W. Forth

Zur resorptionshemmenden Wirkung von Gallensäuren

Zusammenfassung1. Die Wirkung einer Reihe freier und konjugierter Gallensäuren auf die Salz-, Wasser- und Glucoseresorption wurde in vitro an isolierten, durchströmten Dünndarmstücken und in vivo an abgebundenen Jejunumund Colonschlingen von Ratten untersucht.2. Konjugierte, chromatographisch reine Tri- bzw. Dihydroxycholansäuren hatten, bis zu einer Konzentration von 10−2 Mol/l in vivo geprüft, keinen Einfluß auf die Resorption, während freie Gallensäuren, insbesondere die Dihydroxycholansäureisomeren Desoxy-, Chenodesoxy-, Hyodesoxy- und Ursodesoxycholsäure, sowie freie Cholsäure die Resorption hemmten.3. Die Grenzkonzentration für die Hemmung der Wasserresorption am Jejunum in vitro betrug für Desoxycholsäure bzw. Chenodesoxycholsäure 10−4 Mol/l. Bei 2 · 10−4 Mol/l wurde die Natrium- und Wasserresorption um 50% und die Resorption von Glucose um 80% gehemmt.4. In vivo hemmte eine Desoxycholsäure-Konzentration von 10−3 Mol/l die Netto-Wasser-Bewegung aus dem Colon völlig; die Wasserresorption aus dem Jejunum ist im Mittel um 80% erniedrigt. In dieser Konzentration ist am Colon die Abgabe von Kalium in das Darmlumen im Vergleich zu den Kontrollen fast verdoppelt.5. Die spektrofluorometrische Messung der im Darminhalt der Ratte normalerweise vorkommenden Konzentration freier Chenodesoxycholsäure ergab eine Konzentration, die — bezogen auf den Wassergehalt des Daminhaltes — im Coecum und Colon ca. zehnmal höher war als diejenige Grenzkonzentration (4 · 10−4 Mol/l), die in vivo am Colon die Resorption hemmte.6. Es besteht eine offensichtliche Ähnlichkeit zwischen der Wirkung der Gallensäuren mit derjenigen von Laxantien vom Typ des Bisacodyls. Deshalb wird angenommen, daß eine Hemmung der Natrium-Pumpe, der treibenden Kraft für die Wasserresorption, und die Anregung der Sekretion in den unteren Darmabschnitten durch Gallensäuren in einem ursächlichen Zusammenhang mit deren laxierender Wirkung steht. Möglicherweise kommt der antiresorptiven und sekretionsfördernden Wirkung der Gallensäuren, die eine allzu starke Eindickung des Kotes verhindert, außerdem auch eine physiologische Bedeutung zu.Summary1. In the rat, the effect on the absorption of salt, water, and glucose of various free and conjugated bile acids has been studied in perfused jejunal segments in vitro, and in ligated loops of the jejunum and colon in vivo.2. Conjugated, chromatographically pure tri- or dihydroxycholic acids, which were tested in vivo in concentrations up to 10−2 M, proved to be ineffective, whereas free bile acids, especially the dihydrocholic isomers of desoxy-, chenodesoxy-, hyodesoxy-, and ursodesoxycholic acid, as well as free cholic acid, inhibited the absorption.3. The threshold concentration of desoxycholic acid which significantly inhibited the absorption of water in the jejunum in vitro, was 10−4 M. A concentration of 2 · 10−4 M reduced the absorption of water and sodium by 50%, and the absorption of glucose by 80%.4. Desoxycholic acid 10−3 M completely blocked the net movement of water in the colon; in the jejunum, however, it reduced water absorption by about 80%. At this concentration, the loss of potassium into the lumen of the colon is nearly twofold as compared with the controls.5. Under normal conditions the spectrofluorometric determination of free chenodesoxycholic acid in the contents of the gut yielded concentrations in the coecum and colon which, in relation to the volume of water, were 10 times higher than the treshold concentration (4 · 10−4M).6. There is an obvious relationship between the action of the bile acids and that of laxatives of the bisacodyl type. It is therefore suggested that the inhibition of the sodium pump—i.e. the driving force of water absorption—as well as the enhancement of secretion in the lower gut segments are causally connected with the laxative action of bile acids. Possibly the antiabsorptive and hydrelatic action of the bile acids are of a physiological significance in that an extreme drying in of the faeces is prevented.

