Changes in the Structure and Function of the Rumen Epithelium during Development
Authors: SCHARRER E. , MEDL M. , LIEBICH H.‐G. 
Published: August 2010

The electrical potential difference (pd) across isolated rumen epithelium and unidirectional and net fluxes of Na+ and Ch− across the isolated short‐circuited rumen epithelium were studied in two groups of 2–3 month old lambs differing in rumen development because of different feeding. One group was fed a liquid milk diet (group M), the other was fed hay and concentrate (group HC). Rumen epithelium was morphologically underdeveloped in group M and fully developed in group HC. The following results were obtained:

The pd across rumen epithelium was exclusively positive (blood side positive) in group M, while in 6 out of 15 animals in group HC the pd became reversed in the course of the experiments. The mean values for the pd were therefore lower in group HC.

Net Na+ and Cl− fluxes directed from the lumen to the blood side of the short‐circuited epithelium were 3–4 times higher in group HC than in group M when related to the same macrosurface. This group difference appeared to be absent when the net fluxes were related to tissue dry weight.

In both groups net Na+ fluxes did not differ from net Cl− fluxes.

In both groups unidirectional Cl− fluxes were higher than unidirectional Na+ fluxes.

In group HC net Na+ and Cl− fluxes appeared to be lower in the preparations with positive pd than in those with reversed pd.

It is concluded that the mechanisms for active transepithelial Na+ and Cl− transport in rumen epithelial cells are already functioning in the underdeveloped rumen of milk‐fed lambs.

Entwicklungsbedingte Veränderungen von Struktur und Funktion des Pansenepithels

Einfluß der Fütterung einer flüssigen gegenüber einer festen Diät auf den Transport von Na+ and Cl− durch das Pansenepithel beim Lamm

Am isolierten Pansenepithel von 2–3 Monate alten Lämmern mit fütterungsbedingter unterschiedlicher Pansenentwicklung wurden die transepitheliale elektrische Potentialdifferenz sowie unter Kurzschlußbedingungen die unidirektionalen und Netto‐Fluxe von Na+ und Cl− untersucht. Eine Gruppe von Lämmern war zu diesem Zweck mit Milchaustauschtränke (Gruppe M), die andere mit Heu und Kraftfutter (Gruppe HC) gefüttert worden. Das Pansenepithel war bei Gruppe M unterentwickelt, während es bei Gruppe HC voll entwickelt war.

Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Die über das Pansenepithel hinweg bestehende elektrische Potentialdifferenz war bei Gruppe M stets positiv (Blutseite positiv), während sich bei Gruppe HC bei 6 von 15 Tieren die Potentialdifferenz im Verlauf des Versuches umkehrte. Die Mittelwerte für die Potentialdifferenz waren daher bei Gruppe HC niedriger als bei Gruppe M.

Auf die gleiche Macrofläche bezogen waren die von der Lumen‐ zur Blutseite gerichteten Netto‐Na+‐ und Cl−‐Fluxe bei Gruppe HC 3–4mal so groß wie bei Gruppe M. Dieser Gruppenunterschied manifestierte sich nicht, wenn die Netto‐Fluxe auf gleiches Gewebstrockengewicht bezogen wurden.

Bei beiden Gruppen unterschieden sich die Netto‐Na+‐Fluxe nicht von den Netto‐Cl‐Fluxen.

Bei beiden Gruppen waren die unidirektionalen Cl−‐Fluxe größer als die unidirektionalen Na+‐Fluxe.

Bei Gruppe HC schienen die Netto‐Na+‐ und Cl−‐Fluxe bei den Präparaten mit positiver Potentialdifferenz niedriger zu sein als bei denjenigen mit umgekehrter Potentialdifferenz.

Aus den Ergebnissen wird geschlossen, daß die Mechanismen für den aktiven transepithelialen Na+‐ und Cl−‐Transport der Pansenepithelzellen im morphologisch unterentwickelten Pansen von Milchlämmern bereits funktionsfähig sind.

