Hier rapporteren we een goedkope en reproduceerbare methode die het membraantransport van histidine in een geitendarm aantoont. Dit proces vindt plaats door co-transport van histidine en natriumionen, mogelijk gemaakt door de natriumgradiënt over het enterocytmembraan. Deze methode maakt gebruik van ervaringslerenpedagogiek om de beweging van opgeloste stoffen over biologische membranen beter te begrijpen.
Methodenartikel
Demonstratie van membraantransport van histidine met behulp van omgekeerde darmzakken van geiten: een ervaringsgericht pedagogisch hulpmiddel voor studenten
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Histidine is een essentieel aminozuur dat ook een voorloper is van metabolieten die betrokken zijn bij het immuunsysteem, longventilatie en vasculaire circulatie. De absorptie van histidine via de voeding is grotendeels afhankelijk van het natriumgekoppelde neutrale aminozuurtransport door de brede neutrale aminozuurtransporter (B0AT) die aanwezig is op het apicale membraan van de enterocyt. Hier demonstreren we de absorptie van histidine door de darmvlokken enterocyten uit het lumen met behulp van omgekeerde geitenblaasjes. De jejunale zakjes die werden blootgesteld aan verschillende concentraties natrium en histidine werden getest om de concentratie van histidine in de zakjes te bepalen als functie van de tijd. De resultaten tonen actieve histidine-absorptie. Het verhogen van de zoutconcentratie resulteerde in een hogere absorptie van histidine, wat wijst op een symport van natrium- en histidine-absorptie in omgekeerde zakjes van geitendarm. Dit protocol kan worden toegepast om de intestinale mobiliteit van aminozuren of andere metabolieten met de juiste aanpassingen te visualiseren. We stellen dit experiment voor als een ervaringsgericht pedagogisch hulpmiddel dat niet-gegradueerde studenten kan helpen het concept van membraantransport te begrijpen.
Inleiding
Biologische cellen zijn omgeven door een membraanlipidedubbellaag die het intracellulaire cytosol scheidt van de extracellulaire inhoud. Het membraan dient als een semipermeabele barrière die de beweging van opgeloste stoffen reguleert1. Het transport over biologische membranen wordt beïnvloed door de permeabiliteitscoëfficiënt van een opgeloste stof, die afhankelijk is van verschillende factoren, waaronder de concentratie en lading van de opgeloste stof. Over het algemeen bewegen opgeloste stoffen door het membraan met behulp van drie mechanismen (Figuur 1): Passieve diffusie, gefaciliteerde diffusie en actief transport2. Eenvoudige diffusie is het proces waarbij oplosbare, ongeladen en niet-polaire opgeloste stoffen hun concentratiegradiënt doorgeven door een semipermeabel membraan (Figuur 1A). Membraaneiwitten helpen niet bij dit proces, omdat het gaat om de verplaatsing van opgeloste stoffen van een gebied met een hogere concentratie naar een gebied met een lagere concentratie. De diffusiesnelheid is gebaseerd op de wet van Fick3. Aan de andere kant is gefaciliteerde diffusie een eiwitafhankelijk transport waarbij het membraan alleen selectieve opgeloste stoffen langs een concentratiegradiënt laat passeren zonder het verbruik van energie (Figuur 1B). Dit soort transport is specifiek en verschilt van eenvoudige diffusie door het vertonen van verzadigingskinetiek.
Actief transport is een eiwitafhankelijk transport van moleculen tegen hun concentratiegradiënt in, d.w.z. van het gebied met een lagere concentratie naar een gebied met een hogere concentratie met behulp van ATP- of ionengradiënten (Figuur 1C). Wanneer de transporter ATP hydrolyseert, wordt het transport primair actief transport genoemd (Figuur 1C; linkerpaneel). Een andere vorm van actief transport is secundair actief transport (Figuur 1C; rechterpaneel). Bij secundair actief transport worden opgeloste stoffen verplaatst op basis van een elektrochemische gradiënt. Het vindt plaats wanneer een transporteiwit de beweging van een ion (meestal Na+) langs zijn concentratiegradiënt koppelt aan de beweging van een ander molecuul of een ion tegen zijn concentratiegradiënt. Dit soort beweging van opgeloste stoffen kan een co-transport (Symport) zijn waarbij zowel de opgeloste stof als het ion in dezelfde richting bewegen of een uitwisseling (Antiport), in welk geval de opgeloste stof en het ion in tegengestelde richting bewegen.
