Modellversuche über die Passage von Aminosäuren durch die Pansenwand in vivo

Zusammenfassung Bei Schafen wurde die Frage der Aminosaurenresorption und -sekretion durch die Pansenwand gepruft. In den gewaschenen Pansen wurde eine kunstliche Pansenflossigkeit mit 18 Aminosauren, von denen 15 mit M14C markiert waren, in einer Konzentration von 15 nMol/ml je Aminosaure und einer spezifischen Radioaktivitat von 0,021 μ;Ci/μMol gegeben. Wahrend des sechsstundigen Versuches wurde die kunstliche Pansenflussigkeit kontinuierlich mit CO2 begast. Der Zuflus von Speichel in den Pansen wurde mit Hilfe eines Speichelfangers unterbunden. Zum Ausgleich fur den durch den Speichelentzug entstandenen Elektrolyt- und Flussigkeitsverlust wurde eine dem Salzgehalt des Speichels entsprechende Losung kontinuierlich in die V. jugularis infundiert. Aus der Veranderung der Gesamtradioaktivitat, der spezifischen Radioaktivitat und der Konzentration der Aminosauren in der kunstlichen Pansenflussigkeit wurde festgestellt, das mit Ausnahme von Prolin alle in der Test-flussigkeit vorhandenen Aminosauren sowohl resorbiert als auch sezerniert werden. Auf Grund der Ergebnisse dieser Untersuchungen kann die Frage, ob Aminosauren aus dem Pansen resorbiert werden oder in die Pansenflussigkeit ubertreten, dahingehend beantwortet werden, das die einzelnen Aminosauren in unterschiedlichem Ausmas ein- und ausstromen. Prolin und Arginin sind in der kunstlichen Pansenflussigkeit nach 60 bzw. 270 Minuten nicht mehr nachweisbar. Histidin und Tryptophan nehmen im Laufe des Versuches ab. Der Ausstrom dieser Aminosauren ubersteigt den Einstrom. Phenylalanin, Tyrosin und Threonin, Serin, Methionin, Asparaginsaure und Cystin stromen mit etwa gleichgroser Rate ein und aus. Ihre Konzentration bleibt wahrend des Versuches gleich und ihre spezifische Markierung nimmt ab. Valin, Leucin und Isoleucin stromen in groserem Mase in den Pansen ein als aus. Ihr Nettoeinstrom ist allerdings gering. Bei Glutaminsaure, Alanin und Glycin dagegen ist ein nennenswerter Nettoeinstrom in den Pansen zu verzeichnen. Die Konzentration dieser Aminosauren steigt im Laufe von sechs Stunden von 15 nMol/ml auf 37, bzw. 45 und 90 nMol/ml. Der Nettoeinstrom ist bei den Aminosauren am grosten, die verstarkt in beiden Richtungen durch die Pansenwand diffundieren. Die physiologische Bedeutung des Nettoeinstroms einiger nicht essentieller Aminosauren wird im Hinblick auf die Zufuhr von Stickstoff und umsetzbarer Energie in den Pansen diskutiert. Summary Model studies on the passage of amino-acids through the rumen wall in vivo 2. Permeability of the rumen wall for individual amino-acids The bidirectional fluxes of amino acids through the rumen wall have been studied using two one year old fistulated wethers. The animals were fed twice daily with 300 g. of a concentrate diet and hay ad lib. three months before the experiments started. The emptied and washed rumen was filled with 2.45 1. of physiological saline pH 6.6 ± 0.1 and 325 mOsm., polyethyleneglycole (PEG) as a marker and antibiotics (c. f. Table 2). Furthermore the artificial ruminal fluid contained 18 amino acids at a concentration of 15 nMol/ml. each, 15 of them uniformly labelled with 14C. The saliva was collected during the six hours of the experiments. The artificial ruminal fluid was gassed continuously with CO2. A sodium—containing saliva solution (c. f. Table 1) was infused intravenously at a constant rate in order to account for the loss of sodium carbonate with saliva. During the six hours of incubation, pH and osmolarity including the concentrations of Na+, K+, Cl− and that of PEG remained approximately constant, indicating, that there was no nettflux of the three ions and of water (c. f. Table 3). Total nitrogen in the artificial ruminal fluid increased during three hours of incubation from 25 to 150 μg/ml. and reached a fairly constant level at that time (c. f. Fig. 1). The time courses of concentrations of 18 individual amino acids are shown in Fig. 3. Fig. 4 represents the initial and final concentrations of the amino acids in the artificial ruminal fluid. During the experimental period of six hours the concentrations of glycine, alanine and glutamic acid increased in the rumen from 15 nMoles/ml. to 90, 45 and 37 nMoles/ml. resp. This increase occurred mainly in the second half of the incubation period. From the linear decrease of total 14C-radioactivity on a semilogarithmic plot during the first three hours of the experiment (c. f. Fig. 5) allowing an estimate of the mean outflow of the amino acids through the ruminal wall. An outflow of 112.3 μMoles/hour was calculated equivalent to a rate of 17% per hour. From the decrease in specific radioactivity of the individual amino acid it could be deduced, that the nettinflux of the amino acid was positively correlated with its permeability. The physiological significance of the