Magensäure: Einfluss auf Resorption und Bioverfügbarkeit von Mikronährstoffen

Die Magensäure ist ein wichtiger vorgeschalteter Einflussfaktor der Bioverfügbarkeit von Mikronährstoffen. Sie vermittelt die intestinale Resorption (Aufnahme im Darm) nicht unmittelbar, bereitet jedoch durch die Freisetzung von Nährstoffen aus der Lebensmittelmatrix, die Denaturierung von Proteinen (Eiweiß) und die Veränderung der Löslichkeit chemischer Verbindungen deren Aufnahme im Dünndarm vor.

Salzsäure wird von den Belegzellen der Magenschleimhaut sezerniert. Das saure Magenmilieu aktiviert Pepsinogen zu Pepsin, unterstützt die proteolytische Verdauung (enzymatische Spaltung von Proteinen) und beeinflusst den Löslichkeits-, Bindungs- und Ionisationszustand verschiedener Mikronährstoffe [1]. Eine Hypochlorhydrie (verminderte Magensäuresekretion) oder Achlorhydrie (weitgehend fehlende Magensäuresekretion) kann daher insbesondere die Biozugänglichkeit von Nicht-Hämeisen und an Nahrungsproteine gebundenem Vitamin B12 beeinträchtigen. Bei Calcium hängt die Säureabhängigkeit wesentlich von der chemischen Verbindung ab. Die unter Protonenpumpenhemmern beobachtete Hypomagnesiämie (erniedrigte Magnesiumspiegel im Blut) beruht dagegen wahrscheinlich überwiegend auf Veränderungen der intestinalen Magnesiumaufnahme und nicht auf einer unzureichenden Freisetzung im Magen [2, 4, 6-8].

Physiologische Bedeutung der Magensäure

Die Magensäure beeinflusst die Bioverfügbarkeit von Mikronährstoffen über mehrere miteinander verknüpfte Mechanismen:

• Freisetzung von Mikronährstoffen aus Proteinen und anderen Bestandteilen der Lebensmittelmatrix
• Denaturierung von Nahrungsproteinen und Aktivierung des proteolytischen Enzyms Pepsin
• Verbesserung der Löslichkeit bestimmter Mineralstoffverbindungen
• Beeinflussung des Ionisations- und Oxidationszustands von Mineralstoffen und Spurenelementen
• Vorbereitung der mehrstufigen Verdauung und Resorption von an Nahrungsproteine gebundenem Vitamin B12

Der Einfluss der Magensäure ist mikronährstoffspezifisch. Er hängt von der chemischen Form des Nährstoffs, seiner Bindung innerhalb der Lebensmittelmatrix, der Zusammensetzung der Mahlzeit, der Dauer und Stärke einer Säuresuppression sowie von zusätzlichen intestinalen Resorptionsstörungen ab. Eine verminderte Magensäuresekretion führt deshalb nicht zwangsläufig zu einem klinisch manifesten Mikronährstoffmangel.

Übersicht der mikronährstoffspezifischen Effekte

Nicht-Hämeisen

Nahrungseisen liegt als Hämeisen und Nicht-Hämeisen vor. Hämeisen aus tierischen Lebensmitteln wird innerhalb des Hämkomplexes aufgenommen und ist vergleichsweise wenig von der Magensäure abhängig. Nicht-Hämeisen liegt in Lebensmitteln dagegen überwiegend als dreiwertiges Eisen (Fe³⁺) vor. Dieses ist bei steigendem pH-Wert schlecht löslich und kann schwer resorbierbare Hydroxid- und Phosphatverbindungen bilden.

Das saure Magenmilieu unterstützt die Freisetzung von Eisen aus der Lebensmittelmatrix und hält Eisenverbindungen in Lösung. Die Magensäure reduziert Fe³⁺ nicht selbst in relevantem Umfang, schafft jedoch günstige Bedingungen für die Reduktion zu zweiwertigem Eisen (Fe²⁺) durch Vitamin C (Ascorbinsäure) und andere reduzierende Nahrungsbestandteile. Im Duodenum (Zwölffingerdarm) wird die Reduktion zusätzlich durch membrangebundene Reduktasen unterstützt. Fe²⁺ kann anschließend über den zweiwertigen Metalltransporter 1 in die Enterozyten (Zellen der Dünndarmschleimhaut) aufgenommen werden [2].