De voedingsaminozuren en monosacchariden uit voedselbronnen worden opgenomen in de dunne darm. De dunne darm kan functioneel worden onderverdeeld in drie segmenten: twaalfvingerige darm, jejunum en ileum (figuur 2). Absorptie van opgeloste stof vindt plaats in de dunne darm, met maximale absorptie aan het jejunum en aan het proximale uiteinde van het ileum. De intestinale enterocyten zijn gepolariseerde cellen en de tight junctions die twee aangrenzende cellen verbinden, creëren twee verschillende membraanplaatsen - de basolaterale en de apicale membraanplaats (Figuur 2). De absorptie van luminale opgeloste stoffen die door vertering worden gegenereerd, vindt plaats op de plaats van het apicale membraan4.
Histidinetransport in de darmenterocyten bij het apicale membraan is een voorbeeld van een secundair actief symport dat natriumafhankelijk is. Aan het basolaterale uiteinde beweegt het histidine dat de enterocyt binnenkomt langs de concentratiegradiënt naar de hepatische portale circulatie. De intracellulaire concentraties van natrium in de enterocyt worden gehandhaafd op 12 mmole/L1, wat lager is dan de extracellulaire/luminale concentraties, dankzij het actief pompen van natrium uit de cel door Na+ K+ATPase op het basolaterale membraan (Figuur 3). Bij het apicale membraan van enterocyten zijn de B0AT en de natriumneutrale aminozuurtransporter (SNAT) 5 de belangrijkste transporters die niet alleen histidine transporteren, maar ook aminozuren zoals asparagine en glutamine in een natriumafhankelijk cotransport 5,6. Een ander transporteiwit genaamd Large Amino acid Transporter (LAT)1 dat aanwezig is op het basolaterale membraan van enterocyten, transporteert grote neutrale aminozuren zoals leucine, tryptofaan, tyrosine en fenylalanine over het membraan7.
Met als doel het concept van membraantransport te onderwijzen geïntegreerd met technieken zoals spectrofotometrie en routinematige biochemische tests door middel van ervaringslerenpedagogiek, is het absoluut noodzakelijk om methodologieën te ontwikkelen die niet alleen het concept in gemakkelijk te begrijpen termen kunnen demonstreren, maar ook participatief leren voor niet-gegradueerde studenten mogelijk maken. Momenteel zijn er beperkte middelen beschikbaar voor de studenten voor hands-on betrokkenheid om dergelijke concepten van biochemie te leren. Hier rapporteren we een eenvoudig protocol voor het aantonen van Histidine-transport door het darmmembraan van geiten dat gemakkelijk te reproduceren is in niet-gegradueerde laboratoria en kan worden aangepast voor het evalueren van het transport van andere metabolieten. Wat nog belangrijker is, de methode maakt gebruik van goedkope materialen in een niet-gegradueerd laboratorium, waardoor ervaringsleren mogelijk wordt, zelfs in de eenvoudigste laboratoriumomgevingen.
Protocol
Het hele protocol met alle stappen is weergegeven als een schematisch diagram in figuur 4. De methode is een bewerking van een eerdere studie met behulp van rattendarmen8. Het experiment werd uitgevoerd in overeenstemming met de richtlijnen van de instelling. De monsters die in dit onderzoek zijn gebruikt, zijn verkregen van een commerciële verkoper.
LET OP: Draag handschoenen tijdens dit experiment.
1. Bereiding van omgekeerde Jejunum-zakjes
- Geitenjejunum voorbehandelen en schoonmaken.
- Koop de ingewanden van een vers geofferde gezonde geit van een erkende verkoper.
- Plaats de ingewanden in voldoende 1x fosfaatbuffer zoutoplossing (PBS) zodat ze volledig worden ondergedompeld voor reiniging.
- Scheid de dunne darm van de dikke darm en zorg ervoor dat het uitwendige bindweefsel met een schaar wordt verwijderd.
