Transport of HCO3- in Sheep Omasum: Effects of Na and SCFA

Abstract

In-vitro the transport of HCO3- in the mucosal–serosal direction (absorption), Jms, was studied across the isolated epithelium of sheep omasum. The conventional Ussing chamber technique was combined with the pH-stat method. The mucosal side of the tissues was incubated with a buffer solution of 50 mmol∙l-1 HCO3- and gassed with 10% CO2. The buffer solution of the serosal side was HCO3- and buffer free. The pH (7.4) of the serosal side was kept constant by titration of H2SO4. The amount of titrated H2SO4 was considered as amount of transported HCO3-. a) The current model of anion transport across the omasal epithelium with two anion exchangers in series in the apical and basolateral membrane was confirmed. The omasal epithelium has the capability to transport HCO3- in both directions according the applied ion gradients. However, the flux from mucosal to serosal side was significantly larger than the transport in the reversed direction. b) The transport of HCO3- depends on the activity of Na/H exchanger (NHE3) in the apical membrane. Inhibition of NHE3 by mucosal amiloride (1 mmol∙l-1) or reduction of mucosal Na+ concentrations reduced HCO3- transport significantly. It is concluded that the NHE3 mediated extrusion of H+ is of predominant importance for regulation of the intracellular pH, pHi, and hence HCO3- transport. c) The manipulation of pHi by transport of SCFA (uptake of the undissociated SCFA in the mucosal- serosal direction) reduced HCO3- transport. However, this effect was only of minor importance in tissues from concentrate-fed sheep. d) Inhibition of carbo-anhydrase by carboxyzolamide (0.1 mmol∙l-1) caused a significant decrease of HCO3- transport. e) The suggested anion exchanger of HCO3- transport was examined by using levetiracetam, a Na+-coupled Cl-/HCO3 exchanger inhibitor. The addition of levetiracetam (1 mmol∙l-1) failed to produce a reduction of the HCO3- transport rates. f) It is concluded that the transport of HCO3- is mediated by two anion exchangers in series and that the regulation of pHi is of paramount importance of undisturbed HCO3- transport. There is evidence for adaptation of the omasal epithelium to diet. g) It is proposed that the absorption of HCO3- should be included in the discussion of the pathogenesis of displaced abomasum.

In-vitro wurde der Transport von HCO in der mucosal3- serosalen Richtung, J, (Absorption) msdurch das Epithel des Blättermagens von Schafen untersucht. Die konventionelle Ussing Kammer Methode wurde mit der pH-stat Technik kombiniert. Die mucosale Seite des Epithels wurde mit einer Pufferösoung mit 50 mmol∙l-1 HCO3- inkubiert und 10% CO2 begast. Die Pufferlösung der serosalen Seite enthielt kein HCO3- und keinen Puffer. Der pH (7.4) der serosalen Seite wurde konstant gehalten duch die Titration mit H2SO4. Die Menge der titrierten HSO wurde als transportierte Menge HCO,J, angesehen. 243-ms a. Die erhaltenen Ergebnisse bestätigen das zur Diskussion vorgeschlagene Modell des Aniontransports durch das Epithel des Blättermagens vom Schaf: Der Transport wird durch zwei Anionenaustauscher in Serie in der apikalen und basolaterlaen Membran vermittelt. Das Epithel ermöglicht den Transport von HCO3- in beiden Richtungen entsprechend den vorgegebenen Gradienten. Der Transport von Jms ist jedoch signifikant höher als in der entgegengesetzten Richtung, Jsm. b. Der Transport von HCO3- wird durch die Aktivität des Na/H Austauschers (NHE3) in der apikalen Membran beeinflusst. Eine Hemmung des NHE3 mit Amilorid (1 mmol∙l-1) oder Verringerung der mukosalen Na Konzentration reduzieren den HCO3- Transport signifikant. Diese Effekte lassen die Schlussfolgerung zu, dass der Heraustransport von H+ mit Hilfe des NHE3 von großer Bedeutung für die Regulation des intrazellulären pH, pHi, und als Konsequenz auch für den HCO3- Transport ist. c. Die Beeinflussung des pH durch SCFA (Aufnahme der undissoziierten SCFA (J) imsverringert den HCO3- Transport. Diese Wirkung ist jedoch von geringer Bedeutung für den HCO3- Transport in Geweben von Schafen, die mit Kraftfutter gefüttert wurden. d. Die Hemmung der Carboanhydrase mit Ethoxyzolamid (0.1 mmol∙l-1) verursacht eine signifikante Abnahme des HCO3- Transports. e. Levetiracetam hemmt den Na-gekoppelten Cl/HCO. Die muksoale Zugabe -3-dieses Inhibitors (1 mmol∙l-1) beeinflusste den HCO3- Transport nicht. f. Die Ergebnisse lassen die Schlussfolgerung zu, dass der HCO Transport durch 3-zwei Anionenaustauscher in Serie in der apikalen und basolateralen Membran vermittelt wird und maßgeblich vom pHi beeinflusst wird. Es liegen Hinweise vor, dass Adaptationsvorgänge in Abhängigkeit von der Fütterung (Kraftfutter) erfolgen und den HCO3- Transport stabilisieren. g. Es wird vorgeschlagen, dass der Transport von HCO3- und dessen Beeinflussung in die Diskussion der Pathogenese der Labmagenverlagerung einbezogen wird.