findings is discussed. Resume Recherche d'un modele pour l'etude du passage des acides amines a travers la paroi de la panse in vivo Communication 2: La permeabilite de la paroi de la panse pour les acides amines pris individuellement On a examine le probleme de la resorption et de la secretion des acides amines au travers de la paroi de la panse. On a introduit dans la panse lavee un liquide stomacal artificiel contenant 18 acides amines, dont 15 etaient marques au 14C, a une concentration de 15 n Mol/ml pour chaque acide et une radioactivite specifique de 0,021 μCi/μMol. On a ajoute continuellement, pendant l'essai d'une duree de six heures, du CO2, sous forme de gaz, dans le liquide de la panse. On a empeche l'arrivee de salive dans la panse a l'aide de capteur de salive. Pour compenser la perte en electrolyte et liquide resultant du retrait de la salive, on a infuse continuellement dans la veine jugulaire une solution dont la teneur en sel correspondait a la salive. On a etabli a partir du changement de la radioactivite totale et specifique et a partir de la concentration en acides amines dans le liquide artificiel de la panse, qu'a l'exception de la proline, tous les acides amines presents dans la solution de base etaient aussi bien resorbes que secretes. D'apres les resultats de ces recherches, a la question de savoir si les acides amines sont resorbes hors de la panse ou passent dans le liquide de la panse, on peut repondre que chaque acide amine penetre ou sort en quantite differente. On ne peut plus mettre en evidence la proline et l'arginine dans le liquide artificiel de la panse apres 60 et respectivement 270 minutes. L'histidine et le tryptophane diminuent au cours de l'experience. La sortie de ces acides amines surpasse l'entree. La phenylalanine, la tyrosine, la threonine, la serine, la methionine, l'acide aspartique et la cystine entrent et sortent dans les memes proportions; leur concentration reste egale pendant l'experience et leur marquage specifique diminue. La valine, la leucine et l'isoleucine penetrent en plus grande quantite dans la panse qu'elles n'en sortent. La quantite qui penetre est toutefois minime. On notera que la quantite d'acide glutamique, d'alanine et de glycine qui entre dans la panse est considerable. La concentration de ces acides amines passe pendant six heures de 15 n Mol/ml a 37, respectivement 45 et 90 n Mol/ml. Resumen Ensayos modelares sobre el pase de aminoacidos a traves de la pared ruminal in vivo 2° comunicacion: La permeabilidad de la pared ruminal para los distintos aminoacidos En ovejas se examino la cuestion de la resorcion y secrecion de aminoacidos a traves de la pared ruminal. Al rumen lavado se le aporto un liquido ruminal artificial con 18 aminoacidos, de los cuales 15 estaban marcados con 14C, en una concentracion de 15 nMol/ml. por aminoacido y una radiactividad de 0,021 μCi/μMol. Durante las seis horas que duro el ensayo, se gaseifico continuamente con CO2 el liquido artificial de la panza. El aflujo de saliva a la panza se impidio con ayuda de un colector salival. Para compensar la perdida de electrolitos y liquido creada por la sustraccion de saliva, se infundio de continuo en la v. yugular una solucion correspondiente al contenido salino salival. De la modificacion de la radiactividad total, de la radiactividad especifica y de la concentracion de aminoacidos en el liquido artificial de la panza, se pudo derivar que con excepcion de la prolina son tanto resorbidos como segregados todos los aminoacidos presentes en el liquido problema. A la vista de los resultados de estas experiencias, se puede contestar la cuestion de si los aminoacidos son resorbidos de la panza o si pasan al liquido ruminal en el sentido de que los distintos aminoacidos afluyen y efluyen en cantidades distintas. La prolina y arginina ya no son identificables en el liquido artificial de la panza tras 60 resp. 270 minutos. La histidina y el triptofano disminuyen a lo largo del ensayo. El reflujo de estos aminoacidos sobrepasa el aflujo. La fenilalanina, tirosina y treonina, serina, metionina, acido aspartico y cistina fluyen adentro y afuera una tasa casi igual de grande. Su concentracion permanece igual durante el ensayo y disminuye su marcacion especifica. La valina, leucina e isoleucina afluyen en cantidad mayor a la panza que la que sale. Sin embargo, su aflujo neto es bien escaso. Ahora bien, en acido glutamico, alanina y glicina se registra un aflujo neto a la panza digno de mencion. La concentracion de estos aminoacidos aumenta en el curso de seis horas de 15 nMol/ml. a 37 resp. 45 y 90 nMol/ml. El aflujo neto es maximo en los aminoacidos que difunden de manera reforzada en ambas direcciones a traves de la pared ruminal. Se discute la importancia fisiologica del aflujo neto de algunos aminoacidos no esenciales con respecto al aporte de nitrogeno y de energia convertible a la panza.