- Spoel de dunne darm voorzichtig met 1x PBS met behulp van een spuit van 10 ml, zorg ervoor dat onverteerd voedselmateriaal wordt verwijderd om een holle zak dunne darm te verkrijgen. Herhaal dit proces minstens drie keer voor een effectieve reiniging.
NOTITIE: Vermijd het gebruik van overmatige kracht of naalden tijdens het spoelen. Het gebruik van kracht kan leiden tot het doorboren van de darmwanden en zo de darmenterocyten beschadigen. - Meet de volledige lengte van de dunne darm met behulp van een liniaal om de drie delen te verkrijgen: twaalfvingerige darm (1/4e van de dunne darm) en de rest gelijkmatig verdeeld in Jejunum en Ileum.
- Ga verder met het experiment met behulp van het Jejunum-gedeelte.
- Bereid omgekeerde Jejunum voor.
- Reinig het jejunum-gedeelte door al het bindweefsel met een mes te verwijderen.
- Snijd de jejunum in porties van 12-15 cm lang, was met 1x PBS en doe ze in een petrischaaltje met PBS.
- Keer de jejunum-delen om met een glazen staaf zodat het villi-gedeelte aan de buitenkant zichtbaar is.
LET OP: Vermijd het gebruik van een glazen staaf met scherpe randen. Bovendien mag de diameter van de glazen staaf niet groter zijn dan de diameter van de zak.
OPMERKING: Op dit punt kan men de villi visualiseren onder een lichtmicroscoop (Figuur 4). - Spoel de omgekeerde jejunumporties voorzichtig door met 1x PBS.
- Controleer op lekken aan de zijkanten van het omgekeerde jejunum.
- Snijd de omgekeerde jejunumporties in zakjes van 5 cm lang.
- Bind het ene uiteinde vast met touw en controleer opnieuw op visuele lekken aan het vastgebonden uiteinde door de zakjes te vullen met PBS.
- Bind het andere uiteinde vast om een lege omgekeerde zak te maken met villi op het buitenoppervlak.
- Controleer opnieuw op externe lekken door de omgekeerde zak op filtreerpapier te deppen.
- Breng de omgekeerde zakjes in evenwicht in 1x PBS.
- Ga dezelfde dag verder met het experiment of bewaar de zakjes een nacht in 1x PBS bij 4 °C.
2. Experimentele opstelling voor Histidine transport
- Stel twee sets van drie buisjes van 50 ml samen volgens verschillende concentraties natriumchloride zoals aangegeven in tabel 1.
- Dompel de voorbereide darmzakjes in de gespecificeerde buisjes gedurende 30 minuten en 60 minuten voor elk van de sets.
- Leeg de oplossing na de aangegeven tijd in de zak in een aparte microcentrifugebuis van 1,5 ml en bepaal het volume.
- Zuig de vloeistof in de zak op met een spuit van 2 ml. U kunt ook het ene uiteinde van de zak losmaken en de inhoud opvangen in een vers buisje van 1,5 ml.
- Analyseer 0,1 ml van de verzamelde monsters voor histidineschatting en bereken de concentratie met behulp van de standaardgrafiek.
3. Schatting van histidine met behulp van de reactie van Pauly
- Bereid een standaardcurve voor histidine voor.
- Bereid oplossingen met wisselende concentraties histidine zoals aangegeven in tabel 2 met behulp van stockoplossingen van histidine (5 mM) en water.
- Voeg sulfanilzuur (0,5 ml) en natriumnitraat (0,5 ml) toe aan elke buis.
- Incubeer de buisjes gedurende 5 minuten bij kamertemperatuur en voeg vervolgens 1 ml natriumcarbonaat en ethanol toe aan elke buis.
- Incubeer de buizen gedurende 20 minuten bij kamertemperatuur (~20 °C) en noteer de absorptie bij een golflengte van 490 nm.
- Plot een standaardcurve van absorptie versus histidineconcentratie.
OPMERKING: Deze test voor histidine is gebaseerd op de eigenschap van histidine om een diazoverbinding te vormen (Figuur 5).
