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Die vH + -ATPase und ihre Bedeutung für die pH-Regulation bei ovinen Pansenepithelzellen (2006)

Art

Hochschulschrift

Autor

Heipertz, Katrin Sophie (WE 2)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verl., 2006 — 114 Seiten

ISBN: 978-3-86664-189-1

Verweise

URL (Volltext): http://www.diss.fu-berlin.de/diss/receive/FUDISS_thesis_000000002739

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Abstract / Zusammenfassung

Die hohe Sekretions- und Resorptionsleistung des Pansenepithels der Wiederkäuer ist an die Existenz aktiver Transportmechanismen geknüpft. In diesem Zusammenhang konnte kürzlich nachgewiesen werden, dass bei ovinen ruminalen Epithelzellen neben der Na+/K+-ATPase eine H+-ATPase vom vakuolären Typ (vH+-ATPase) exprimiert wird. Ziel der hier vorliegenden Untersuchungen war es daher, die funktionelle Bedeutung der vH+-ATPase für die Aufrechterhaltung des intrazellulären pH-Wertes (pHi) aufzuklären und Faktoren zu identifizieren, welche die Aktivität der vH+-ATPase bestimmen. Zu diesem Zweck wurden fluoreszenzspektroskopische Messungen an primärkultivierten, mit dem pH-sensitiven Farbstoff BCECF beladenen und in CO2/HCO3--freien Medien inkubierten Pansenepithelzellen (PEZ) des Schafes durchgeführt. Die Abgrenzung von vH+-ATPase- und Na+/H+-Austauscher (NHE)-Aktivität erfolgte mittels spezifischer Inhibitoren (Foliomycin, HOE694, S3226). Die experimentellen Arbeiten führten zu folgenden Ergebnissen: 1. Im HEPES-gepufferten Na+-Medium lag der pHi ruminaler PEZ bei 7,43 ± 0,22. Durch die Anwesenheit von 20 mmol/l Buttersäure im extrazellulären Medium wurde er auf 7,02 ± 0,12 erniedrigt. Die intrazelluläre Ansäuerung induzierte eine pHi-Erholung von 0,57 ± 0,05 pH-Einheiten/10min. 2. Der Einsatz des vH+-ATPase-spezifischen Inhibitors Foliomycin (2 µmol/l) bewirkte in beiden Medien eine Absenkung des pHi-Wertes um etwa 0,2 pH-Einheiten und führte zu einer Reduktion der Butyrat-induzierten pHi-Erholung. Die Ergebnisse zeigen eindeutig eine funktionelle und quantitativ bedeutsame vH+-ATPase-Aktivität bei ovinen PEZ. 3. Wurden zusätzlich zum Foliomycin spezifische Hemmstoffe der Subtypen 1 (HOE694) und 3 (S3226) des NHE appliziert, kam es zu einer Verstärkung der Effekte auf den pHi (-0,64 ± 0,2 pH-Einheiten) und auf die pHi-Erholung (-0,2 ± 0,1 pH-Einheiten/10 min). 4. Auf der Basis der durchgeführten Inhibitorstudien kann festgestellt werden, dass unter nominell HCO3--freien Bedingungen die vH+-ATPase-Aktivität zu etwa 30 % und die NHE1- bzw. die NHE3-Aktivität zu etwa 50 und 20 % zur Einstellung des pHi der PEZ beitragen. 5. Die Ergebnisse bestätigten die dominante Rolle des NHE1 für die pHi-Erholung nach einem Säureload unter HCO3--freien Bedingungen. 6. Inkubation von PEZ in einem Medium mit einer von 136 mmol/l auf 36 mmol/l reduzierten Chlorid-Konzentration führte zu einer signifikanten Erniedrigung des pHi (-0,51 ± 0,03 pH-Einheiten) sowie der Butyrat-induzierten pHi-Erholung von 0,57 ± 0,04 auf 0,38 ± 0,05 pH-Einheiten/10 min. Darüber hinaus waren die hemmenden Foliomycin-Effekte nicht mehr nachweisbar und die HOE694- bzw. S3226-sensitiven Komponenten des pHi vermindert. 7. Die Ergebnisse machen deutlich, dass die extrazelluläre [Cl-] über bisher unbekannte Mechanismen Einfluss auf die funktionelle Aktivität dieser wesentlichen H+-sezernierenden Mechanismen (vH+-ATPase, NHE) nimmt. Die Chlorid-Abhängigkeit des ruminalen NHE wurde erstmalig gezeigt.