Wasser- und Elektrolytbewegung am Dnn-und Dickdarm unter dem Einflu von Laxantien, ein Beitrag zur Klrung ihres Wirkungsmechanismus

Zusammenfassung1. An abgebundenen Jejunum- und Colonschlingen in situ bei Ratten wurde der Einfluß von Laxantien auf die Nettobewegungen von Wasser, Na, K, Ca und Glucose zwischen Lumen und Blut untersucht.2. Unter diesen Bedingungen wird aus der Jejunumschlinge während 1 Std ca. 80% des Flüssigkeitsangebots resorbiert. Na wird im selben Umfange wie Wasser resorbiert. Im Gegensatz dazu ist die Na-Resorption im Colon derjenigen des Wassers nicht direkt proportional, der Nettoeinstrom von Na in das Blut ist größer als der für Wasser, d. h. in der Schlinge bleibt hypotone Flüssigkeit zurück. Im Unterschied zum Jejunum wird in das Colonlumen K sezerniert. Die Ca-Resorption ist in Jejunum und Colon etwa gleich groß.3. Das Colon ist gegen Bisacodyl ca. 40mal empfindlicher als das Jejunum. Durch Bisacodyl in einer Konzentration von 0,5 mg-% wird die Nettoverschiebung von Wasser aus der Colonschlinge völlig, der Netto-Na-Einstrom jedoch nur um 75% gehemmt. Die K-Sekretion ist unter diesen Bedingungen dreimal so hoch wie normal. Höhere Konzentrationen — oberhalb von 1 mg-% — führen über die Hemmung der Flüssigkeitsresorption hinaus zu einem Nettoausstrom von Wasser und Na in das Darmlumen. Unter 10 mg-% Bisacodyl findet außerdem eine Abgabe von Ca in das Colon statt. Am Jejunum hemmt Bisacodyl auch den Glucosetransport, jedoch erst in Konzentration von 20 mg-%.4. Die gleichen Wirkungen wie Bisacodyl hatte auch Dihydroxydiphenyl-isatin (Konzentration 20 mg-%), während Diacetoxydiphenyl-isatin in der gleichen Konzentration unwirksam war.5. Die Wirkung dieser Laxantien auf die Wasser- und Salzresorption des Dünn- und Dickdarmes wird darauf zurückgeführt. daß neben einer Hemmung der treibenden Kraft für die Wasserresorption, d. h. der Na-Pumpe, auch eine Anregung der Sekretion erfolgt, so daß ein erhöhter Ausstrom vom Blut zum Lumen resultiert. Es wird vorgeschlagen, derartige Laxantien als antiresorptiv und sekretionsfördernd wirkende von den primär osmotisch und/oder durch Anregung der Darmmotorik wirkenden zu unterscheiden.Summary1. The influence of laxative agents upon the net movement of water, sodium, potassium, calcium and glucose between lumen and blood has been investigated in tied loops in situ from the jejunum and colon of rats.2. Under these experimental conditions about 80% of the initial volume was absorbed by the jejunal loop within one hour. The percentage of sodium absorption in the jejunum was equal to that of water, whereas in the colon it was greater, i.e. in the colonic loop remained a hypotonic solution. Potassium was secreted into the colonic but not into the jejunal lumen. Calcium absorption from both intestinal segments was nearly equal.3. The colon proved to be about 40 times more sensitive against bisacodyl than the jejunum. Bisacodyl in a concentration of 0.5 mg-% completely inhibited the net movement of water trough the colonic wall into the blood; the net influx of sodium, however, was reduced by only 75%. At the same time, the secretion or the net efflux of potassium increased 3 fold. Higher concentrations of bisacodyl — concentrations exceeding 1 mg-% — not only blocked water absorption but also produced a net efflux of water and sodium into the intestinal lumen. In addition, bisacodyl 10 mg-% caused a loss of calcium into the colonic lumen. Glucose transport in the jejunum was diminished by bisacodyl in concentrations not lower than 20 mg-%.4. Dihydroxydiphenyl-isatin 20 mg-% exerted the same effect as bisacodyl, whereas Diacetoxydiphenyl-isatin was ineffective in the same concentration.5. From these results it is concluded that the laxative agents studied act by an inhibition of the driving force of water absorption, that is, the sodium pump, and by stimulation of secretion, whence an increased fluid movement into the intestinal lumen results. It is proposed, therefore, to distinguish these laxatives as antiabsorptiv and hydrelatic from laxatives influencing primarily the osmotic pressure and/or stimulating intestinal motility.