Resultaten
De experimentele workflow voor het aantonen van de intestinale mobiliteit van histidine door absorptie van histidine door darmvlokken in het lumen van de omgekeerde zakjes wordt geïllustreerd in figuur 4, tabel 1 en tabel 2. Er werden drie onafhankelijke experimentele opstellingen uitgevoerd en representatieve gegevens zijn weergegeven in figuur 6.
Onder de gegeven experimentele omstandigheden volgde de schatting van Histidine met behulp van de reactie van Pauly de wet van Lambert Beer tot 300 μM (Figuur 6A). Deze test voor histidine is gebaseerd op de koppeling tussen aminozuren en het diazoniumion in het reagens. Pauly's reagens heeft sulfanilzuur opgelost in geconcentreerd zoutzuur. Dit zuur ondergaat diazotisering in aanwezigheid van natriumnitraat en HCl. Het diazoniumzout p-fenyldiazosulfonaat reageert onder alkalische omstandigheden met histidinemoleculen om een donkerrood/oranje tot geel gekleurd complex te vormen, dat spectrofotometrisch kan worden afgelezen bij 490 nm (figuur 5)9. Opgemerkt kan worden dat deze test wordt gegeven door histidine en tyrosine. De test die in dit onderzoek is gebruikt, is een licht gewijzigde versie van de oorspronkelijke reactie, zodat natriumnitraat direct bij kamertemperatuur (~20 °C) wordt gebruikt in plaats van natriumnitriet onder gekoelde omstandigheden9.
De positieve Pauly's reactie die werd waargenomen met het monster dat uit de omgekeerde zakjes werd gehaald, illustreert de absorptie van histidine door de darmvlucht. Figuur 6B toont een correlatie tussen de opname van histidine en natriumconcentraties in jejunale enterocyten. Een toename van de absorptie van histidine naarmate de incubatietijd toeneemt van 30 tot 60 minuten is een indicatie van secundair actief transport.
Figuur 1: Verschillende soorten membraantransport. Schema met de verschillende soorten membraantransportsystemen. (A) Passieve diffusie. (B) Gefaciliteerde diffusie. (C) Primair actief transport (links) en secundair actief transport (rechts). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Organisatie van enterocyten in de darmvlokkentest. Deze figuur richt zich op de dunne darm en illustreert de drie verschillende delen, namelijk twaalfvingerige darm, Jejunum en Ileum. De dunne darm heeft verder enkele vingerachtige uitsteeksels, de villi genaamd, die het oppervlak vergroten voor de opname van ingenomen voedsel. Microvilli hebben cellen die enterocyten worden genoemd en die de specifieke transporters bevatten voor de opname van aminozuren. Tight junctions voorkomen de beweging van opgeloste stoffen tussen de cellen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Een enterocyt met aminozuurtransporters. De cartoon stelt één enterocyt voor met de apicale en basolaterale uiteinden. Het apicale uiteinde heeft transporters zoals de B0AT- en de SNAT5-eiwitten, en het basolaterale membraan bevat de LAT1-transporter. Samen zijn deze eiwitten verantwoordelijk voor de opname van histidine van het darmlumen naar de poortcirculatie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: Schematische weergave van het protocol dat het membraantransport van histidine aantoont met behulp van omgekeerde zakjes van geitendarm. Geitendarmen werden verkregen, voorbehandeld en gereinigd zoals beschreven. In het kort werd het jejunum weggesneden en werden omgekeerde zakjes bereid. Deze zakjes werden gebruikt om het experiment op te zetten om de opname van histidine in verschillende zoutconcentraties te kwantificeren. De villi werden bekeken met een vergroting van 400x met behulp van een lichtmicroscoop. De gedetailleerde procedure is opgenomen in de tekst. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5: Reactie op Pauly's methode. Pauly's test omvat de vorming van diazoniumionen in een reagens dat sulfanilzuur bevat in geconcentreerd zoutzuur. Onder alkalische omstandigheden reageert histidine met het diazoniumzout, wat resulteert in de vorming van een roodgekleurde verbinding waarvan de absorptie kan worden gemeten bij 490 nm met behulp van een spectrofotometer. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6: Schatting van histidine volgens de methode van Pauly. (A) Standaardcurve voor histidine. Variërende concentraties histidine variërend van 0-300 μM werden onderworpen aan Pauly's reactie en het gevormde complex werd gemeten bij een golflengte van 490 nm. (B) Het transport van histidine in de darmzakjes werd gedurende 30 minuten en 60 minuten gevolgd in aanwezigheid van 150 mM (vast zwart) en 200 mM NaCl (vast grijs) zoutoplossing. De concentratie van histidine in de omgekeerde zakjes werd geschat met behulp van de standaardcurve (figuur 6A). De waarden worden gerapporteerd ten opzichte van de besturing (0 mM NaCl). Er zijn drie technische replicaties uitgevoerd en er worden representatieve gegevens gepresenteerd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Tabel 1: Experimentele opstelling voor intestinale mobiliteit van Histidine. Deze tabel toont de incubatie van darmzakjes in verschillende concentraties natriumchloride over twee tijdstippen. Klik hier om deze tabel te downloaden.
