Демонстрация мембранного транспорта гистидина с использованием инвертированных мешков в козьем кишечнике: экспериментальный педагогический инструмент для студентов бакалавриата

Резюме

В этой статье мы рассказываем о недорогом и воспроизводимом методе, демонстрирующем мембранный транспорт гистидина в кишечнике козы. Этот процесс происходит за счет совместного транспортирования ионов гистидина и натрия под действием градиента натрия через мембрану энтероцитов. Этот метод использует педагогику эмпирического обучения для лучшего понимания движения растворенных веществ через биологические мембраны.

Аннотация

Гистидин является незаменимой аминокислотой, которая также является предшественником метаболитов, участвующих в иммунной системе, легочной вентиляции и сосудистом кровообращении. Абсорбция гистидина с пищей в значительной степени зависит от транспорта нейтральных аминокислот, связанного с натрием, транспортером нейтральных аминокислот Броуда (B⁰AT), присутствующим на апикальной мембране энтероцита. Здесь мы демонстрируем абсорбцию гистидина кишечными ворсинчатыми энтероцитами из просвета с использованием перевернутых мешочков тощей кишки козы. Тощищие мешочки, подвергшиеся воздействию различных концентраций натрия и гистидина, были проанализированы для определения концентрации гистидина внутри мешков в зависимости от времени. Результаты показывают активное всасывание гистидина. Увеличение концентрации соли приводило к более высокой абсорбции гистидина, что свидетельствует о симпорте абсорбции натрия и гистидина в инвертированных кишечных мешочках коз. Этот протокол может быть применен для визуализации подвижности аминокислот или других метаболитов в кишечнике с соответствующими модификациями. Мы предлагаем этот эксперимент в качестве экспериментального педагогического инструмента, который может помочь студентам бакалавриата понять концепцию мембранного транспорта.

Введение

Биологические клетки окружены мембранным липидным бислоем, который отделяет внутриклеточный цитозоль от внеклеточного содержимого. Мембрана служит полупроницаемым барьером, регулирующим движение растворенных веществ¹. На транспорт через биологические мембраны влияет коэффициент проницаемости растворенного вещества, который зависит от нескольких факторов, в том числе от концентрации и заряда растворенного вещества. В целом, растворенные вещества перемещаются через мембрану с помощью трех механизмов (рис. 1): пассивная диффузия, облегченная диффузия и активный транспорт

протокол

Весь протокол со всеми этапами представлен в виде схематической диаграммы на рисунке 4. Метод адаптирован из предыдущего исследования с использованием кишечника крысы⁸. Эксперимент проводился в соответствии с институциональными рекомендациями. Образцы, использованные в этом исследовании, были приобретены у коммерческого поставщика.

ВНИМАНИЕ: Во время эксперимента надевайте перчатки.

1. Подготовка перевернутых тощищих мешочков

1. Предварительно обработайте и очистите козью тощую кишку.
   1. Приобретите....

Результаты

Экспериментальный процесс демонстрации кишечной подвижности гистидина путем абсорбции гистидина кишечными ворсинками в просвет вывернутых мешочков проиллюстрирован на рисунках 4, в таблице 1 и таблице 2. Были выполнены три независ?.......

Обсуждение

Мембранный транспорт является одним из самых фундаментальных понятий, которые преподаются студентам бакалавриата по всем основным дисциплинам биологических наук, как фундаментальным, так и прикладным. Традиционно движение по мембранам визуализировалось с помощью .......

Материалы

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