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Microperfusion investigation of chloride fluxes across the epithelium of the main excretory duct of the rat submaxillary gland

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Nettochloridflüsse zwischen Interstitium und Lumen des Hauptganges der Glandula submaxillaris der Ratte wurden mit Hilfe der Mikrodurchströmungstechnik untersucht. Die Durchströmungsraten waren mit den unstimulierten Sekretionsraten der Speicheldrüse vergleichbar. Die Perfusionsflüssigkeit enthielt Inulin-14C und Gleichgewichtskonzentrationen von Natrium (2 bis 2,5 mÄq/l) und Kalium (125–135 mÄq/l). Als Anionen wurden entweder Chlorionen allein, Bicarbonationen allein oder 74 mÄq/l Chlor-und 63.5 mÄq/l Bicarbonationen verwandt.

Bei der Durchströmung mit der Flüssigkeit, die nur Chlorid als Anion enthielt, gab es einen Nettochloridausstrom (von dem Lumen zum Interstitium), der bei schnellen Durchströmungsraten am größten war und sich bei kleineren Raten (verlängerter Durchflußzeit) dem Nullpunkt näherte. Mit der Perfusionsflüssigkeit, die nur Bicarbonat enthielt, gab es einen Nettochlorideinstrom. Auch dieser war bei schnellen Durchströmungsraten am größten und näherte sich bei kleineren dem Nullpunkt. Mit der Chloridbicarbonatflüssigkeit gab es nur einen kleinen Chlorideinstrom, der bei kleinsten Perfusionsraten (etwa 4 min Durchflußzeits) fast an den Nullpunkt kam. Die Chloridgleichgewichtskonzentration war 78,5 mÄq/l±1,5 (S.E.). Die interstitielle Chlorkonzentration war 118,0±1,1 mÄq/l.

Aufgrund der bekannten Spannungsdifferenz (−11 mV, Lumen negativ) zwischen Lumen und Interstitium zeigen unsere Ergebnisse, daß Chlorionen zwischen Lumen und Interstitium passiv transportiert werden. Da Bicarbonationen entgegen dem elektrochemischen Gefälle in das Lumen transportiert werden, muß geschlossen werden, daß das Bicarbonatsystem (HCO3 , H+ bzw. OH) mit einem aktiven Transportmechanismus gekoppelt ist.


Nett chloride fluxes between interstitium and the lumen of the rat submaxillary main duct were studied by microperfusion at constant rates comparable to unstimulated salivary flow rates. The perfusion fluid contained inulin-14C, and steady-state concentrations of sodium (2.5 mEq/litre) and potassium (125–135 mEq/litre); the anion content was either all chloride, all bicarbonate or a chloridebicarbonate mixture.

During all-chloride perfusion there was nett chlorideefflux from lumen to interstitium which was greatest at high perfusion rates and fell towards zero as perfusion rate decreased (and contact time increased). During all-bicarbonate perfusion there was nett chlorideinflux, greatest at faster rates and falling towards zero as perfusion rate declined. Perfusion with chloride-bicarbonate mixture producted a small nett chloride influx at higher perfusion rates which fell almost to zero below 213 nanolitres/minute (contact time about 4 minutes). The steady-state luminal chloride concentration was 78.5 mEq/litre ± 1.5 (S.E.), and the mean interstitial chloride concentration was 118.0±1.1 mEq/litre.

In conjunction with the previously determined steady-state trans-epithelial potential difference (−11 mV, lumen negative), these data show that chloride is passively distributed across the duct epithelium. Since preliminary data suggest that bicarbonate may be transported into the lumen against an electrochemical gradient, it seems probable that the bicarbonate system (HCO3 , H+, and OH) is coupled in some way to an active transport mechanism.

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  1. 1.

    Blair-West, J. R., J. P. Coghlan, D. A. Denton, J. R. Goding, andR. D. Wright: The effect of adrenal cortical steroids on parotid salivary secretion. In: Salivary glands and their secretions, pp. 253–279. Eds.L. M. Sreebny andJ. Meyer, London: Pergamon 1965.