Bei Hypochlorhydrie gelangt ein größerer Anteil des Nicht-Hämeisens in schwer löslicher Form in den Dünndarm. Die klinische Bedeutung ist besonders hoch, wenn gleichzeitig weitere ungünstige Faktoren vorliegen, beispielsweise eine geringe Eisenzufuhr, hohe Phytatzufuhr, chronische Blutverluste, entzündungsbedingte Einschränkungen der Eisenverfügbarkeit oder bereits entleerte Eisenspeicher.

Eine ausgeprägte Störung der Eisenaufnahme kann bei autoimmuner oder Helicobacter-pylori-assoziierter atrophischer Gastritis (Magenschleimhautentzündung) auftreten. Durch den Verlust säureproduzierender Drüsen entsteht eine Hypo- oder Achlorhydrie. Ein Eisenmangel kann dabei bereits vor einem Vitamin-B12-Mangel manifest werden, da die körpereigenen Vitamin-B12-Speicher über einen längeren Zeitraum ausreichen können [9].

Auch unter einer längerfristigen Therapie mit Protonenpumpenhemmern (Arzneimittel, die die Bildung von Magensäure stark hemmen) wurde ein erhöhtes Auftreten von Eisenmangel beobachtet. Eine große populationsbasierte Fall-Kontroll-Studie zeigte einen dosis- und zeitabhängigen Zusammenhang zwischen der Anwendung von Protonenpumpenhemmern und Eisenmangel [3]. Da es sich um Beobachtungsdaten handelt, lässt sich daraus jedoch nicht ableiten, dass jeder langfristig behandelte Patient eine klinisch relevante Eisenmalabsorption entwickelt.

Vitamin B12

Vitamin B12 aus natürlichen Lebensmitteln ist überwiegend an tierische Nahrungsproteine gebunden. Salzsäure denaturiert diese Proteine, während Pepsin das Vitamin aus der Proteinmatrix freisetzt. Das freigesetzte Vitamin B12 bindet zunächst an Haptocorrin (Vitamin-B12-bindendes Protein des Speichel- und Magensekrets). Im Duodenum wird Haptocorrin durch pankreatische Proteasen gespalten. Vitamin B12 bindet anschließend an den von den Belegzellen gebildeten intrinsischen Faktor und wird im terminalen Ileum (letzter Abschnitt des Dünndarms) über spezifische Rezeptoren aufgenommen [4].

Bei Hypochlorhydrie kann die Freisetzung des Vitamins aus der Lebensmittelmatrix beeinträchtigt sein. Diese Störung wird als Nahrungs-Cobalamin-Malabsorption bezeichnet. Die Resorption von kristallinem, nicht an Nahrungsproteine gebundenem Vitamin B12 aus Supplementen oder Arzneimitteln kann dagegen erhalten bleiben, da dieser Freisetzungsschritt nicht erforderlich ist [4].

Bei autoimmuner atrophischer Gastritis werden die Belegzellen immunologisch geschädigt. Dadurch nehmen sowohl die Magensäuresekretion als auch die Bildung des intrinsischen Faktors ab. Während die Hypochlorhydrie vor allem die Freisetzung von nahrungsgebundenem Vitamin B12 beeinträchtigt, führt ein ausgeprägter Mangel des intrinsischen Faktors zusätzlich zu einer verminderten rezeptorvermittelten Vitamin-B12-Aufnahme im Ileum. Die daraus entstehende perniziöse Anämie stellt somit nicht ausschließlich eine Folge des Magensäuremangels dar [9].

Die klinische Evidenz zum alleinigen Einfluss von Protonenpumpenhemmern auf den Vitamin-B12-Status ist heterogen. Eine systematische Übersichtsarbeit mit Metaanalyse fand eine geringfügige Assoziation zwischen der Einnahme von Protonenpumpenhemmern und einem Vitamin-B12-Mangel. Die Aussagekraft wurde jedoch durch unterschiedliche Definitionen des Vitamin-B12-Mangels, unterschiedliche Behandlungsdauern und überwiegend beobachtende Studiendesigns eingeschränkt [5].

Eine langfristige Säuresuppression ist daher eher als zusätzlicher Risikofaktor zu bewerten. Besondere klinische Relevanz besteht bei älteren Patienten, geringer Zufuhr von Vitamin B12, veganer Ernährung, atrophischer Gastritis, vorausgegangenen Magen- oder Dünndarmoperationen und bereits grenzwertigem Vitamin-B12-Status.

