In vitro Untersuchung über den Peptidtransport im Vormagenepithel des Schafes

Abstract

In verschiedenen Veröffentlichungen jüngerer Zeit, denen der Peptidstoffwechsel von Wiederkäuern zugrunde liegt, wurde die Möglichkeit diskutiert, daß vom Wiederkäuer Peptide über das Vormagenepithel in den Blutkreislauf aufgenommen werden. Dabei wurde als eine Möglichkeit des Aufnahmenmechanismus, ein mit dem Protonen-gekoppelten Peptidtransporter im Darm vergleichbarer, tertiär aktiver Transportmechanismus angenommen. Die Resorption von Peptiden aus den Vormägen hätte erhebliche Konsequenzen für die Bewertung der Proteinversorgung der Wiederkäuer, deren bisherige Grundlage die Proteinversorgung am Dünndarm ist. Mit Hilfe der Ussingkammertechnik wurden in dieser Arbeit Epithelien von Pansen und Psalter des Schafes untersucht. Darüberhinaus wurden intrazelluläre pH Messungen an isolierten Zellen des Pansenepithels durchgeführt. Die Untersuchungen führten zu folgenden Ergebnissen. 1\. Der transepitheliale aktive Transport von Peptiden im Darm ist mit einem Ladungstransfer verbunden und verursacht daher in vitro eine Zunahme des Kurzschlußstroms. Kein Anstieg konnte nach Zugabe von Peptiden und peptidähnlichen Substanzen festgestellt werden. 2\. Die Bestimmung des Nettotransports aus den unidirektionalen Transportraten von radioaktiv markiertem Peptid ergab für das Pansenepithel einen negativen Wert, entsprach also einem Sekretionsprozess. Für das Psalterepithel war kein Nettotransport in signifikanter größe feststellbar. 3\. Durch die serosale Zugabe von Ouabain müßte ein tertiär aktiver Transportmechanismus zu hemmen sein. In keinem Versuch wurden signifikant verminderte Transportraten nach Ouabainzugabe festgestellt. 4\. Durch die mukosale Zugabe von Mannit(Steigerung der parazellulären Leitfähigkeit) zeigten sich die Transportraten beider Richtungen deutlich erhöht. 5\. In Darmzellen kommt es durch den Co-transport von Peptiden mit Protonen zu einem Absinken des intrazellulären pH-Wertes bei Peptidaufnahme. In den durchgeführten Messungen an isolierten Zellen des Pansenepithels wurde kein pH-Abfall nach Peptidzugabe zum umgebenden Medium festgestellt. Aufgrund dieser Ergebnisse kann ein aktiver Mechanismus, der Peptide luminal aufnimmt ausgeschlossen werden. Die gemessenen Peptidbewegungen sind passiver, parazellulärer Natur. Die Hochrechnung der Transportraten auf die gesamte Epithelfläche des Vormagens zeigte, daß sich die (passiven) Peptidtransporte in einer Größenordnung bewegen, die für den Gesamtorganismus nicht von ernährungsphysiologischer Relevanz ist.

Recent publications are discussing the possibility that ruminants are able to absorb peptides across the forestomach epithelia into the blood. As a possible transport-model a proton-coupled peptide transport-mechanism, as it is known in enterocytes in the intestine was adopted. Peptide absorption across forestomach epithelia would have considerable consequences for the understanding of ruminant protein supply, which is so far based on the availability of protein in the small intestine. In this work, ruminal and omasal epithelia of sheep were examined using the Ussing-chamber technique and measuring the intracellular pH on isolated rumen cells. The following results were obtained: 1.The transepithelial active transport of peptides in the intestine is connected to a transfer of electric charges and therefore induces in vitro an increase in the shortcircuit-current. No increase could be noticed after adding peptides and peptidomimetics. 2.The determination of net transport from unidirectional transport rates of radiolabled Peptides yielded in negative value for the rumen according to a secretory process. 3.A tertiary active transport process would be inhibited by the addition of Ouabain on the serosal side. No decrease of the transport rates of peptide was detected. 4.Addition of Mannitol (rises paracellular conductivity) to the mucosal side clearly increased transport of peptides in both directions. 5.In enterocytes proton-peptide co-transport leads to a deacrease of the intracellular pH when peptides are absorbed. However, measurements in isolated cells of rumen, did not result in a decrease of the intracellular pH after adding peptides to the surrounding media.

On the basis of these results an active mechanism for luminal peptide absoption can be excluded. The peptide movements are very likely of passive, paracellular nature. Extrapolations of the transport rates to the whole forestomach surface led to the conclusion that (passive) transport of peptides is of no physiological relevance.