Zur Resorption von Calcium und Strontium im Dünndarm von Ratte, Maus und Meerschweinchen

Abstract

The possible modes of permeation of Ca and Sr through the intestinal epithelium are discussed. The problems of the diffusion and the active transport were studied with prepared bags of duodenum, jejunum and ileum of normal but still immature animals (both sexes) in the Warburg apparatus, at body temperature and in some cases at 4° C. Active transport occurs under oxygen, whereas under nitrogen and blockade of the metabolism with cyanide, only diffusion takes place. Isotopes (⁴⁵Ca and⁹⁰Sr) of high specific activity were used. The diffusion of both elements shows the same ratio at low and at body temperature, with an higher intensity of course at 38° C. This ratio (Ca/Sr) is approximately 3 in the duodenum and in the proximal parts of the jejunum; in the distal parts of the intestine, it is approximately 2 or lower. During active transport there is no alteration in these ratios within the serosa in the tissue. Therefore the selection between the two elements takes place immediatly at the entrance in the mucosa. There are only small and negligible differences between rats and mice. In the intestine of guinea pigs, however, a remarkably higher permeation of Ca and lower retention in the tissue, and consequently higher quotients for Ca/Sr, can be observed. The application of Ca-salts (gluconate, lactate) enhances the permeation of Ca and diminishes the entrance of Sr in all animals. The fact that this alteration takes place during conditions of diffusion as well as of active transport supports the assumption that the selection is preferably dependent upon the differences of the physical state of the two ions (atom volume, hydratation of the ions) rather than on their chemical properties.

Zusammenfassung

• 1. Im Warburg-Apparat werden sowohl bei Körpertemperatur als auch bei 4° C an Darmsäckchen von Duodenum, Jejunum und Ileum, Probleme der Diffusion und des aktiven Transportes von Ca und Sr studiert. Der aktive Transport wird unter Sauerstoff, die verschiedenen Formen der Diffusion unter Stickstoff und durch Blockieren des Stoffwechsels mittels Cyanid geprüft; dabei werden⁴⁵Ca und⁹⁹Sr von hoher spezifischer Aktivität verwendet.

• 2. Die Diffusion beider Elemente zeigt bei tiefer Temperatur und bei Körpertemperatur dasselbe Verhältnis (Ca/Sr); bei 38° C ist die Intensität jedoch höher.

• 3. Der Quotient ist mit etwa 3 höher im Duodenum und in den proximalen Teilen des Jejunums als in den distalen Teilen des Darmes, wo er etwa 2 und weniger beträgt.

• 4. Während des aktiven Transportes zeigt der Quotient im Gewebe und auf der Serosaseite keine Veränderung. Es wird daher angenommen, daß die Selektion zwischen den beiden Elementen sofort beim Eintritt in die Mucosa stattfindet.

• 5. Bei Ratten und Mäusen ergeben sich ähnliche Verhältnisse. Meerschweinchen dagegen zeigen für Ca stärkere Permeation und geringere Retention im Gewebe und demgemäß höhere Quotienten für Ca/Sr.

• 6. Bei allen untersuchten Tieren wird nach Applikation von Ca-Salzen (Gluconat und Lactat) die Permeation des Ca wesentlich erhöht, nicht aber der Eintritt des (gewichtslosen) Sr verstärkt.

• 7. Der Umstand, daß diese Veränderung sowohl unter den Bedingungen der Diffusion als auch unter denen des aktiven Transportes eintritt, legt die Annahme nahe, daß die Selektion zwischen den beiden Elementen vorwiegend von Verschiedenheiten im physikalischen Zustand der beiden Ionen (Atomvolumen, Hydratation des Ions) abhängig ist.