Calcium

Der Einfluss der Magensäure auf die Calciumaufnahme hängt wesentlich von der verwendeten Calciumverbindung ab. Calciumcarbonat ist bei neutralem pH-Wert nur begrenzt löslich und benötigt für seine Auflösung ein ausreichend saures Milieu. In einer kontrollierten Untersuchung war die Aufnahme von nüchtern eingenommenem Calciumcarbonat bei Patienten mit Achlorhydrie deutlich vermindert, während Calciumcitrat weiterhin resorbiert wurde [6].

Die Einnahme von Calciumcarbonat zu einer Mahlzeit kann die Auflösung und Aufnahme verbessern, da die Nahrungsaufnahme die Sekretion, Durchmischung und Verweildauer des Mageninhalts beeinflusst. Calciumcitrat ist besser wasserlöslich und weniger vom intragastralen pH-Wert abhängig. Bei ausgeprägter Hypo- oder Achlorhydrie, nach Magenoperationen oder unter langfristiger starker Säuresuppression kann Calciumcitrat daher bei erforderlicher Supplementierung vorteilhaft sein [6, 7].

Ob Protonenpumpenhemmer die Calciumaufnahme aus einer üblichen Mischkost in klinisch relevantem Ausmaß vermindern, ist nicht abschließend geklärt. Beobachtete Zusammenhänge zwischen einer langfristigen Protonenpumpenhemmertherapie und Frakturen belegen keine primär durch Magensäuremangel verursachte Calcium-Malabsorption. Alter, Osteoporose, Komorbiditäten (Begleiterkrankungen), Sturzrisiko, körperliche Inaktivität und Begleitmedikation können diese Assoziationen wesentlich beeinflussen [7].

Magnesium

Die unter Protonenpumpenhemmern auftretende Hypomagnesiämie ist nicht als einfache Folge einer verminderten Freisetzung des Magnesiums im Magen zu verstehen. Niedrige renale Magnesiumverluste bei betroffenen Patienten sprechen dafür, dass die Nieren auf eine verminderte intestinale Magnesiumaufnahme mit einer verstärkten Rückresorption reagieren [8].

Als Mechanismen werden eine verminderte Löslichkeit von Magnesium im Dünndarm, Veränderungen des intestinalen Mikrobioms und eine Beeinflussung der epithelialen Magnesiumaufnahme diskutiert. Dabei könnten insbesondere die TRPM6- und TRPM7-Magnesiumkanäle der Darmschleimhaut beteiligt sein. Der genaue Mechanismus ist noch nicht vollständig geklärt [8].

Eine klinisch relevante Hypomagnesiämie tritt nur bei einem kleinen Teil der Anwender auf. Begünstigende Faktoren sind wahrscheinlich eine lange Behandlungsdauer, eine geringe Magnesiumzufuhr, genetische Unterschiede der intestinalen Magnesiumaufnahme sowie zusätzliche Magnesiumverluste durch Diuretika, Diarrhoe oder Malabsorptionssyndrome. Bei schwerer Hypomagnesiämie können neuromuskuläre Symptome, Krampfanfälle und Herzrhythmusstörungen auftreten [8].

Ursachen einer verminderten Magensäuresekretion

Zu den klinisch relevanten Ursachen einer Hypo- oder Achlorhydrie gehören:

• Protonenpumpenhemmer, insbesondere bei langfristiger oder hochdosierter Anwendung
• Histamin-H2-Rezeptorantagonisten
• Autoimmune atrophische Gastritis
• Helicobacter-pylori-assoziierte atrophische Gastritis
• Partielle oder totale Gastrektomie (teilweise oder vollständige operative Entfernung des Magens)
• Adipositaschirurgische Operationsverfahren mit Verkleinerung oder Ausschaltung säureproduzierender Magenabschnitte
• Ausgedehnte chronische Schädigung der säureproduzierenden Magenschleimhaut

Ein höheres Lebensalter allein verursacht nicht regelhaft eine Achlorhydrie. Die im Alter häufiger festgestellte verminderte Magensäuresekretion ist überwiegend mit einer höheren Prävalenz atrophischer Schleimhautveränderungen, einer Helicobacter-pylori-Infektion, Begleiterkrankungen und der häufigeren Einnahme säurehemmender Arzneimittel verbunden [11].

Klinische Einordnung

Das Risiko eines klinisch relevanten Mikronährstoffmangels wird nicht allein durch den intragastralen pH-Wert bestimmt. Entscheidend ist das Zusammenwirken von Säuresekretion, Ernährungsweise, chemischer Nährstoffform, Körperspeichern, intestinaler Resorptionskapazität, Verlusten und Begleiterkrankungen.

