weiter. Im Dünndarm wirken für Kohlenhydrate die Lactasen, Maltase, Saccharase und für Fette die Darmlipasen. Für Eiweiße sind die Dipeptidpeptidasen zuständig. Die Bauchspeicheldrüse stellt viele Verdauungsenzyme her (Trypsinogen, Chymotrypsinogen, Procarboxypeptidasen, Proelastase), α-Amylase, Ribo- und Desoxyribonukleasen sowie Lipasen, ohne die die Nahrung nicht verwertet werden kann.

Geschichte

In der Antike vermutete Empedokles, dass der Mensch die aufgenommene Nahrung durch Fäulnis umsetzt. Die erste Unterteilung der Verdauungsfunktionen nahm Diokles von Karystos vor. Später unterschied Galen dann Magenverdauung, Dünndarmverdauung und Verarbeitung durch die Leber voneinander.

Im 17. Jahrhundert entdeckte Johan Baptista van Helmont, dass für die Verdauung Fermente nötig sind, die er als ein dynamisches Naturprinzip ansah. Sein Schüler Franciscus Sylvius entdeckte, dass die Bauchspeicheldrüse einen Saft abgibt, der für die Verdauung nötig ist und dass die Speichelsekretion auch eine ähnliche Wirkung hat. Aufbauend auf dieses Wissen gewann Regnier de Graaf den Pankreassaft aus einer künstlichen Fistel und Johannes Bohn belegte dann, dass dieser Saft nicht sauer reagiert. François Magendie hingegen zeigte dann, dass der Saft alkalisch ist.^[1]

René-Antoine Ferchault de Réaumur räumte dann endgültig mit der Annahme aus, dass die Verdauung ein mechanischer Prozess sei, sondern zeigte, dass es ein chemischer Vorgang ist. Daraufhin untersuchte Lazzaro Spallanzani den Magensaft genauer und zeigte seine proteolytische Eigenschaft auf. Die Erkenntnis wurde von Jean Senebier auf andere Weise genutzt: er behandelte schlecht heilende Wunden und Beingeschwüre äußerlich mit dem Magensaft von Tieren.^[1]

1697 vermutete Georg Ernst Stahl, dass Speichel die Stärke spalten kann, konnte es jedoch nicht belegen. Dies gelang dann 1831 Erhand Friedrich Leuchs. Louis Mialhe (1807–1886) begann 1845 den Versuch, die Amylase zu isolieren und 1863 setzte Julius Cohnheim diesen Versuch erfolgreich fort.

Gabriel Gustav Velentin fand heraus, dass der Pankreassaft Zucker spalten kann und 1845 konnte Apollinaire Bouchardat dies auch belegen. 1859 zeigte Heinrich Köbner, dass der Darmsaft Saccharose spalten kann und 1899 entdeckte Rudolf Weinland, wie die Lactose zerlegt wird.^[1]

Verdauungsenzyme des Menschen

Peptidasen (Enzyme, die Proteine oder Peptide spalten können) = Proteasen (Proteine spaltende Enzyme)

Pepsin (Dient dem Abbau von Eiweißen im Magen)
Trypsin (Abbau von Eiweißen im Dünndarm)
Chymotrypsin (spaltet bevorzugt an speziellen Peptidbindungen (milchgerinnend))
Pankreas-Elastase (spaltet Elastin)
Erepsin (Enzym, das die Aufspaltung von Proteinen in Aminosäuren katalysiert)

Glykosidasen (Enzyme, die Polysaccharide (z. B. Stärke) in Malzzucker spalten)

Speichel-Amylase (α-Amylase, beginnt mit Abbau von Kohlenhydraten im Mund)
Pankreas-Amylase (α-Amylase, führt den Abbau fort)
Sucrase-Isomaltase (Enzym, welches verzweigte Zuckerketten abbaut)
Maltase-Glucoamylase (α-Glucosidase - Enzym, welches unverzweigte Zuckerketten abbaut und Disaccharide im Dünndarm in Monosaccharide spaltet)

Lipasen (Enzyme aus der Bauchspeicheldrüse, welche die Fette im Dünndarm in Glycerin und Fettsäuren spalten), insbesondere

Gallensalz-aktivierte Lipase, die Cholesterinester abbaut
Pankreaslipase, die Triglyceride zu Monoglyceriden zerlegt

Nukleasen (Enzyme, die Nukleinsäuren spalten)

andere:

Lactase (spaltet Milchzucker (Laktose) in Galaktose und Glukose)

Siehe auch

Literatur

Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer: Biochemie. 6 Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2007. ISBN 978-3-8274-1800-5.
Donald Voet, Judith G. Voet: Biochemistry. 3. Auflage, John Wiley & Sons, New York 2004. ISBN 0-471-19350-X.

Weblinks

Wiktionary: Verdauungsenzym – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 Wolf-Dieter Müller-Jahncke, Christoph Friedrich, Ulrich Meyer: Arzneimittelgeschichte. 2., überarb. und erw. Aufl Auflage. Wiss. Verl.-Ges, Stuttgart 2005-01-01, ISBN 9783804721135 (https://portal.dnb.de/opac.htm?method=simpleSearch&cqlMode=true&query=idn%3D972559426).

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[:0-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 Wolf-Dieter Müller-Jahncke, Christoph Friedrich, Ulrich Meyer: Arzneimittelgeschichte. 2., überarb. und erw. Aufl Auflage. Wiss. Verl.-Ges, Stuttgart 2005-01-01, ISBN 9783804721135 (https://portal.dnb.de/opac.htm?method=simpleSearch&cqlMode=true&query=idn%3D972559426).

[1]