Membranpumpe

Die Protonenpumpe

Die Protonenpumpe im Faltensaum befördert Wasserstoff-Teilchen in die Grube. Sie macht den Raum unter der Zelle sauer.

In der Szene sehen Sie ein Stück der gefalteten Zellhülle, stark vergrößert. Darin steckt ein großes Eiweiß, das durch die Hülle hindurchreicht. Das ist die Protonenpumpe, mit Fachnamen V-ATPase.

Protonen sind elektrisch geladene Wasserstoff-Teilchen. Je mehr davon in einer Flüssigkeit schwimmen, desto saurer ist sie. Die Pumpe drückt diese Teilchen aus der Zelle in die Grube.

Für Ihre KnochenOhne diese Pumpe gibt es keine Säure und damit keinen Knochenabbau. Wie viele Pumpen ein Osteoklast einbaut, entscheidet mit darüber, wie schnell er gräbt. Die Erbkrankheit mit ausgefallener Pumpe zeigt außerdem, dass Knochen ohne Abbau nicht stabiler wird, sondern spröde.

Ein winziger Drehmotor

Die Pumpe besteht aus zwei Teilen. Der Kopf ragt ins Zellinnere. Der Fuß steckt in der Zellhülle und enthält einen drehbaren Ring.

Der Kopf spaltet ATP. So heißt der Energieträger, den die Zelle in ihren Kraftwerken herstellt. Mit jeder Spaltung dreht sich der Ring ein Stück weiter. Bei jeder Drehung nimmt er auf der Innenseite Protonen auf und gibt sie auf der Außenseite ab.

Pumpen gegen ein starkes Gefälle

In der Grube sind Protonen schon nach kurzer Zeit viel dichter gedrängt als in der Zelle. Die Pumpe muss also bergauf arbeiten. Das kostet viel Energie. Deshalb liegen im Osteoklasten direkt hinter dem Faltensaum besonders viele Mitochondrien, die Kraftwerke der Zelle.

Eine Sonderform für den Knochen

Protonenpumpen dieser Bauart gibt es in fast allen Zellen. Sie säuern dort kleine Bläschen im Zellinneren an. Der Osteoklast baut sie in ungewöhnlich großer Zahl in seine äußere Hülle ein und verwendet dafür ein eigenes Bauteil.

Ist dieses Bauteil durch einen Erbfehler verändert, kann die Abbauzelle nicht ansäuern. Der Knochen wird überdicht und zugleich brüchig. Diese Pumpe ist eine andere als die Protonenpumpe des Magens. Magensäure-Blocker sind auf die Magenpumpe ausgerichtet.

In Zahlen

Fachname

Die Protonenpumpe des Osteoklasten heißt V-ATPase.

Antrieb

Die Pumpe verbraucht den Energieträger ATP und arbeitet wie ein Drehmotor.

Ort

Sie sitzt in großer Zahl im Faltensaum, direkt über der Grube.