Az emésztőrendszeri savak miért nem korrodálják a gyomor bélését?

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.scientificamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Regisztráció "data-newsletterpromo button-link = "https://www.scientificamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "ArticleBody">

William K. Purves biológus, a Harvey Mudd Főiskola válasza:

A nyálkahártya parietális sejtjei, az emésztőrendszerünk belső sejtrétege sósavat (HCl) választanak ki a gyomor lumenébe vagy üregébe. A lumenben lévő oldat pH-értéke egy vagy kevesebb, mint 10-szer savas lehet, mint a tiszta citromlé. Ez a tény két különálló kérdést vet fel: hogyan képezheti a nyálkahártya HCl-t anélkül, hogy közben megtámadnák? És miért nem támadja meg a sav a nyálkahártyát, ha egyszer a lumenben jelen van?

Először is, a nyálkahártya nem emészthető meg, mivel szekretálja a HCl-t, mivel a parietális sejtekben a pH a következő mechanizmus közelében marad a semlegesség közelében (vegye figyelembe, hogy a mechanizmus minden része egyidejűleg zajlik): (1) A K + káliumionok passzívan diffundálnak a parietális sejtből a lumenbe. (2) Egy aktív szállítószivattyú visszavezeti a K + -t a parietális sejtbe, egyidejűleg szekretálva a sejtből a lumenbe a H + -t. Annyi K + tér vissza ezen az útvonalon, ahány szivárog az (1) -ben. (3) A klorid-ionok, a Cl - passzívan diffundálnak a sejtből a lumenbe, és negatív töltéseik kiegyenlítik a szekretált H + pozitív töltéseit. (4) A parietális sejt ellenkező oldalán lévő hőcserélő kiegyensúlyozza ezt a Cl-veszteséget - Cl behozatalával - a vérből hidrogén-karbonát-ionok (HCO3 -) cseréjében. (5) A sejtben a víz szén-dioxiddal (CO2) reagálva szénsavat (H2CO3) képez, amely disszociál H + és HCO3 - csoportokká. Az ábra (jobbra) összefoglalja ezeket a lépéseket. Összefoglalva, a szekretált HCl H + -ból (vízből) és Cl - a vérből származik. Mindkettő csak a lumenben halmozódik fel, a parietális sejtben nem.

Másodszor, a lumenben lévő HCl nem emészti meg a nyálkahártyát, mert a nyálkahártyában lévő serlegsejtek nagy mennyiségű védő nyálkát választanak ki, amelyek a nyálkahártya felületét szegélyezik. Az alap elektrolitok, például a HCO3, a nyálka rétegébe rekedve semlegesítik a nyálkába behatoló HCl-t.

Ez a nyákréteg megvédi a nyálkahártyát a lumenben lévő emésztőenzimektől is, de miért nem tesznek kárt az enzimek, mielőtt kiválasztódnának a nyálkahártya exokrin sejtjeiből? Mert soha nincsenek jelen a sejtekben! A sejtek szintetizálják és szekretálják az aktív enzimeknél nagyobb proenzimeket. A gyomor lumenjébe kerülve ezek a proenzimek csak akkor válnak aktív enzimekké, ha a proenzim-molekula egy részét megemésztik, így a molekula "üzleti" része működőképes marad. Például a pepszin emésztőenzim akkor keletkezik, amikor a HCl hasítja a pepszinogén proenzimet.

Összefoglalva: a gyomor lumenében található HCl négy dolgot ér el. Segít lebontani a szövetek emésztési enzimek általi támadását; biztosítja a megfelelő pH-t ezen enzimek működéséhez; katalitikusan inaktív proenzimet alakít aktív enzimmé (amint éppen láttuk); és elpusztítja a behatoló mikroorganizmusokat a gyomortartalomban.

Amint a gyomortartalom átjut a gyomorból a vékonybélbe, savasságukat gyorsan semlegesíti a HCO3 hozzáadása - amelyet a pancreasa jó termel is, mert a vékonybél nyálkahártyájának nincs más védelme a HCl ellen.

Kifinomultsága ellenére a gyomorvédelem nem tévedhetetlen. A Heliobacter pylori olyan baktérium, amely a gyomor erősen savas környezetében virágzik. A H. pylori fertőzés olyan sérülést okozhat, amelyet a HCl és az emésztőenzimek súlyosbíthatnak, és fekélyt eredményezhetnek.

A válasz eredetileg 2001. november 13-án jelent meg.