Demonstration des Membrantransports von Histidin unter Verwendung von invertierten Beuteln aus dem Ziegendarm: Ein erfahrungspädagogisches Werkzeug für Studenten

Zusammenfassung

In dieser Arbeit berichten wir über eine kostengünstige und reproduzierbare Methode, die den Membrantransport von Histidin in einem Ziegendarm demonstriert. Dieser Prozess erfolgt durch den Co-Transport von Histidin- und Natriumionen, die durch den Natriumgradienten durch die Enterozytenmembran ermöglicht werden. Diese Methode nutzt die erfahrungsbasierte Lernpädagogik, um die Bewegung gelöster Stoffe durch biologische Membranen besser zu verstehen.

Zusammenfassung

Histidin ist eine essentielle Aminosäure, die auch eine Vorstufe für Metaboliten ist, die am Immunsystem, der Lungenventilation und der Gefäßzirkulation beteiligt sind. Die Resorption von Histidin aus der Nahrung beruht weitgehend auf dem Natrium-gekoppelten neutralen Aminosäuretransport durch den breiten neutralen Aminosäuretransporter (B⁰AT), der auf der apikalen Membran des Enterozyten vorhanden ist. Hier zeigen wir die Resorption von Histidin durch die Darmzottenzotten aus dem Lumen mit Hilfe von Ziegenjejunal-Umkehrsäcken. Die Jejunalsäcke, die unterschiedlichen Konzentrationen von Natrium und Histidin ausgesetzt waren, wurden untersucht, um die Konzentration von Histidin in den Säcken als Funktion der Zeit zu bestimmen. Die Ergebnisse zeigen eine aktive Histidinresorption. Eine Erhöhung der Salzkonzentration führte zu einer höheren Resorption von Histidin, was auf ein Symport der Natrium- und Histidinabsorption in invertierten Ziegendarmsäcken hindeutet. Dieses Protokoll kann angewendet werden, um die intestinale Mobilität von Aminosäuren oder anderen Metaboliten mit entsprechenden Modifikationen sichtbar zu machen. Wir schlagen dieses Experiment als erfahrungspädagogisches Werkzeug vor, das Studenten im Grundstudium helfen kann, das Konzept des Membrantransports zu verstehen.

Einleitung

Biologische Zellen sind von einer Membran-Lipid-Doppelschicht umgeben, die das intrazelluläre Zytosol vom extrazellulären Inhalt trennt. Die Membran dient als semipermeable Barriere, die die Bewegung der gelösten Stoffe¹ reguliert. Der Transport durch biologische Membranen wird durch den Permeabilitätskoeffizienten eines gelösten Stoffes beeinflusst, der von mehreren Faktoren abhängt, einschließlich der Konzentration und Ladung des gelösten Stoffes. Im Allgemeinen bewegen sich gelöste Stoffe durch die Membran mit drei Mechanismen (Abbildung 1): Passive Diffusion, erleichterte Diffu....

Protokoll

Das gesamte Protokoll mit allen Schritten ist in Abbildung 4 schematisch dargestellt. Die Methode ist eine Adaption einer früheren Studie mit Rattentärmen⁸. Das Experiment wurde in Übereinstimmung mit den institutionellen Richtlinien durchgeführt. Die in dieser Studie verwendeten Proben wurden von einem kommerziellen Anbieter beschafft.

ACHTUNG: Tragen Sie während dieses Experiments Handschuhe.

1. Zubereitung von umgekehrten Jejunumsäcken

1. Ziegenjejunum vorbehandeln und reinigen.
   1. Besorge dir di....

Diskussion

Der Membrantransport ist eines der grundlegendsten Konzepte, das Studenten aller wichtigen Disziplinen der Biowissenschaften gelehrt wird, ob grundlegend oder angewandt. Traditionell wurde die Bewegung durch Membranen mit Hilfe von Metaboliten visualisiert, die mit radioaktiven Isotopen markiert waren. Diese Methoden sind jedoch äußerst gefährlich und für das Lehren oder Lernen nicht praktikabel. Während erfahrungsbasiertes Lernen die beste pädagogische Technik ist, um solch komple.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.5 mL Microcentrifuge Tubes	TARSONS	500020
10 mL Test Tubes	BOROSIL	9800U04
50 mL Sterile Falcon Tubes	TARSONS	546041
500 mL Beaker	BOROSIL	10044977
500 mL Conical Flask	BOROSIL	691467
D-Glucose	SRL	42738
Digital Spectrophotometer	SYSTRONICS	2710
Ethanol	EMSURE	1009831000
Finpipettes	THERMOFISHER	4642090
Glass Stirrer Rod	BOROSIL	9850107
L-Histidine	SRL	17849
NaCl	SRL	41721
Nitrile Gloves	KIMTECH	112-4847
Petri Dish	TARSONS	460090
Phosphate Buffered Saline (ph 7.4)	SRL	95131
Pipette Tips	ABDOS	P10102
Sodium Carbonate	SRL	89382
Sodium Nitrate	SRL	44618
Sodium Phosphate Dibasic (anhydrous)	SRL	53046
Sodium Phosphate Monobasic (anhydrous)	SRL	22249
Sulphanilic Acid	SRL	15354