Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Charakterisierung der Chloridsekretion im Jejunum und Colon von Schweinen verschiedener Altersgruppen

Hempe, Julia Irene

Chloride secretion into the gut lumen is essential for regulating the water content of the digesta. The most frequent clinical manifestation of a disturbed chloride secretion is secretory diarrhoea. It concerns mainly young individuals, in pigs especially newly weaned piglets. Chloride leaves the mucosa cells mostly via cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) channels, but calcium activated chloride channels (CaCC) and outwardly rectifying chloride channels (ORCC) may also be participating. It was the aim of the present study, to differentiate the contribution of the different types of chloride channels to secretion in the porcine intestine by means of functional studies, to oppose the situation in the small and large intestine, and to detect possible influences of age and weaning. Segments of mid jejunum and proximal colon were taken from four months old pigs and four weeks old piglets. In ussing chambers electrogenic chloride secretion across the isolated mucosa was recorded. Both the unstimulated state and the reaction to carbachol and forskolin were comprised. By inhibiting the CFTR or the alternative chloride channels, conclusions about the participating channels were rendered possible. Additionally experiments were conducted after depolarising the basolateral membrane, to examine the influence of calcium activated potassium channels on chloride secretion. It could be confirmed that forskolin-stimulated chloride secretion is mediated by CFTR channels and ORCC do not seem to be involved. Evidence for an activation of calcium dependent chloride channels by carbachol has not been found. The chloride secretion observed could be ascribed to the opening of potassium channels and CFTR. In the small intestine the mucosa showed higher tissue conductances than in the large intestine, probably an expression of a higher paracellular conductance. On the contrary basal electrogenic chloride secretion was higher in the colon than in the jejunum. In the jejunum, four weeks old piglets presented a tendency to higher basal chloride secretion and significantly higher chloride secretion after stimulation than four months old pigs. Two days after weaning forskolin-mediated secretion was significantly higher than before weaning, and carbachol-mediated secretion tended to be higher, as well. In the colon chloride secretion indicated no influence of age or weaning, neither before nor after stimulation. Therefore a higher disposition of the porcine jejunum for secretion can be stated for the young and shortly after weaning, possibly a predisposing factor for diarrhoeic illness.

Chloridsekretion in das Darmlumen ist essentiell zur Regulierung des Wassergehalts der Digesta. Die häufigste klinische Manifestation einer gestörten Chloridsekretion ist die sekretorische Diarrhöe. Von dieser sind vor allem Jungtiere, beim Schwein insbesondere frisch abgesetzte Ferkel, betroffen. Der Chloridausstrom aus den Mucosazellen findet hauptsächlich über Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR)-Kanäle statt, aber auch calciumabhängige Chloridkanäle (CaCC) und auswärts rektifizierende Chloridkanäle (ORCC) können eine Rolle spielen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Anteile der verschiedenen Chloridkanaltypen an der Sekretion im Darm des Schweins mittels funktioneller Untersuchungen zu differenzieren, die Verhältnisse im Dünndarm und Dickdarm gegenüberzustellen und eventuelle Einflüsse von Alter und Absetzen festzustellen. Vier Monate alten Schweinen sowie vier Wochen alten Ferkeln wurden Segmente des mittleren Jejunums und proximalen Colons entnommen. In Ussingkammern wurde die elektrogene Chloridsekretion an der isolierten Mucosa gemessen. Dabei wurden sowohl der unstimulierte Zustand als auch die Reaktion auf Carbachol und Forskolin erfasst. Durch Hemmung der CFTR- oder der alternativen Chloridkanäle wurden Rückschlüsse auf die beteiligten Kanäle ermöglicht. Zusätzlich wurden Versuche bei depolarisierter basolateraler Membran durchgeführt, um den Einfluss calciumaktivierter Kaliumkanäle auf die Chloridsekretion zu untersuchen. Es konnte bestätigt werden, dass die Forskolin-stimulierte Chloridsekretion durch CFTR-Kanäle vermittelt wird, ORCC scheinen nicht beteiligt zu sein. Hinweise auf eine Aktivierung calciumabhängiger Chloridkanäle durch Carbachol wurden nicht gefunden, die beobachtete Chloridsekretion konnte auf die Öffnung von Kaliumkanälen und CFTR zurückgeführt werden. Im Dünndarm wies die Mucosa höhere Gewebeleitfähigkeiten auf als im Dickdarm, vermutlich ein Ausdruck der höheren parazellulären Leitfähigkeit. Dagegen war die basale elektrogene Chloridsekretion im Colon höher als im Jejunum. Vier Wochen alte Ferkel zeigten im Jejunum basal eine tendenziell höhere, nach Stimulation eine signifikant höhere Chloridsekretion als vier Monate alte Schweine. Zwei Tage nach dem Absetzen war die Forskolin-vermittelte Sekretion signifikant höher als vor dem Absetzen, die Carbachol-vermittelte in der Tendenz ebenfalls. Im Colon zeigte sich die Chloridsekretion weder vor noch nach Stimulation durch Alter oder Absetzen beeinflusst. Für das Jejunum des Schweins kann somit eine höhere Sekretionsbereitschaft bei Jungtieren sowie kurz nach dem Absetzen konstatiert werden, möglicherweise ein prädisponierender Faktor für Diarrhöe-Erkrankungen.

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Hempe, Julia Irene: Charakterisierung der Chloridsekretion im Jejunum und Colon von Schweinen verschiedener Altersgruppen. Hannover 2007. Tierärztliche Hochschule.

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