Tabel 2: Opstellen van de standaardcurve voor histidine. Deze tabel toont de verschillende stappen en componenten voor Pauly's reactie met bekende concentraties histidine variërend van 0-300 μM. Klik hier om deze tabel te downloaden.
Discussie
Membraantransport is een van de meest fundamentele concepten die worden onderwezen aan niet-gegradueerde studenten van alle belangrijke biologische wetenschappelijke disciplines, fundamenteel of toegepast. Traditioneel wordt beweging over membranen gevisualiseerd met behulp van metabolieten die zijn gelabeld met radioactieve isotopen. Deze methoden zijn echter uiterst gevaarlijk en niet haalbaar voor lesgeven of leren. Hoewel ervaringsleren de beste pedagogische techniek is om dergelijke complexe concepten te begrijpen, is het een uitdaging die verder wordt verergerd door het gebrek aan infrastructuur, dure op fluorescentie gebaseerde kleurstoffen/metabolieten en vooral het verbod op dierdissectie-experimenten. Er is dus behoefte aan het ontwikkelen van tools en alternatieve methoden die niet alleen veilig zijn, maar ook goedkoop en haalbaar in een niet-gegradueerde laboratoriumomgeving. Hier werd een nieuwe methode ontwikkeld voor het onderwijzen van membraantransport voor niet-gegradueerde studenten. Het gerapporteerde protocol, een aanpassing van Agar et al. 19548, toont unidirectioneel actief membraantransport van histidine door geitendarmcellen. Deze studie werd uitgevoerd om het gebruik van een op colorimetrie gebaseerde test aan te tonen om de absorptie van histidine door de darmmembranen te visualiseren. Het is eenvoudig, reproduceerbaar en begrijpelijk voor studenten en kan in elke laboratoriumomgeving worden gedaan.
Het omgekeerde darmzakmodel werd voor het eerst ontwikkeld door Wilson en Wiseman10, dat later werd verbeterd om de levensvatbaarheid van de weefsels te vergroten. De mechanismen en kinetiek van de absorptie van geneesmiddelen zijn opgehelderd met behulp van omgekeerde darmzakjes11. De voordelen van dit model zijn onder meer een groot absorptiegebied; De levensvatbaarheid van het weefsel is echter een van de beperkende parameters. Er is gemeld dat het darmweefsel onder fysiologische omstandigheden gedurende ~2 uur levensvatbaar en metabolisch actief blijft11. Een ander mogelijk voorbehoud van deze benadering waarmee rekening moet worden gehouden, is het onvermogen om de muscularis mucosa en serosa uit de omgekeerde zakpreparaten te verwijderen. De binding van bepaalde verbindingen aan de spiervlietlaag kan het transport van deze verbindingen beperken of onderschatten. Hoewel het model van de omgekeerde darmzak zowel gevoelig als specifiek is, kunnen verschillende factoren de resultaten beïnvloeden. Enkele van dergelijke factoren zijn leeftijd, geslacht, soort, dieet en ziektetoestand van het dier, evenals het segment van de darm dat voor analyse wordt gebruikt (ileum, jejunum, twaalfvingerige darm en dikke darm). Omgevingsfactoren zoals pH, beluchting en temperatuur zouden ook van invloed zijn op de resultaten12.
