Vergleichende Studie zur elektrogenen Glucoseaufnahme im Jejunum und Ileum des Schweins

Einleitung: Die intestinale Glucoseaufnahme wird elektrogen über den Natrium/Glucose-Cotransporter SGLT1 vermittelt. Die Verteilung und Expressionshöhe des SGLT1 über die Darmachse hinweg zeigt artspezifische Unterschiede zwischen dem Menschen und klassischen Labornagern. Schweine weisen zwar eine hohe Ähnlichkeit des Verdauungstraktes zum Menschen auf, doch ist die Rolle des SGLT1 hier noch nicht geklärt.

Ziel: Unser Studienziel war eine Bestimmung der Expressionsraten des SGLT1 und der Glucoseaufnahmen im porcinen Jejunum und Ileum.

Methodik: Hierzu wurden 9 – 11 Wochen alte Ferkel verwendet. Nach Tötung wurden die Mukosae der entsprechenden Darmsegmente in Ussingkammern hinsichtlich ihrer Glucosetransporteigenschaften untersucht. Aus den gleichen Darmsegmenten wurden Proben für Präparationen von mRNAs, Proteinen und Bürstensaummembranvesikeln (BSMV) entnommen.

Ergebnis: Die ileale Glucoseaufnahme und die daraus resultierenden Anstiege im Kurzschlussstrom waren in unseren Untersuchungen signifikant höher als im Jejunum. Dies konnte durch Uptake-Studien an isolierten BSMV bestätigt werden. Zusätzlich erfolgte die Glucoseantwort im Ileum deutlich schneller. Der Einsatz des spezifischen SGLT1-Inhibitors Phlorizin reduzierte die Glucoseaufnahme in beiden Darmsegmenten, doch reagierte das Ileum signifikant stärker. Eine Analyse der Expression des SGLT1 auf mRNA- und Proteinebene zeigte dagegen keine Unterschiede. Der für die Ausschleusung der Glucose ins Blut relevante Glucosetransporter 2 sowie der apikale Chloridtransporter CFTR, der Einfluss auf das Membranpotential könnte, wiesen ebenfalls keine Unterschiede in ihrer Transkriptionsrate auf.

Schlussfolgerung: Bezogen auf die höhere Effizienz in der Glucoseaufnahme in distalen Darmsegmenten zeigt das Schwein eine Ähnlichkeit mit dem Menschen, während bei Ratten und Mäusen eine höhere SGLT1-Aktivität im proximalen Jejunum beobachtet wurde. Die molekulare Ursache für die segmentalen Unterschiede ist allerdings noch zu klären. Insgesamt bestätigte sich die hohe Übereinstimmung in der Anatomie und Physiologie des Verdauungstraktes zwischen Mensch und Schwein, welches dadurch gegenüber den Labornagern als besser geeignetes Tiermodel in Bezug auf verdauungsrelevante Erkrankungen erscheint.