  2. 2.

    Brinley, F. J., andL. D. Mullins: Ion fluxes and transference numbers in squid axon. J. Neurophysiol.28, 526–544 (1965).

  3. 3.

    Burgen, A. S. V., andN. G. Emmelin: Physiology of the salivary glands, pp. 144–148. London: Arnold 1961.

  4. 4.

    Hutter, O. F., andA. E. Warner: The pH sensitivity of the chloride conductance of frog skeletal muscle. J. Physiol. (Lond.)189, 403–425 (1967).

  5. 5.

    Langstroth, G. O., D. R. McRae, andG. W. Stavraky: A study of the cat's submaxillary saliva obtained under nerve stimulation or adrenaline administration. Arch. int. Pharmacodyn.58, 335–347 (1938).

  6. 6.

    Martinez, J. R., H. Holzgreve, andA. Frick: Micropuncture study of submaxillary glands of adult rats. Pflügers Arch. ges. Physiol.290, 124–133 (1966).

  7. 7.

    Passow, H.: Zusammenwirken von Membranstruktur und Zellstoffwechsel bei der Regulierung der Ionenpermeabilität roter Blutkörperchen. In: Biochemie des aktiven Transports (Coll. Ges. Physiol. Chem., Mosbach/Baden). Berlin: Springer 1964.

  8. 8.

    Ramsay, J. A., R. H. J. Brown, andP. C. Croghan: Electrometric titration of chloride in small volumes. J. exp. Biol.32, 822–829 (1955).

  9. 9.

    Schögel, E., andJ. A. Young: Micropuncture and perfusion investigation of sodium and potassium transport in rat submaxillary gland. J. Physiol. (Lond.)183, 73–75P, (1966).

  10. 10.

    Schneyer, L. H.: Secretory processes in perfused excretory duct of rat submaxillary gland. Amer. J. Physiol.215 (in press) (1968).

  11. 11.

    Thaysen, J. H., N. A. Thorn, andI. L. Schwartz: Excretion of sodium, potassium, chloride and carbon dioxide in human parotid saliva. Amer. J. Physiol.178, 155–159 (1954).

  12. 12.

    Ussing, H. H., T. N. L. Biber: Exposure of the isolated frog skin to high potassium concentrations at the internal surface. II. Changes in epithelial cell volume, resistance, and response to antidiuretic hormone. J. Gen. Physiol.48, 425–433 (1965).

  13. 13.

    Wolf, A. V.: Aqueous solutions and body fluids, pp. 49–50. New York: Hoeber 1966.

  14. 14.

    Yoshimura, H., W. Takaoka, andT. Mori: Essential factors governing the acid-base balance of saliva. Jap. J. Physiol.4, 154–158 (1954).

  15. 15.

    Young, J. A.: Microperfusion investigation of anion transport across main duct epithelium of rat submaxillary gland. Aust. J. exp. Biol. med. Sci.46, 16 (1968).

  16. 16.

    —, andK. D. G. Edwards: Clearance and stop-flow studies on histidine and methyldopa transport by rat kidney. Amer. J. Physiol.210, 667–675 (1966).

  17. 17.

    —,E. Frömter, E. Schögel, andK. F. Hamann: A microperfusion investigation of sodium resorption and potassium secretion by the main excretory duct of the rat submaxillary gland. Pflügers Arch. ges. Physiol.295, 157–172 (1967).

  18. 18.

    —, andE. Schögel: Micropuncture investigation of sodium and potassium excretion in rat submaxillary saliva. Pflügers Arch. ges. Physiol.291, 85–98 (1966).

  19. 19.

    Young, J. A., andJ. Shagrin: Micromethods in biological researcchs. Proc. Aust. Soc. Clin. Biochem.1, No 10 (1968).

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Young, J.A. Microperfusion investigation of chloride fluxes across the epithelium of the main excretory duct of the rat submaxillary gland. Pflugers Arch. 303, 366–374 (1968). https://doi.org/10.1007/BF00596392

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