Die Carbachol-induzierte Chloridsekretion am proximalen Kolon des Pferdes - Lamberti, Nicole; Justus Liebig University Giessen (My University, 2005)
Akute Durchfallerkrankungen kommen weltweit bei Pferden vor. Ihre besondere Bedeutung liegt zum einen in ihrem häufig letalen Ausgang, zum anderen kann ihre Therapie sehr zeit- und kostenaufwendig sein. Eine beim adulten Pferd wichtige Erkrankung des Dickdarms ist die Colitis X. Hierbei handelt es sich um eine hämorrhagisch-nekrotisierende Typhlocolitis, welche auch bei intensiver Therapie durch die massiven Flüssigkeitsverluste in 75-95 % der Fälle zu einem letal endenden hypovolämischen Schockgeschehen führt. Ursache der Hypersekretion ist eine gesteigerte Cl- Sekretion, über deren Regulation beim Pferd bisher wenig bekannt ist. Mittels der elektrophysiologischen Technik der Ussing-Kammer, bei der eine Nettoionensekretion in Form eines Stroms gemessen werden kann, wurde der Einfluss von Carbachol, einem stabilen Acetylcholinderivat, auf die Cl- Sekretion an der rechten dorsalen und rechten ventralen Kolonlage untersucht. An anderen Spezies konnte gezeigt werden, dass Carbachol entweder direkt oder indirekt eine Cl- Sekretion induzieren kann.Unter basalen Bedingungen induziert Carbachol eine Cl- Sekretion in beiden Kolonsegmenten. Eine Beteiligung von Neuronen bei dieser Sekretion ist vorhanden, denn die Blockade von neuronalen Na+ Kanälen mittels des Kugelfischgiftes Tetrodotoxin hemmt diese Sekretion signifikant. Ähnlich wie beim Labornager konnte gezeigt werden, dass die Carbachol induzierte Cl- Sekretion auch durch die Aktivierung des CFTR Cl- Kanals durch Prostaglandine reguliert wird, deren Synthese durch den Cyclooxygenasehemmer Indomethacin inhibiert wurde. Eine Blockade dieses Kanals durch Glibenclamid führte in der rechten ventralen Kolonlage zu einer Hemmung des Ionenstroms. Es zeigte sich nach der Blockade von K+ Kanälen durch Tetrapentylammonium eine vollständige Hemmung des Carbachol induzierten ISC im dorsalen Segment, während ventral nur eine partielle Hemmung vorlag. Durch DIDS und SITS wurde versucht den Ca2+ abhängigen Cl- Kanal zu inhibieren, aber es kam in beiden Kolonsegmenten zu keiner signifikanten Änderung des Carbachol induzierten ISC. Das zeigt, dass der Glibenclamid resistente Carbachol induzierte Cl- Strom nicht durch diesen Kanal geht. Im ventralen Kolonsegment konnte, nach Ausschalten der basolateralen Membran mit Hilfe hoher K+ Konzentrationen in der serosalen Badlösung und nach Hemmung des CFTR Cl- Kanals durch Glibenclamid ein K+ Strom über die apikale Membran induziert werden. Zusammenfassend kann man aufgrund der eigenen Versuchsergebnisse von einer direkten sowie indirekten Aktivierung der Cl- Sekretion ausgehen. Sowohl bei der direkten als auch bei der indirekten Aktivierung konnten Differenzen zwischen dem rechten ventralen und dorsalen Kolon gezeigt werden. Aus den eigenen Untersuchungen lässt sich schlussfolgern, dass die Regulation der Sekretion im ventralen Kolon des Pferdes sowohl epithelial als auch subepithelial vermittelt ist. Des Weiteren konnte die Existenz von apikalen K+ Kanälen im ventralen Segment nachgewiesen werden.

The acute diarrhea is an often occuring disease in the horse. One of the most important causes in adult horses is the colitis x, a hemorrhagic necrotizing typhlocolitis. Even with intensive therapy the loss of fluid leads in 75-95 % of cases to an lethal hypovolemic shock. Cause of this hypersecretion in the colon is an increase of chloride secretion. The regulatory mechanisms of this secretion are generally unknown in horses. Mucosa and submucosa of the right ventral and dorsal colon was mounted in ussing chambers, where net ion secretion of chloride in the presence of carbachol is measured as short-circuit current (ISC). As demonstrated by data obtained with rat colonic mucosae, chloride secretion can be induced directly and indirectly i.e. activator of chloride conductance and potassium conductance respectively.In horses the cholinergic agonist carbachol induces under basal conductions a chloride secretion in both colonic compartment, i.e. the right ventral and dorsal part of the colon. In the present study can be demonstrated that the chloride secretion is also influenced by enteric nerves system, cause inhibition of neuronal sodium channels with tetrodotoxin decreases the carbachol induced ISC. Similar to studies with rats, prostaglandins were involved in the secretion by stimulating the CFTR chloride channel. Inhibition of prostaglandin synthesis with indomethacin therefore reduce the chloride secretion in both segments of the colon. In contrast to the dorsal part of the colon inhibition of the CFTR chloride channel with glibenclamide has only a significant effect in the ventral part of the right colon. In this thesis the inhibition of the potassium channels with tetrapentylammonium results in a significant decrease of ISC in both parts of the colon, but the carbachol induced ISC in the dorsal colon was totally prevented. In the presence of glibenclamide, carbachol induced a significant increase in ISC. Therefore besides CFTR another chloride conductance could be activated by cholinergic agonist. Since stilbens known for their blocking capacity of calcium dependent chloride channels did not influence the carbachol induced chlorid secretion. This types of chlorid channels seems to be involved. After basolateral depolarisation and inhibition of the CFTR chloride channel with glibenclamide a potassium secretion could be induced by carbachol only in the ventral colon. Taken together there are direct and indirect regulatory mechanism by which carbachol induces a chloride secretion in the equine colon.In both ways the study demonstrated differences between dorsal and ventral right part of the colon. One conclusion of the present study is that the regulation of the chloride secretion is localized in the epithelial and subepithelial layer. Furthermore the presence of apical potassium channels in the ventral part of the colon was demonstrated.
Keywords: ddc:630