Pathway of sodium moving from blood to intestinal lumen under the influence of oxyphenisatin and deoxycholate

Summary1.The transfer of 51CrEDTA and inulinsubstances which are distributed only in the extracellular space-across the rat colonic mucosa in vivo is increased by oxyphenisatin O (3.5 · 10−5 M) and deoxycholate D (3 · 10−3 M).2.O and D do not change the size of the intra- and extracellular fluid compartments of the mucosa as measured with 51CrEDTA from the blood side. The sodium and potassium content of the mucosal tissue is not altered. Therefore the calculated intracellular concentrations of sodium and potassium remain constant.3.The time course of the 22Na uptake into the mucosal epithelium is not influenced by O and D up to 5 min after i.v. injection. The specific activity of sodium, however, in the luminal fluid increases under the influence of O (twofold) and D (fivefold). The uptake of 22Na into the mucosal tissue after administration of 22Na into the intestinal lumen is not changed in presence of O and D.4.We conclude that the net transport of sodium and water from blood to lumen under the influence of O and D occurs mainly via the intercellular way.

The hydragogue and laxative effect of the sulfuric acid ester and the free diphenol of 4,4′-dihydroxydiphenyl-(pyridyl-2)-methane

SummaryThe hydragogue and laxative effect of the sulfuric acid ester and the free diphenol of 4,4′-dihydroxydiphenyl-(pyridyl-2)-methane was investigated in rats. In contrast to the free diphenol, the sulfuric acid ester did not show any hydragogue or absorptive inhibiting effect in colon segments of fasted rats, i.e. in the absence of feces in the colon. In fed rats, i.e. in the presence of feces in the colon, however, a dose of the sulfuric acid ester as low as 0.5 mg/segment diminishes the absorption of water significantly. The absorption of water in the rat colon was completely inhibited by 2 mg of the sulfuric acid ester persegment.The sulfuric acid ester is split by microorganisms in the feces of rats and, thus, the free diphenol is liberated. It can be shown by in vitro incubation of the sulfuric acid ester in the presence of rat feces that free diphenol appears. The resulting amount is sufficient to inhibit the absorption of water from the colon.After oral administration the laxative effect of the sulfuric acid ester starts considerably earlier than that of the free diphenol. The reasons for this difference are discussed.

