Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Molekulare Adaptation des Harnstofftransporters "UT" in Pansen- und Kolonepithel ruminierender Ziegen bei unterschiedlicher diätischer Stickstoff- und Energieversorgung

Peters, Diana

The present study was accomplished to verify the existence of urea transporter (UT) in the ruminal and colonic epithelia of goats. Furthermore the adaptation of the mRNA and protein expression of the UTs to a dietary nitrogen or energy restriction was examined. The amounts of mRNA and protein of the urea transporter were semiquantitatively detected by Northern and Western Blot analysis. Further on the effects of the dietary restrictions on the urea homeostasis of the animals were analysed. Therefore measurements of urea concentrations in plasma, saliva, urine and ruminal fluid, as well as of ammonia concentration and urease activity in ruminal fluid were done. In addition it was examined if the erythrocytes function as a repository compartment for urea and take part in the nitrogen salvaging mechanism of the ruminants. This study was carried out on animals of the high and low energy experiment only and based on the calculation of the urea concentration in the erythrocytes. Two separate feeding regimes were carried out on goats of the white saanen breed. The animals kept on a high or low nitrogen diet were given a concentrate with 18 % or 9 % crude protein respectively; the goats on the high or low energy diet received a concentrate including 11,2 MJ ME or 2,5 MJ ME. In both animal groups that were kept on a low nitrogen or low energy diet distinct changes in the urea homeostasis were detected. The urea concentration in all measured compartments decreased significantly, as well as the ammonia concentration and Urease activity in ruminal fluid. Urea transporter (UT-B) could only be detected in the ruminal epithelia. Neither the mRNA, nor the protein expression of the ruminal UT-B transcript was affected by feeding regime. The modulation of the urea flux into the rumen, that is known to be altered by varying dietary nitrogen or energy intake, is therefore not due to an altered UT-expression. The urea concentration of the erythrocytes of the animals on the high energy diet was significantly higher than of the animals kept on the low energy diet. The urea concentration even exceeded plasma urea concentration, indicating that the red blood cells are involved in nitrogen salvaging mechanism.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde das Vorkommen von Harnstofftransportern (UT) im Pansen- und Kolonepithel der Ziege untersucht und ob die mRNA- und Proteinexpression der UTs in diesen Organen durch eine diätetische Stickstoff- oder Energie-Restriktion verändert wird. Die mRNA- und Protein-Expressionsniveaus wurden mittels Northern- und Western-Blot-Analysen semiquantitativ ermittelt. Zugleich wurde der Einfluss der diätetischen Restriktionen auf die Harnstoffhomöostase in den Versuchstieren analysiert. Gemessen wurden sowohl die Harnstoffkonzentrationen in Plasma, Speichel, Harn und Pansensaft, als auch die Ammoniakkonzentration und Ureaseaktivität im Pansensaft. Darüber hinaus wurde bei den Tieren des Energie-Restriktionsversuches untersucht, inwiefern die Gesamtheit der Erythrozyten als Speicherkompartiment für Harnstoff fungiert und an der Harnstoffkonservierung im Tierkörper beteiligt ist. Diese Untersuchung basierte auf der Berechnung der Harnstoffkonzentration in den Erythrozyten. Für die Untersuchungen wurden 2 Fütterungsversuche an Ziegen der Rasse Weiße Deutsche Edelziege durchgeführt. Die Ziegen des Stickstoff-Restriktionsversuches erhielten eine Kraftfutterration mit 18 % (Kontrollgruppe) bzw. 9 % Rohprotein (Versuchsgruppe); die Ziegen des Energie-Restriktionsversuches eine Ration mit 11,2 MJ ME (Kontrollgruppe) bzw. 2,5 MJ ME (Versuchsgruppe). In beiden restriktiv-gefütterten Versuchsgruppen konnten deutliche Veränderungen in der Harnstoffhomöostase festgestellt werden. Im Vergleich zur Kontrolle sanken die Harnstoffkonzentrationen in den gemessenen Körperflüssigkeiten und die Ammoniakkonzentration und Ureaseaktivität im Pansensaft. Harnstofftransporter konnten lediglich im Pansenepithel detektiert werden. Die Expression des UT-B-spezifischen Transkiptes wurde durch die Stickstoff- und Energie-Restriktion im Futter weder auf mRNA- noch auf Proteinebene beeinflusst. Die unter gegebenen Fütterungsbedingungen stattfindende Modulation des Harnstofftransfers in den Pansen scheint demzufolge nicht über Veränderungen des Expressionsniveaus dieses Transporters stattzufinden. Die Erythrozyten der adäquat gefütterten Kontrollgruppe wiesen eine Harnstoffkonzentration auf, die deutlich über der des Plasmas lag. In der restriktiv gefütterten Versuchsgruppe hingegen lag die Konzentration an Harnstoff in den Zellen deutlich unter der Plasmaharnstoffkonzentration. Diese Befunde deuten auf eine Beteiligung der Erythozyten an der Harnstoffkonservierung hin.

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Peters, Diana: Molekulare Adaptation des Harnstofftransporters "UT" in Pansen- und Kolonepithel ruminierender Ziegen bei unterschiedlicher diätischer Stickstoff- und Energieversorgung. Hannover 2007. Tierärztliche Hochschule.

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