Epithelial Functions and Smooth Muscle Contraction in Regards to Inositol-6-Phosphate Degradation in Laying Hens
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Beschreibung
Die vorliegende Doktorarbeit untersuchte die physiologische Funktion des Darms der Legehenne in Bezug auf die Funktion des Epithels und der glatten Muskulatur. Dabei lag der Fokus auf der Entstehung und dem Transport von Myo-Inositol (MI). Der potentielle Abbau von InsP6 durch bakterielle Phytasen und Phosphatasen wurde untersucht. Zum ersten Mal wurde der mukosale Transport des Endproduktes des InsP6 Abbaus, Myo-Inositol, in Hühnern erforscht.
Um dieser Forschung nachzugehen wurden Legehennen von zwei verschiedenen Linien verwendet. Die Hennen wurden eingeschläfert und der Darm von Jejunum, Ileum und den Caeca, sowie der Darminhalt vom Dünndarm und den Caeca wurden verwendet. Die Integrität der Mukosa im Ileum und Jejunum und der Transport von MI wurden in Ussing Kammern untersucht. Neben einer konstanten Ermittlung des transepithelialen Widerstands, wurden Veränderungen im Kurzschlussstrom gemessen, nachdem MI in der mukosalen Kammer zugegeben wurde. Zudem wurde die Menge an MI im mukosalen und serosalen Puffer, sowie in den Mukosa Proben, ermittelt. Die glatte Muskulatur der Blinddärme derselben Tiere wurde verwendet, um die Kontraktion von Muskel Streifen des zirkulären glatten Muskels im Caecum mit Hilfe eines Kraftaufnehmers zu messen. Dabei wurden die Frequenz, maximale Höhe und Intensität der Kontraktionen ermittelt. Neben der physiologischen Kontraktion, die als Kontrolle fungierte, wurde auch die Reaktion auf verschiedene Puffer und Substanzen getestet, die die Kontraktion der glatten Muskulatur auf verschiedenen Ebenen beeinflussen. Zuletzt folgte die Isolation der Vesikel der äußeren Membran aus dem Darminhalt des Duodenums, Jejunums, Ileums und der Caeca der Hennen. Die Phytase und Phosphatase Aktivität der OMV Proben und des übrigen Darminhalts wurde spektrophotometrisch mit einem modifizierten Kit für die Phytase und Phosphatase Aktivität gemessen. Zudem wurden Proteom Analysen von Pool Proben der Digesta und der OMVs von Duodenum, Jejunum, Ileum und Caecum durchgeführt.
Die Hypothese, dass MI über ein elektrogenes ionen-getriebenes Transportsystem aufgenommen wird, konnte in den Ussing Kammer Versuchen nicht bestätigt werden. MI war weder im serosalen Puffer, noch in den Lysaten des mukosalen Gewebes nachweisbar. Das führt zu dem Schluss, dass der MI Transport im Huhn wesentlich komplizierter ist als zunächst angenommen und dass er möglicherweise durch bisher unbekannte Regulationsmechanismen oder metabolische Prozesse, die in vitro fehlen, beeinflusst wird. Im Hinblick darauf ist ein direkter Einbau von MI in die Zellmembran über die PIP Synthese denkbar. Die isometrische Kraftmessung liefert die ersten Daten über die Kontraktion der glatten Muskulatur im Caecum des Huhns. Ein ähnliches Kontraktionsverhalten zu anderen Spezies wurde in der glatten Muskulatur des Caecums beobachtet. Zudem wurden Unterschiede zwischen den beiden Linien bezüglich ihrer Reaktion auf Carbachol festgestellt, was zu der Annahme führt, dass noch mehr Unterschiede in der intestinalen Physiologie der beiden Linien existieren. Die Untersuchung der Digesta und der OMV Proben in Bezug auf ihre Fähigkeit InsP6 abzubauen zeigte eine Phytase- und Phosphataseaktivität in allen Darmabschnitten. Die Aktivität beider Enzyme war in den Digesta Proben höher als in den OMV Proben. Der Einfluss von freiem, in den Proben enthaltendem Phosphor auf die Messungen konnte bedauerlicherweise nicht geklärt werden. Jedoch untermauern die Proteom Messdaten der OMV Pool Proben die Hypothese, dass in OMVs verpackte, bakterielle Phytasen und Phosphatasen im Verdauungstrakt des Huhns vorhanden sind.
Zusammenfassend tragen die hier gezeigten Daten zu einem besseren Verständnis für die Darmphysiologie und den Phytatabbau in der Legehenne bei. Die Ergebnisse schaffen eine Basis für die weitere Forschung auf diesem wichtigen Gebiet und können zur Entwicklung neuer und moderner Konzepte in der Tierhaltung beitragen, die einen hohen Standard in Tierwohl und Umweltschutz beinhalten.
Autor*in
Katrin Lore Röhm
Themen in »Epithelial Functions and Smooth Muscle Contraction in Regards to Inositol-6-Phosphate Degradation in Laying Hens«
Epithel Hühner Muskelkontraktion