Modifications liées au développement de la structure et de la fonction de l'épithélium de la panse

Influence de l'alimentation d'un régime liquide par rapport à un régime solide sur le transport de Na+ et Cl− au travers de l'épithélium de la panse chez l'agneau

La différence du potentiel électrique transépithélial ainsi que le flux unidirectionnel et net de Na+ et Cl− dans des conditions de court‐circuit sur en epithelium isolé de panse d'angeaux âgés de 2–3 mois avec un développement variable de la panse dû aux conditions d'alimentation. Un groupe d'agneaux a été nourri au lait à la machine (groupe M) et l'autre groupe avec du foin et un aliment concentré (groupe HC). l'épithélium de la panse fut sous‐développé dans le groupe M et complètement développé dans le groupe HC.

Les résultats suivants ont été obtenus:

La différence de potentiel électrique au travers de l'épithélium de la panse fut toujours positive dans le groupe M (côté sang positif), alors la différence de potentiel s'est inversée chez 6 des 15 animaux du groupe HC au cours de l'essai. Les valeurs moyennes pour le différence de potentiel furent plus basses pour le groupe HC que pour le groupe M.

Rapportés à la même macrosurface, les courants nets Na+ et Cl− dirigés du lumen au côté sanguin furent 3–4 fois supérieurs dans le groupe HC que dans le groupe M. Cette différence entre les groupes n'a pas eu lieu lorsque les courants nets furent rapportés au même poids sec de tissue.

Les courants nets de Na+ ne se sont pas différenciées de ceux de Cl− dans les deux groupes.

Les courants unidirectionnels de Cl− furent plus forts que ceux de Na+ dans les deux groupes.

Les courants nets Na+ et Cl− dans le groupe HC ont semblé être plus faibles dans les préparations à différence de potentiel positive que dans celles à différence de potentiel inversée.

Ces recherches permettent de conclure que les mécanismes pour le transport actif transépithélial de Na+ et Cl− des cellules de l'épithélium de la panse sont prêts à fonctionner dans des panses morphologiquement sous‐développées d'agneaux de lait.

Modificaciones de la estructura y función del epitelio ruminal condicionadas por el desarrollo

Efecto de una dieta liquida en lugar de una sólida sobre el transporte de Na+ y Cl− a través del epitelio ruminal en corderos

En el epitelio aislado de panza de corderos de 2–3 meses de edad con desarrollo ruminal variable, debido a condiciones derivadas de la alimentación, se analizaron las diferencias transepiteliales de potencial eléctrico así como bajo condiciones de cortacircuito los flujos unidireccionales y netos de Na+ y Cl−. Para este fin se alimentó un grupo de corderos con un brebaje substitutivo de leche (grupo M), el otro con heno y pienso concentrado (grupo HC). El epitelio de la panza se hallaba subdesarrollado en el grupo M, mientras que en el grupo HC estaba desarrollado por completo.

Se obtuvieron los resultados siguientes:

La diferencia de potencial eléctrico a través del epitelio de la panza era siempre positiva en el grupo M (lado de sangre positivo), mientras que en el grupo HC en 6 de 15 animales se invertía la diferencia de potencial en el curso del ensayo. Por lo tanto, los valores medios para la diferencia de potencial eran más bajos en el grupo HC que en el grupo M.

Referidos a la misma macrosuperficie, los flujos netos de Na+ y Cl− dirigidos del lado de luz al idem de sangre eran 3–4 veces mayores que en el grupo M. Esta diferencia de grupo no se manifestaba cuando los flujos netos se referían al mismo peso de tejido desecado.

En ambos grupos no se diferenciaron los flujos netos de Na+ de los flujos netos de Cl−.

En los dos grupos eran los flujos unidireccionales de Cl− mayores que los flujos unidireccionales de Na+.

En el grupo HC parecieron ser menores los flujos netos de Na+ y Cl− en las preparaciones con diferencia positiva de potencial que en aquellos con diferencia invertida de potencial.

De los resultados se saca la conclusión que los mecanismos para el transporte transepitelial activo del Na+ y Cl− de las células del epitelio de la panza ya se encuentran listas para funcionar en el rumen subdesarrollado morfológicamente de los corderos lechales.