Bei ungeklärtem Eisen- oder Vitamin-B12-Mangel sollte neben Ernährung, Blutverlusten und intestinalen Erkrankungen auch eine atrophische Gastritis berücksichtigt werden. Dies gilt insbesondere bei gleichzeitigem Eisen- und Vitamin-B12-Mangel, bei fehlendem Ansprechen auf eine orale Eisensubstitution oder bei zusätzlichen Hinweisen auf eine autoimmune Gastritis [9].

Für Patienten unter Protonenpumpenhemmern ergibt sich aus den vorliegenden Assoziationsstudien keine Indikation für eine undifferenzierte Supplementierung sämtlicher potentiell betroffener Mikronährstoffe. Laboruntersuchungen sollten risikoadaptiert erfolgen. Die Indikation, Dosierung und Behandlungsdauer einer langfristigen Protonenpumpenhemmertherapie sollten regelmäßig überprüft werden. Eine bestehende, medizinisch begründete Therapie sollte jedoch nicht allein aufgrund epidemiologischer Assoziationen abgesetzt werden [10].

Praktische Konsequenzen

• Bei Eisenmangel sollten Blutverluste, Entzündung, Ernährungsweise und intestinale Erkrankungen parallel abgeklärt werden; eine verminderte Magensäuresekretion ist als möglicher zusätzlicher Faktor einzubeziehen.
• Bei Nahrungs-Cobalamin-Malabsorption kann nicht protein-gebundenes Vitamin B12 den säureabhängigen Freisetzungsschritt aus der Lebensmittelmatrix umgehen.
• Bei einem Mangel des intrinsischen Faktors ist neben der Magensäuresekretion auch die eingeschränkte aktive Vitamin-B12-Resorption zu berücksichtigen.
• Bei erforderlicher Calciumsupplementierung kann Calciumcarbonat zu einer Mahlzeit eingenommen werden; bei ausgeprägter Hypo- oder Achlorhydrie ist Calciumcitrat weniger säureabhängig.
• Bei Hypomagnesiämie unter Protonenpumpenhemmern sollten zusätzliche intestinale oder renale Magnesiumverluste sowie die fortbestehende Indikation der Säuresuppression geprüft werden.
• Eine langfristige Säuresuppression sollte in der niedrigsten wirksamen Dosierung und nur bei fortbestehender Indikation durchgeführt werden.

Fazit

Die Magensäure beeinflusst die Bioverfügbarkeit von Mikronährstoffen vor allem durch deren Freisetzung aus der Lebensmittelmatrix, die Aktivierung der Proteinverdauung und die Verbesserung der Löslichkeit bestimmter Mineralstoffverbindungen. Klinisch am deutlichsten ist ihre Bedeutung für Nicht-Hämeisen und an Nahrungsproteine gebundenes Vitamin B12.

Bei Calcium ist die Säureabhängigkeit vor allem für Calciumcarbonat relevant, während Calciumcitrat auch bei Hypo- oder Achlorhydrie vergleichsweise gut löslich bleibt. Die Protonenpumpenhemmer-assoziierte Hypomagnesiämie ist dagegen wahrscheinlich Folge einer veränderten intestinalen Magnesiumaufnahme und nicht einer primär gestörten gastralen Freisetzung.

Eine klinisch relevante Beeinträchtigung entsteht vor allem bei ausgeprägter oder lang anhaltender Hypochlorhydrie, atrophischer Gastritis, gastrointestinalen Operationen, geringen Mikronährstoffspeichern und zusätzlichen Resorptionshemmnissen. Die diagnostische und therapeutische Vorgehensweise sollte deshalb an der individuellen Risikokonstellation ausgerichtet werden.

Literatur

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3. Tran-Duy A, Connell NJ, Vanmolkot FH et al.: Use of proton pump inhibitors and risk of iron deficiency: a population-based case-control study. J Intern Med. 2019;285(2):205-214. doi: 10.1111/joim.12826.
4. Andrès E, Terrade JE, Alonso Ortiz MB et al.: Unraveling the Enigma: Food Cobalamin Malabsorption and the Persistent Shadow of Cobalamin Deficiency. J Clin Med. 2025;14(8):2550. doi: 10.3390/jcm14082550.
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10. Targownik LE, Fisher DA, Saini SD: AGA Clinical Practice Update on De-Prescribing of Proton Pump Inhibitors: Expert Review. Gastroenterology. 2022;162(4):1334-1342. doi: 10.1053/j.gastro.2021.12.247.
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