Intestinale Resorption von Herzglykosiden in vitro und in vivo

Summary1. Penetration and binding of tritiated ouabain, digitoxin, digoxin, peruvosid and proscillaridin were studied on isolated segments of the small intestine of rats and guinea pigs in vitro.2. Penetration of glycosides through the intestinal wall is proportional to concentration. In rat intestine the penetration rate follows the order: digitoxin, peruvosid, proscillaridin = digoxin, ouabain; in guinea pig intestine: proscillaridin peruvosid = digitoxin, ouabain, digoxin.3. In intestinal tissue of rats as well as of guinea pigs binding of digitoxin is highest. The relation of the glycoside content per g intestine to the content per ml perfusion fluid in the rat is 3.3 for digitoxin, 0.18 for ouabain, 0.6 for digoxin, 1.1 for peruvosid and 1.2 for proscillaridin; in the guinea pig 4.2 for digitoxin, 0.8 for ouabain, 0.16 for digoxin, 0.9 for peruvosid and 1.4 for proscillaridin.4. Also in vivo the absorption of glycosides in tied loops of rat intestine is proportional to the amount offered. The retention of glycosides depends mainly on the excretion via the bile.5. There is no indication that the absorption of glycosides depends on a process of limited capacity.Zusammenfassung1. Durchtritt und Bindung von 3H-markiertem Ouabain, Digitoxin, Digoxin, Peruvosid und Proscillaridin wurden am isolierten, durchströmten Dünndarm von Ratten und Meerschweinchen in vitro untersucht.2. Der Durchtritt der Glykoside durch die Darmwand ist proportional der Konzentration. Für die Penetrationsfähigkeit ergibt sich bei der Ratte die Reihenfolge: Digitoxin, Peruvosid, Proscillaridin = Digoxin, Ouabain; für das Meeschweinchen: Proscillaridin, Peruvosid = Digitoxin, Ouabain, Digoxin.3. Die Bindung von Digitoxin im Darmgewebe ist bei Ratte und Meerschweinchen am größten. Das Verhältnis der Glykosid-Gehalte pro g Gewebe und pro ml Durchströmungsflüssigkeit betrug bei der Ratte für Digitoxin 3,3, für Ouabain 0,18, für Digoxin 0,6, für Peruvosid 1,1 und für Proscillaridin 1,2; beim Meerschweinchen für Digitoxin 4,2, für Ouabain 0,8, für Digoxin 0,16, für Peruvosid 0,9 und für Proscillaridin 1,4.4. Auch in vivo, an abgebundenen Jejunumschlingen nimmt bei Ratten die resorbierte Menge proportional mit dem Angebot zu. Die Retention hängt vor allem von der mit der Galle ausgeschiedene Menge ab.5. Es ergab sich kein Anhaltspunkt dafür, daß bei der Resorption der Glykoside ein Prozeß mit begrenzter Kapazität limitierend wird.

Eisendurchtritt von der Mucosa- zur Serosaseite und umgekehrt an isolierten eisenarmen und normalen Segmenten von Jejunum und Ileum

Summary1. Iron penetration from the mucosal to the serosal surface of isolated segments of rat small intestine is proportional to the iron concentration between 10−8 and 10−5 mol/l. Twice as much iron crosses the wall of jejunum than of the terminal ileum.2. Although the iron amount of jejunum and ileum was equally decreased in iron deficiency the iron penetration increased only in jejunal segments.3. In the reverse direction—from serosal to mucosal surface—iron penetration is also proportional to concentration. In this direction 6 times as much iron crossed the intestinal wall than from mucosal to serosal surface, while there was no difference in the rate of iron penetration between jejunum and ileum or between jejunum of normal and anemic rats.4. In explaining this difference of iron penetration in both directions it is assumed that iron reacts to a larger extent with specific ligands on and in the mucosa cell on the way from mucosal to serosal surface than it does in the reverse direction.Zusammenfassung1. Der Durchtritt von Eisen von der Mucosa- zur Serosaseite hin ist an isolierten Dünndarmsegmenten der Ratte zwischen 10−8 und 10−5 Mol/l proportional der Konzentration. Durch die Darmwand von Jejunumsegmenten trat zweimal mehr als bei gleichlangen Segmenten des terminalen Ileums.2. Nur am Jejunum war bei Segmenten anämischer Tiere der Eisendurchtritt mehrfach erhöht, obgleich die Verarmung an Eisen bei Ileum und Jejunum gleich groß war.3. Auch in der umgekehrten Richtung, von der Serosa- zur Mucosaseite hin, ist der Durchtritt des Eisens proportional der Konzentration. In dieser Richtung passierte aber immer rund sechsmal mehr Eisen die Darmwand als von der Mucosazur Serosaseite hin; dabei bestand sowohl zwischen Jejunum und Ileum als auch zwischen dem Jejunum normaler und anämischer Tiere kein Unterschied mehr.4. Zur Erklärung des unterschiedlichen Verhaltens des Eisendurchtritts in den beiden Richtungen wird angenommen, daß das Eisen nur auf dem Wege von der Mucosa- zur Serosaseite hin mit den spezifischen Liganden an und in der Mucosazelle in größerem Umfang in Reaktion tritt.

