Anwendungen: "Magenprobleme"

Im Folgenden werden zwei Ursachen für Magenprobleme erklärt: Die Einnahme von Aspirin und die Infizierung mit dem Bakterium Helicobacter pyroli. Die stattfindenden Reaktionen sind Säure/Base - Pufferreaktionen.

Einnahme von Aspirin

Bei der Einnahme von Acetylsalicylsäure, auch bekannt als Aspirin, können als Nebenwirkung Magenprobleme auftreten.

Wirkungsweise

Acetylsalicylsäure hat eine hydrophile Form und eine lipophile Form und einen pKs-Wert von 4:

Da der pH-Wert im Mund 7 beträgt, ist das Gleichgewicht bei der hydrophilen Form. Im Magen hat es jedoch einen pH-Wert von 1, was dazu führt, dass sich die lipophile Säureform bildet, weil der pH-Wert saurer ist. Daher hat es mehr H3O+ (= mehr Protonen→ mehr Säure vorhanden). Die Magenschleimhaut ist lipophil, was bedeutet, dass hydrophile Teilchen diese nicht durchdringen können. Nachdem Aspirin dann jedoch in der lipophilen Form vorliegt, kann es durch die Schleimhaut diffundieren und so die Schutzfunktion des Magens umgehen.

Die Umgebung ausserhalb des Magens( Zellschicht) ist wiederum neutral, was bedeutet, dass das Aspirin wieder zur Säure wird und so den Magen verätzt. Es kommt zu Magenproblemen.

Lösung des Problemes

Die Beigabe von Natriumbicarbonat NaHCO3 bei Aspirin-Brausetabletten, welche als Puffer fungiert, hebt den pH-Wert des Magens kurzfristig von 1 auf mindestens 4 an. Dadruch wird keine Base von Aspirin gebildet, sodass dieses in seiner hydrophilen Form bestehen bleibt.

Infizierung mit Helicobacter pyroli

Allgemeine Informationen zum Helicobacter pyroli

Helicobacter pyroli ist ein Stäbchenbakterium, das den menschlichen Magen besiedeln kann. Es bewegt sich mithilfe von Geisseln fort. Das Bakterium wurde im Jahre 1983 von Barry Marshall und John Robin Warren entdeckt. Ihre Forschung wurde jedoch lange Zeit nicht ernst genommen, bis das Helicobacter pyroli 1989 als weltweite Ursache für Magenprobleme angenommen wurde. 2005 wurden Marshall und Warren je zur Hälfte mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für ihre Forschungen zum Helicobacter pyroli ausgezeichnet.

Verursachung der Magenprobleme

Das Helicobacter pyroli kann Magenerkrankungen wie Gastritis, Magengeschwüre oder Zwölffingerdarmgeschwüre hervorrufen. Es nistet sich in der lipophilen Schicht der Magenwand ein. Eigentlich ist Magensäure so sauer, dass sie kein Überleben zulässt. Zum Schutz vor dieser aggressiven Magensäure bildet der Helicobacter pyroli ein Enzym, die sogenannte Urease. Dadurch bildet sich um das Bakterium eine schützende Ammoniak-Wolke, welche die Umgebung vorübergehend neutralisiert und das Bakterium so gegen die Magensäure resistent macht. Das Bakterium kann zudem ein Toxin herstellen, welches den Stoffwechsel der Magenschleimhaut beeinflusst. Der pH-Wert sinkt weil es zu einer Zunahme der Magensäurenproduktion kommt. Dem zu folge ist mit chronischen Entzündungen zu rechnen. Darüber hinaus greifen die Toxine die Magenschleimhaut direkt an, es entstehen Magengeschwüre.

Übertragung

Die Mensch zu Mensch Übertragung des Helicobacter pyrolis ist bis heute wissenschaftlich nicht bewiesen. Man vermutet aber eine fäkal-orale Übertragung. Also eine Wiederaufnahme durch verschmutztes Wasser und Nahrung nach dem Stuhlgang.

Symptome

Eine Infektion zeigt grundsätzlich keine Symptome, kann sich aber durch Magendrücken, Blähungen, Sodbrennen, Durchfall, Übelkeit oder Erbrechen äussern. Auf Grund der Umgebungsveränderung, die Helicobacter pylori auslöst, kann so die Magenwand verätzt werden. Diese Verätzungen können sich immer weiter ausbreiten und schlussendlich sogar zu Magengeschwüren oder Magenkrebs führen.

Diagnose

Eine verbreitete Methode eine Helicobacter pyroli – Infektion nachzuweisen ist der Harnstoff-Atemtest. Dieser läuft folgendermassen ab:

1. Dem Patient wird ein Harnstoff, der mit markierten 13C-Atomen (Kohlenstoff-Isotop) versetzt ist, verabreicht.

2. Falls eine Infektion vorhanden ist, spaltet das vom Helicobacter pylori produzierte Enzym Urease den Harnstoff auf. Dadurch werden die markierten 13C – Atome frei und können mit Sauerstoff CO2 Bindungen eingehen.

Folgende chemische Reaktion findet also im Magen statt:

CH4N2O + H2O → CO2 + 2 NH3

Harnstoff reagiert mit dem Enzym Urease zu Kohlenstoff-Dioxid und Ammoniak.

3. Unmittelbar nach dem Trinken des Harnstoffs wird beim Patienten ein Atemtest vollzogen. Bei einer bestehenden Infektion verbinden sich einige der freigewordenen 13C-Atome mit O2 was in der ausgeatmeten Luft als 13CO2 erkennbar ist. Diese Messresultate sind ein Nachweis für das Vorhandensein von Helicobacter pylori Bakterien.

Video eines Harnstoff-Atemtests

Behandlung

Neben der Verabreichung von Antibiotika ist das Aufnehmen von Protonenpumpenhemmern durch die Nahrung eine oft angewendete Behandlungsmethode. Sie werden im Dünndarm aufgenommen und gelangen über den Blutkreislauf in die Belegzellen des Magens. Dort werden die Protonenpumpen gehemmt um die Produktion von Salzsäure vorübergehen einzuschränken. Somit steigt der pH-Wert im Magen was eine Ausbreitung der verätzten Stellen ausschliesst. Die Wirkung der Protonenpumpenhemmern hält aber nur 1 – 3 Tage an.