Het is aangetoond dat vertraging in het oogsten van de darm en de toestand van het dier (levend/dood) het actieve transport in de twaalfvingerige darmsegmenten van de darm van de rat beïnvloedt. Het oogsten van verdoofde dieren zorgt voor een minimale vertraging, waardoor verslechtering van de transporteur wordt voorkomen13. In het licht van het verbod op dierdissecties op universiteiten werden echter darmen van vers geofferde dieren gebruikt in onze experimentele opstelling. Hoewel dit protocol met succes kan worden gebruikt om een kwalitatieve opname van een metaboliet in de enterocyten vast te stellen, is het gebruik ervan in onderzoeken met membraantransportkinetiek beperkt. De meest kritische stap van dit protocol is de succesvolle bereiding van lekvrije omgekeerde darmzakjes met levensvatbare enterocyten. De delicate aard en de levensvatbaarheid van de villus en de enterocyten vormen een uitdaging, een uitdaging die met oefening kan worden overwonnen. Aangezien het uitgangsmateriaal niet afkomstig is van een ingeteelde, syngene dierpopulatie, is de variabiliteit in de resultaten tussen de experimenten bovendien een belangrijk nadeel. Dit kan worden ondervangen door het gebruik van meerdere replicaten van hetzelfde dier. Rekening houdend met deze overwegingen, moet de in deze studie gepresenteerde methode uitsluitend worden gebruikt als een pedagogisch hulpmiddel in de praktische opleiding van niet-gegradueerden.
Het geschetste protocol werd met succes gebruikt om het transport van histidine aan te tonen. De unidirectionele opname van zowel natrium als histidine in de omgekeerde zakjes duidt op een symportisch type secundair actief transport. De intestinale absorptie van neutrale aminozuren volgt de vectoriële kinetiek die afhankelijk is van de concentratiegradiënt die wordt ingesteld door het Na+ K+ ATPase. Een vergelijkbare opstelling handhaaft een intracellulaire negatieve membraanpotentiaal en een extracellulaire natriumconcentratie van 150 mM. Beide drijven het actieve transport van neutrale aminozuren aan door B0AT aan het apicale uiteinde en de daaropvolgende beweging uit de enterocyt aan het basolaterale uiteinde door LAT1. Interessant is dat er bij hogere zoutconcentraties (200 mM) geen significant verschil was in de absorptie als functie van de tijd. Op dit moment kunnen we geen commentaar geven op de reden voor een dergelijke opmerking; dezelfde experimentele opzet kan echter worden uitgebreid met meerdere natriumconcentraties met variabele tijdstippen en controles met 150 mM cholinechloride om natriumafhankelijk transport en mogelijke bijdrage als gevolg van verzadiging weer te geven.
In principe kunnen omgekeerde jejunumzakjes van geiten/varkens/ratten/muizen worden gebruikt om de intestinale absorptie van een verscheidenheid aan voedingsmetabolieten aan te tonen, op voorwaarde dat er een biochemische test is voor schatting. Daarnaast kan ook het effect van andere componenten die mogelijk de darmabsorptie of membraantransportremmers kunnen verstoren, worden geanalyseerd. Omgekeerde zakjes zijn efficiënt gebruikt als hulpmiddel in farmaceutisch onderzoek om in vitro de absorptie van geneesmiddelen, het darmmetabolisme van geneesmiddelen en de rol van de transporter bij de opname van geneesmiddelen te bestuderen. Ten slotte is deze techniek een voorbeeld van een ex vivo demonstratie van membraantransport en is ze niet gebaseerd op celvrij extract (in vitro) maar op een weefselmonster. Dit voordeel wordt echter tenietgedaan door de beschikbaarheid van niet-geïnfecteerde geiten-/varkens-/rattendarmen, wat een beperkende factor kan zijn.
