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In vitro Untersuchungen zur Widerstandsanalyse des Pansenepithels in Abhängigkeit von intraruminalen Veränderungen (2006)

Art

Hochschulschrift

Autor

Freyer, Markus (WE 2)

Quelle

Berlin, 2006 — 139 Seiten

Kontakt

Institut für Veterinär-Physiologie

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Abstract / Zusammenfassung

It was the aim of the present experiments to study the effect of an increased luminal osmotic pressure on the electrophysiological properties, short circuit current, Isc, and tissues conductance, GT, of the rumen epithelium. In vitro studies were carried out with isolated rumen epithelium of sheep using the microelectrode technique in combination with the traditional Using chamber method. This combination permits a determination of the epithelial resistances: Ra, Rb and Rp. Luminal hypertonicity (change from 300 to 450 mosmol/l) caused a significant decrease of tissue resistance. The osmotic dependent changes of tissue resistance were totally reversible. The osmotic dependent changes of tissue resistance were accompanied by corresponding changes of the paracellular resistance.The feeding condition (hay ad libitum versus hay plus concentrate) modulated the effects of osmotic pressure. The osmotic pressure of the rumen fluid correlates positively and significantly with the sum of electrolytes. Since the osmotic pressure of the rumen fluid correlates with the concentration of electrolytes, in a second experiment the concentration of electrolytes of the rumen fluid of lactating cows were determined. Positive and significant correlations were found between the ruminal osmotic pressure and the sum of anions and the sum of SCFA. The pH of the ruminal fluid was negatively correlated with the concentration of SCFA and with the ruminal osmotic pressure. The concentration of Na and K exhibited reciprocal changes. The sum of these two cations was almost constant. It is concluded that the postprandial increase of osmotic pressure of the ruminal fluid influences the barrier function of the rumen epithelium, which may exacerbated by a decrease of pH of the rumen content. Der Wechsel von der ursprünglich typischen Wiederkäuerration mit hohem Rohfasergehalt, geringer Energiedichte und geringem Rohproteinanteil zur leistungsgerechten Ration der Milchkuh mit hohem Energie- und Rohproteingehalt und geringem Rohfaseranteil bewirkt eine erhebliche Veränderung in der mikrobiellen Aktivität und damit der Zusammensetzung des Panseninhaltes. Durch die vorliegende Dissertation soll der direkte Nachweis einer Erhöhung der parazellulären Leitfähigkeit in Abhängigkeit vom osmotischen Druck der luminalen Lösung durch die Anwendung der Mikroelektrodentechnik und der dadurch ermöglichten Widerstandsanalyse von Epithelien erbracht werden. Mit Hilfe dieser Methode ist es möglich, zwischen Veränderungen der zellulären und parazellulären Leitfähigkeit zu differenzieren, die beide die Leitfähigkeit des Pansenepithels bestimmen. Ferner war die Messung des Potentialprofils des Epithels möglich, so dass auch diese Veränderungen erfaßt wurden. Die luminale Erhöhung des osmotische Druckes von 300 mosmol?l-1 auf 450 mosmol?l-1 verursachte in beiden Fütterungsgruppen eine signifikante Zunahme der Gewebeleitfähigkeit Gt und somit eine signifikante Abnahme des transmuralen Gewebewiderstandes, Rt. Nach Wiederherstellung isoosmotischer Bedingungen zeigte sich eine vollständige Reversibilität der osmotisch bedingten Veränderungen der Gewebeleitfähigkeit und des transmuralen Gewebewiderstandes in beiden Fütterungsversuchen. Die luminale Erhöhung des omotischen Druckes bewirkte eine signifikante Erniedrigung des parazellulären Widerstandes, Gp, sowohl bei den mit Heu als auch bei den mit Kraftfutter gefütterten Tieren. Eine Steigerung der Osmolarität auf der mukosalen Seite führte ausschließlich bei den Kraftfutter gefütterten Tieren zu einer signifikanten Erniedrigung des apikalen Gewebewiderstandes, Ra. Die nachgewiesenen Effekte eines erhöhten osmotischen Druckes auf Transportfunktionen und passive Permeabilität des Pansenepithels waren der Anlass, Parameter des Pansensaftes zu bestimmen, die mit dem osmotischen Druck korrelieren. Aus diesem Grunde erfolgte die Analyse von Pansensaftproben bei jeweils definierter Fütterung. Mit Hilfe der Untersuchungen des Na-, K-, P- ,Ca-, Mg-, Cl-Gehaltes, der Osmolarität, des pH-Wertes, der flüchtigen Fettsäuren und des Ammoniakgehaltes sollten Pansenmilieuveränderungen während eines Tages bei verschiedenen Milchleistungen geprüft werden. Bei der Untersuchung der Pansensaftproben wurde eine positive Korrelation zwischen dem osmotischen Druck und der Ionensumme der Pansenflüssigkeit festgestellt. Eine weitere Differenzierung erbrachte eine positive Korrelation zwischen dem osmotischem Druck und der Anionensumme der Pansenflüssigkeit sowie zwischen dem osmotischen Druck und der Konzentration der flüchtigen Fettsäuren der Pansenflüssigkeit. Die pH-Werte der Pansensaftproben korrelieren negativ mit der Konzentration der flüchtigen Fettsäuren und nur schwach negativ mit dem osmotischen Druck. Die Verläufe der Natrium- und Kaliumionenkonzentrationen der Pansensaftproben zeichnen sich durch ein reziprokes Verhältnis dieser Ionen aus, wobei ihre Summe weitestgehend konstant bleibt.