Strukturelle und funktionelle Untersuchungen zum intestinalen Calcium- und Phosphat-Transport beim Pferd

Marholt, Lisa Solveiga

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Strukturelle und funktionelle Untersuchungen zum intestinalen Calcium- und Phosphat-Transport beim Pferd

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Die intestinale Calcium- und Phosphatabsorption spielt eine Schlüsselrolle bei der Aufrechterhaltung der Calcium- und Phosphat-Homöostase beim Pferd. Sowohl Calcium als auch Phosphat können entweder durch parazelluläre oder transzelluläre Mechanismen aufgenommen werden. Bei Pferden sind einige Besonderheiten in der Calcium- und Phosphat-Homöostase im Vergleich zu anderen Tierarten dokumentiert. So zeigen sich bei Pferden hohe Calciumabsorptionen im Dünndarm, hohe Plasma-Calciumkonzentrationen, hohe renale Calciumausscheidungen und niedrige Plasmakonzentrationen der Vitamin-D-Metaboliten. Es konnten auch Unterschiede im Phosphattransport bei Pferden dokumentiert werden. Hier zeigen sich eine Phosphatsekretion im Dünndarm, niedrige Plasmaphosphatkonzentrationen und ein transzellulärer Phosphattransport im Dickdarm des Pferdes. Bei der Spezies Pferd ist bisher wenig über die zugrundeliegenden Mechanismen der Calcium- und Phosphatabsorption sowie die Regulation dieser bekannt. Der intestinale Calcium- und Phosphattransport beim Pferd ist nicht so sehr von Vitamin D und seinen Metaboliten abhängig wie dies bei anderen Tierarten beschrieben wird. Dies konnte schon in verschiedenen Studien dokumentiert werden. Allerdings fehlen bis heute zugrundeliegende Untersuchungen zu anderen potenziellen Regulierungsmechanismen. In der vorliegenden Studie wurden para- und transzelluläre Transportmechanismen für den intestinalen Calcium- und Phosphattransport entlang der Darmachse mit Hilfe der Ussing-Kammer-Technik untersucht. Darüber hinaus wurden die Expressionen der entsprechenden Transportproteine einschließlich transient receptor potential cation channel subfamily V member 6 (TRPV6), Calbindin-D9k (CaBD9k), Calcium-ATPase Typ 1 (PMCA1), Sodium-Phosphat Cotransporter Typ IIb (NaPiIIb), Sodium-Dependent Phosphate Cotransporter (PiT1) auf molekularbiologischer Ebene untersucht und in Relation zu den ermittelten Calcium- und Phosphatfluxraten gesetzt.

The maintenance of calcium and phosphate homeostasis in the horse is highly influenced by the intestinal calcium and phosphate absorption which may either occur by paracellular or transcellular mechanisms. Some unique peculiarities in calcium and phosphate homeostasis compared to other species are documented in the horse. This includes for the calcium transport a high absorptive capacity for calcium in the intestine, high plasma calcium concentrations, high renal excretion of calcium and low plasma concentrations of vitamin D metabolites. The differences in phosphate transport are a phosphate secretion in the small intestine, low plasma phosphate concentrations and a transcellular transport of phosphate in the large intestine. Concerning this species less is known about the underlying mechanisms and the regulation of intestinal calcium and phosphate absorption so far. Intestinal calcium and phosphate transport in horses is not as dependent on vitamin D as in other species, what has been documented in several studies. However, published data on other potential regulatory mechanisms are still lacking. Paracellular and transcellular transport mechanisms for intestinal calcium and phosphate transport along the intestinal axis were identified in the horse by using the Ussing chamber technique in the present study. Paracellular and transcellular transport mechanisms for intestinal calcium and phosphate transport along the intestinal axis were identified in the horse by using the Ussing chamber technique in the present study. Furthermore, the expression of respective transport proteins was documented by molecular biological investigations including transient receptor potential vanilloid member 6 (TRPV6), calbindin-D9k (CaBD9k), calcium ATPase type 1 (PMCA1), sodium-phosphate co-transporter type IIb (NaPiIIb), sodium-dependent phosphate co-transporter (PiT1) and were placed in relation with the determined calcium and phosphate flux rates.