Zur Frage der metabolischen Abhängigkeit von Eisenbindung und -durchtritt durch den isolierten Dünndarm

Summary1. In vitro experiments were carried out with rat jejunal gut segments which, because of the transit half-time of the intestinal contents which is 3–10 fold greater than in the duodenum, play an important role in the utilisation of the iron supply in iron deficiency.2. In segments beginning 13 cm below the pylorus, iron penetration is not changed by varying the O2-concentration of the medium between 0–6.1 vol%. In segments beginning 15 cm below the pylorus, however, iron penetration increases at low O2-concentrations.3. In contrast to this, the percentage of supplied iron bound to the wall of the segments decreases at low O2-concentrations in both parts of the jejunum.4. In even lower jejunal segments (15–20 cm below the pylorus) both penetration and binding of iron, which are increased severalfold in segments of anemic rats, are inhibited by deprivation of metabolic substrate and by 2.4-dinitrophenol.5. Consequently, it can be stated that the increased transfer of iron in jejunal segments from anemic rats can be sustained by anaerobic metabolism, whereas the increased binding of iron in the mucosa is dependent on cellular respiration.Zusammenfassung1. Die Untersuchungen wurden in vitro an isolierten Segmenten des Jejunums der Ratte durchgeführt, die wegen der im Vergleich zum Duodenum 3–10 mal längeren Verweildauer des Darminhaltes bei der Ausnutzung des Eisenangebotes im Eisenmangel eine entscheidende Rolle spielen.2. Der Eisendurchtritt durch das 13 cm unterhalb des Pylorus liegenden Segment ändert sich bei Variation der O2-Konzentration im Suspensionsmedium von 0–6,1 Vol-% nicht. Bereits bei den 15 cm unterhalb des Pylorus beginnenden Segmenten hingegen nimmt der Durchtritt bei niederen O2-Konzentrationen zu.3. Im Unterschied hierzu nimmt der in der Darmwand gebundene Anteil des angebotenen Eisens bei den Segmenten der beiden Jejunumabschnitte bei niederen O2-Konzentrationen ab.4. Sowohl der Durchtritt des Eisens durch als auch die Bindung in der Darmwand der tiefer liegenden Jejunumsegmente (15–20 cm unterhalb des Pylorus), die bei Segmenten anämischer Tiere mehrfach höher sind als bei normalen, werden durch Substratentzug und durch 2,4-Dinitrophenol gehemmt.5. Hieraus folgt, daß in Segmenten anämischer Tiere die erhöhte Durchschleusung von Eisen auch noch mit Hilfe der anaeroben Glykolyse möglich ist, während die erhöhte Bindung des Eisens in der Mucosa von der Zellatmung abhängt.

The influence of water gradients and oxyphenisatin on the net transfer of sodium and water in the rat colon

Summary1.The net transfer of sodium, chloride and fluid was investigated in rat colon under the influence of oxyphenisatin, after filling tied off segments with choline chloride or sodium sulfate solutions of different osmotic pressure.2.The colonic mucosa behaves like a semipermeable membrane. In spite of the steep concentration gradient which results after filling the segments with solutions without sodium or chloride there is no net transfer of sodium and chloride from blood to lumen.3.Oxyphenisatin abolishes the ability of the colonic mucosa to maintain a steep concentration gradient for sodium and chloride from blood to lumen. Consequently, sodium, chloride and water flow into the lumen.4.Under the influence of oxyphenisatin water movement across the intestinal wall induced by osmotic gradients does not affect the net transfer of sodium from blood to lumen. This indicates that under these conditions sodium and water moving into the lumen take different pathways through the epithelium.

Influx and efflux of sodium in jejunal and colonic segments of rats under the influence of oxyphenisatin.

Summary1.The influence of oxyphenisatin on the unidirectional fluxes of sodium in the jejunum and the colon of the rat was measured in vivo by means of 22Na and 24Na.2.In the jejunum, the ratio