Mechanismen der intestinalen Nährstoffresorption

Zusammenfassung

Die Epithelzelle der Dünndarmschleimhaut vermittelt die Nährstoffaufnahme aus dem intestinalen Lumen in das Verteilersystem des Blutkreislaufs. Der Transferprozeß durch diese ausgeprägt polare Zelle setzt sich aus drei Teilvorgängen zusammen: dem Eintritt von Substanzen durch die Bürstensaummembran, dem Durchqueren eines metabolisch aktiven Intrazellularraumes und dem Austritt an der basolateralen Membran. Es werden die grundsätzlichen Transfermechanismen — einfache Diffusion, erleichterte Diffusion, Antiport- und Symportsysteme, elektroneutrale und elektrogene Vorgänge — beschrieben. Welche Bedeutung die Metabolisierung von Nährstoffen in der Epithelzelle für Transportvorgänge haben kann, wird am Beispiel des Glucose- und Lactatstoffwechsels und der daran gekoppelten H⁺-Ionen-Sekretion der Epithelzelle erörtert. Das durch die Protonensekretion erzeugte „saure Mikroklima“ an der mukosalen Oberfläche des Epithels hat seinerseits einen bisher wenig beachteten Einfluß insbesondere auf die Resorption schwacher Elektrolyte, wie dies am Beispiel der Nicotinsäureresorption überzeugend nachgewiesen wurde. Es kann angenommen werden, daß dem H⁺-Ionen-Gradienten an der Oberfläche resorbierender Epithelien eine dem Na⁺-Gradienten vergleichbare Bedeutung als treibende Kraft der Nährstoffresorption zukommt.

Summary

The nutrient uptake from the intestinal lumen into the distributing blood circulation is mediated by the epithelial cell of the small intestine. The transfer process through this distinctly polar cell consists of three partial events: entrance of substances through the brush-border membrane, traversal of a metabolic active intracellular space and exit through the baso-lateral membrane. The fundamental transfer mechanisms — simple diffusion, facilitated diffusion, antiport and symport systems, electroneutral and electrogenic processes — are described. The significance of nutrient metabolization for transport processes is discussed: proton secretion by the epithelial cell coupled to the glucose and lactate metabolization is quoted as an illustration.

The “acid microclimate” resulting from this proton secretion on the mucosal surface has a significant influence on weak-electrolyte absorption. This effect was clearly demonstrated for in vitro uptake of nicotinic acid into the intestinal tissue. It can be assumed that — similar to the role of a Na⁺-gradient — the proton gradient on the surface of absorptive epithelia is highly significant as a driving force of nutrient absorption.