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Differenzierung zwischen aktiver und passiver Komponente desd-Glucosetransports am proximalen Konvolut der Rattenniere

Differentiation of the active and passive components ofd-glucose transport in the proximal tubule of rat kidney

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Summary

Both, the net and unidirectional transport ofd-glucose across the proximal tubule of rat kidney were studied by the technique of continuous microperfusion under the condition of zero netflux of water and sodium chlorid. When the active transport component was completely abolished by 10−4 M of phlorizin a small passive component could be demonstrated. The passive component was also observed in the non-phlorizin-poisoned stat to be additive to the active transport.V max of the actived-glucose transport was 6×10−10 mol×cm−2×sec−1.

The passive glucose flux is proportional to the concentration difference between perfusate and serum. There is no difference between data of influx and efflux measurements. From this it is concluded that the passived-glucose flux is a simple diffusion process. The permeability coefficient ford-glucose (P G) calculated from 3 different sets of experiments is 1.7×10−5 cm×sec−1. Active and passive glucose transport component can cancel out each other at a transtubular concentration difference of 33 mmol/l. Changes of the specific activity in the perfusate were measured under three different conditions (d-glucose concentration lumen: > plasma, lumen = plasma, lumen < plasma). These changes were in agreement with our theoretical prediction using the above mentioned values ofV max andP G for the calculation (see appendix). The permeability ofd-glucose across the proximal tubules is small. Therefore, under normal free flow condition the passive transport component plays no role in thed-glucose absorption. However, with greatly increasing transtubular concentration difference ofd-glucose, e.q. due to a low glomerular filtration rate and a high serumd-glucose concentration, the passive transport component may be the rate limiting factor for the net transport ofd-glucose.

Zusammenfassung

Der Nettotransport und der unidirektionale Transport vond-Glucose wurden in Mikroperfusionsversuchen am proximalen Konvolut der Rattenniere unter der Bedingung des fehlenden Nettoflusses von Natriumchlorid und Wasser gemessen. Nach vollständiger Hemmung des aktiven Transportanteils durch Phlorrhizin (10−4 mol/l in der Perfusionslösung) läßt sich eine passive Komponente desd-Glucosetransports nachweisen. Diese ist als additives Glied zum aktiven Transportanteil auch im nicht phlorrhizin-vergifteten Zustand zu beobachten. Der aktive Transportanteil beträgt imV max Bereich 6·10−10 mol·cm−2·sec−1.

Die passive Transportkomponente ist derd-Glucosekonzentrationsdifferenz zwischen Perfusat und Serum im angewandten Konzentrationsbereich direkt proportional. Zwischen den Ergebnissen der Ein- und Ausstrommessung besteht kein signifikanter Unterschied. Es wird daraus geschlossen, daß der passived-Glucosefluß ein einfacher Diffusionsprozeß ist.

Der sich aus drei verschiedenen Versuchsanordnungen ergebende mittlere Permeabilitätskoeffizient der proximalen Tubuluswand für Glucose beträgt 1,7·10−5 cm ·sec−1. Es ist experimentell möglich, den aktiven Austransport durch passiven Einwärtstransport vollständig zu kompensieren. Dazu ist allerdings eine Konzentrationsdifferenz von 33 mmol/l nötig.

Wird der unidirektionale Austransport mit Hilfe von14C markierter Glucose gemessen, der Nettotransport jedoch chemisch, so kann man die experimentell gemessene Änderung der spezifischen Aktivität mit den aus der Zweikomponentenhypothese (aktiver Transport + passive Diffusion) voraussagbaren Veränderungen vergleichen. Eine Übereinstimmung von Voraussage und Befund ist bei Benutzung der oben angeführten Werte gegeben.

Unter normalen Freiflußbedingungen spielt die passive Transportkomponente keine wesentliche Rolle. Nur bei größeren transtubulären Konzentrationsdifferenzen — wie sie bei niedrigem Glomerulumfiltrat und hoher Serumglucosekonzentration auftreten — wird der passive Glucoseeinstrom für died-Glucoseresorption der Gesamtniere bedeutend.

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Authors and Affiliations

  1. Physiologisches Institut der Freien Universität Berlin, Berlin, Deutschland

    K. Loeschke, K. Baumann, H. Renschler, K. J. Ullrich & G. Fuchs

  2. Department of Pharmacology, University of Kentucky College of Medicine, 40506, Lexington, Kentucky

    K. Loeschke

  3. I. Medizinische Klinik der Universität, 5000, Köln-Lindenthal

    H. Renschler

  4. Max-Planck-Institut für Biophysik, Kennedyallee 70, 6000, Frankfurt am Main

    K. Baumann & K. J. Ullrich

  5. Institut für Medizinische Statistik und Dokumentation der Freien Universität Berlin, Potsdamer Str. 41, 1000, Berlin 45

    G. Fuchs

Authors
  1. K. Loeschke
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  2. K. Baumann
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  3. H. Renschler
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  4. K. J. Ullrich
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  5. G. Fuchs
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Additional information

Auszugsweise vorgetragen auf der Frühjahrstagung der Deutschen Physiologischen Gesellschaft in Würzburg 1967 [34].

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und durch The National Institutes of Health Grant-No. 1 RO1 AM 10688-01.

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Loeschke, K., Baumann, K., Renschler, H. et al. Differenzierung zwischen aktiver und passiver Komponente desd-Glucosetransports am proximalen Konvolut der Rattenniere. Pflugers Arch. 305, 118–138 (1969). https://doi.org/10.1007/BF00585840

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