Das Schicksal der Nährstoffe bei dem Flußkrebs Orconectes limosus

Summary

• 1. Crayfish Orconectes limosus at the intermoult stage were fed by means of a stomach catheter with 0,1 to 5,0 mg of one of the following U-¹⁴C-nutrients: D-glucose, L-amino acid mixture, palmitate, starch, protein. At different times after feeding the ¹⁴C-activities were determined for the gut contents, hemolymph, body tissues and CO₂. From these data inferences were drawn about the site and velocity of absorption and the distribution of absorbed nutrients among the body tissues. Gut contents and hemolymph have been labeled with ³H-inulin.

• 2. After ³H-inulin was fed into the stomach its kinetics of distribution among thedifferent parts of the gut lumen supports the view that the gut contents are mixed rapidly and completely. After only 5 min ³H was found in all parts of the gut lumen; within 15 min there was a specific and different concentration in each part of the gut lumen and these concentrations remained constant.

• 3. The main site of absorption is the hepato-pancreas, but stomach, midgut and hindgut are also capable of absorption. The quotient ¹⁴C/³H in the lumen of the hepato-pancreas is always lower than that in the lumen of the stomach or the midgut. Comparing all types of tissue, the ¹⁴C-activity rises most quickly and to the highest values in the gut tissues. The isolated, ligatured stomach transports ¹⁴C-glucose or -palmitate from the lumen toward the medium. Everted sacs of the hindgut are capable of accumulating glucose in their interior.

• 4. Palmitate can be absorbed by means of two different pathways: it is absorbed either in the hepato-pancreas and stored there in the form of lipids, or it is transformed within the stomach tissue into a water soluble intermediate and conveyed very rapidly by way of the hemolymph to the body tissues.

• 5. The velocity of absorption is surprisingly high. The initial velocity of absorption after feeding 5 mg glucose or amino acids amounts to 300–400 μg/min, with 1 mg palmitate the value is 60, with 5 mg starch or protein about 90 μg/min.

• 6. The distribution of absorbed ¹⁴C-activity among the body tissues is almost independent of the nature of the nutrient. Even in the last period of observation, 3 to 6 hours after feeding, the ¹⁴C-activities of the gut tissues are significantly higher than those of any other tissue. This is evidence that the gut and especially the hepatopancreas have a storage function. Heart and antennal gland always contain more, muscle and gills always less ¹⁴C-activity than would be expected from their proportions of the body weight. The hemolymph can, for short periods, accumulate up to >20% of supplied carbohydrate, but only a much smaller percentage (<4%) of supplied amino acids.

• 7. The proportion of ¹⁴C-activity, that is incorporated within 3 hours into CO₂, is significantly greater after feeding amino acids (16,9–18,6%) than after feeding glucose (2,6–12,5%) or palmitate (4,4–5,5%).

Zusammenfassung

• 1. Zwischenhäutungstieren des Flußkrebses Orconectes limosus wurden jeweils 0,1–5 mg eines der folgenden U-¹⁴C-markierten Nährstoffe in den Magen gegeben: D-Glucose, L-Aminosäuregemisch, Palmitat, Stärke, Protein. Zu verschiedenen Zeitpunkten nach Fütterung wurde die ¹⁴C-Aktivität in Darminhalt, Hämolymphe, den verschiedenen Organen und dem ausgeatmeten CO₂ gemessen und hieraus auf Ort und Geschwindigkeit der Resorption und die Verteilung der Nährstoffe auf die Organe geschlossen. Für Korrekturzwecke wurde sowohl der Darminhalt wie die Hämolymphe mit ³H-Inulin markiert.

• 2. Die Kinetik der Verteilung des in den Magen gegebenen ³H-Inulins auf die verschiedenen Abschnitte des Darmlumens spricht für rasche und weitgehende Durchmischung des Darminhalts. Bereits nach 5 min ist ³H in allen Teilen des Darmlumens nachweisbar; nach 15 min ist eine konstante prozentuale Verteilung erreicht.

• 3. Wichtigster Resoptionsort für alle Nährstoffe ist die Mitteldarmdrüse; auch Magen, Mitteldarm und Enddarm sind zur Resorption fähig. Das ¹⁴C/³H-Verhältnis ist im Lumen der Mitteldarmdrüse stets niedriger als in Magen- und Mitteldarmlumen. Die ¹⁴C-Aktivität steigt in den Geweben aller Darmabschnitte rascher und auf höhere Werte an als in den übrigen Organen. Der isolierte, abgebundene Magen transportiert ¹⁴C-Glucose oder -Palmitat vom Lumen in das Medium; umgestülpte und abgebundene Enddarmstücke reichern Glucose in ihrem Innern an.

• 4. Für Palmitat existieren offenbar zwei verschiedene Resorptionswege, deren relative Bedeutung individuelle Unterschiede aufweist: es wird entweder in der Mitteldarmdrüse resorbiert und dort als Lipid gespeichert oder es wird in der Magenwand in einen wasserlöslichen Transportmetaboliten umgewandelt und auf dem Blutwege an die Organe abgegeben.

• 5. Die Resorptionsgeschwindigkeit ist überaschend hoch. Die Anfangsgeschwindigkeit nach Zufuhr von 5 mg Glucose oder Aminosäuregemisch beträgt etwa 300–400 μg/min, mit 1 mg Palmitat 60, mit 5 mg Stärke oder Protein etwa 90 μg/min.

• 6. Die Verteilung der resorbierten ¹⁴C-Aktivität auf die Organe ist weitgehend unabhängig von der Natur des verfütterten Nährstoffs. Auch am Ende des Beobachtungszeitraums, nach 3–6 h, enthalten die Gewebe des Darmtrakts überdurchschnittlich hohe Aktivitäten; hierdurch wird die Funktion besonders der Mitteldarmdrüse als Speicherorgan bestätigt. Von den übrigen Organen enthalten vor allem Herz und Antennendrüse mehr, Muskel und Kiemen weniger Aktivität als ihrem Anteil am Gesamtgewicht entspricht. Die Hämolymphe speichert vorübergehend bis zu >20% des verfütterten Kohlenhydrats, aber nur geringe Anteile (<4%) der zugeführten Aminosäuren.

• 7. Der binnen 3 h in CO₂ incorporierte Anteil der resorbierten ¹⁴C-Aktivität ist nach Verfütterung des Aminosäuregemischs weit größer (16,9–18,6%) als mit Glucose (2,6–12,5%) oder Palmitat (4,4–5,5%).