Carbachol stimuliert den Na+/HCO3- Kotransporter im proximalen Kolon der Maus

Na⁺/HCO₃ ^--Kotransport (NBC) vermittelt mit seinem pNBC1-Subtyp die Aufnahme von HCO₃ ^- in den Kolonozyten. Dies dient sowohl der Bereitstellung von HCO₃ ^- für die Sekretion als auch einer alternativen Cl^--Aufnahme zusammen mit einem basolateralen Anionenaustauscher. Während kNBC1 in der Niere durch erhöhtes intrazelluläres cAMP gehemmt wird, haben wir und andere kürzlich strukturellen und funktionellen Anhalt für eine cAMP-abhängige Aktivierung von pNBC1 gezeigt. Cholinerge Stimulation aktiviert renalen NBC, aber die Wirkung auf intestinalen NBC ist unbekannt. Deshalb wurden Krypten aus dem proximalen Kolon der Maus isoliert und mit dem Fluoreszenzfarbstoff BCECF gefärbt. Na⁺/HCO₃ ^--Kotransportaktivität wurde aus der Dimethylamilorid (DMA)-insensitiven pHi-Erholung nach Ansäuerung in CO₂/HCO₃ ^- und der intrazellulären Pufferkapazität errechnet. Um toxische Effekte von DMA auszuschließen, wurden Fluxraten nach Inihibition der Na⁺/H⁺-Austauscher Isoformen NHE1 und NHE2 mit HOE642 in Anwesenheit von CO₂/HCO₃ ^- mit dem NBC-bedingten Flux plus dem NHE3-bedingten Flux in Abwesenheit von CO₂/HCO₃ ^- verglichen, was keinen signifikanten Unterschied erbrachte (6,16 vs. 6,19 mM/min). Carbachol führte zu einer deutlichen Stimulation der NBC-Aktivität verglichen mit den Kontrollraten (10,45±1,34 vs. 4,40±0,47 mM/min), ebenso wie Forskolin (8,2±0,37 vs. 5,07±0,7 mM/min). Nach Inhibition muskarinerger Rezeptoren (M3) sowie der Calcium-Calmodulin-abhängigen Kinase II (CaMK-II) war die Carbachol-abhängige Stimulation nicht zu beobachten. Direkte Aktivierung der Proteinkinase C mit dem Phorbolester PMA bewirkte keine Änderung der NBC-Aktivität. Nachdem für kNBC1 eine enge Kooperation mit der Carboanhydrase (CA) vorgeschlagen wurde, blieb in der vorliegenden Studie die intestinale NBC-Aktivität nach Zugabe von Azetazolamid unverändert. Na⁺/HCO₃ ^--Kotransport wird im Kolon der Maus demnach durch cholinerge Stimulation aktiviert, was mit seiner angenommenen Funktion als Anionenaufnahmemechanismus während cAMP-abhängiger und cholinerger Stimulation der intestinalen Anionensekretion im Einklang steht und für eine differentielle Regulation der renalen und intestinalen NBC1 Subtypen durch verschiedene Sekretagoga spricht. (HiLF I-Programm der MHH)

Schlüsselwörter

Anion Secretion - Intestinale Electrolyte Transport - NBC