Onder de vele pedagogische hulpmiddelen die een leraar tot zijn beschikking heeft om het leerproces te verbeteren, is ervaringsleren of 'leren door te doen' een filosofie en methodologie van lesgeven die de meest vooruitstrevende en effectieve instructiemethode is die studenten de mogelijkheid biedt om een holistisch begrip te krijgen van collegeonderwerpen. Ervaringsleren zorgt voor de hands-on betrokkenheid van zowel de studenten als de docent, die ondersteuning en mentorschap biedt tijdens dit actieve leerproces14. Het dient als een uitstekend alternatief voor traditioneel theoretisch klassikaal onderwijs, met name in bepaalde zware en integratieve concepten zoals membraantransport die studenten vaak moeilijk voor te stellen vinden. Dergelijke oefeningen zouden ook interactief en samenwerkend leren van zowel collega's als mentoren aanmoedigen. Het huidige initiatief is een stap voorwaarts in de richting van het creëren en mogelijk maken van een leerervaring die niet alleen informatief maar ook gedenkwaardig is en transformerend kan zijn voor een student, met een aanzienlijke impact op de algehele leerervaring.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben geen concurrerende financiële belangen of andere belangenconflicten.
Dankbetuigingen
Deze studie werd ondersteund door het Department of Biochemistry, Sri Venkateswara College, University of Delhi. De auteurs danken de laboratoriummedewerkers voor hun steun.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 1.5 mL Microcentrifuge Tubes | TARSONS | 500020 | |
| 10 mL Test Tubes | BOROSIL | 9800U04 | |
| 50 mL Sterile Falcon Tubes | TARSONS | 546041 | |
| 500 mL Beaker | BOROSIL | 10044977 | |
| 500 mL Conical Flask | BOROSIL | 691467 | |
| D-Glucose | SRL | 42738 | |
| Digital Spectrophotometer | SYSTRONICS | 2710 | |
| Ethanol | EMSURE | 1009831000 | |
| Finpipettes | THERMOFISHER | 4642090 | |
| Glass Stirrer Rod | BOROSIL | 9850107 | |
| L-Histidine | SRL | 17849 | |
| NaCl | SRL | 41721 | |
| Nitrile Gloves | KIMTECH | 112-4847 | |
| Petri Dish | TARSONS | 460090 | |
| Phosphate Buffered Saline (ph 7.4) | SRL | 95131 | |
| Pipette Tips | ABDOS | P10102 | |
| Sodium Carbonate | SRL | 89382 | |
| Sodium Nitrate | SRL | 44618 | |
| Sodium Phosphate Dibasic (anhydrous) | SRL | 53046 | |
| Sodium Phosphate Monobasic (anhydrous) | SRL | 22249 | |
| Sulphanilic Acid | SRL | 15354 |
Referenties
- Nelson, D. L., Cox, M. M. Lehninger Principles of Biochemistry. 7th Edition. , W.H. Freeman and Company. (2017).
- Stillwell, W. Membrane Transport. An Introduction to Biological Membranes. , Elsevier Science. (2013).
- Fick, A. V. On liquid diffusion. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 10 (63), 30-39 (1855).
- Sherwood, L. Introduction to Human Physiology. , Brooks/Cole Cengage Learning. (2013).
- Bröer, S. Intestinal amino acid transport and metabolic health. Annu Rev Nutr. 43, 73-99 (2023).
- Avissar, N. E., Ryan, C. K., Ganapathy, V., Sax, H. C. Na+-dependent neutral amino acid transporter ATB0 is a rabbit epithelial cell brush-border protein. Am J Physiol Cell Physiol. 281 (3), C963-C971 (2001).
- Bröer, S. Amino acid transport across mammalian intestinal and renal epithelia. Physiol Rev. 88 (1), 249-286 (2008).
- Agar, W. T., Hird, F. J. R., Sidhu, G. S. The uptake of amino acids by the intestine. BBA - Biochim Biophys Acta. 14 (1), 80-84 (1954).
- Pauly, H. Über die Konstitution des Histidins. I. Mitteilung. Biological Chemistry. 42 (5-6), 508-518 (1904).
- Wilson, T. H., Wiseman, G. The use of sacs of everted small intestine for the study of the transference of substances from the mucosal to the serosal surface. J Physiol. 123 (1), 116-125 (1954).
- Barthe, L., Woodley, J. F., Kenworthy, S., Houin, G. An improved everted gut sac as a simple and accurate technique to measure paracellular transport across the small intestine. Eur J Drug Metab Pharmacokinet. 23 (2), 313-323 (1998).
- Alam, M. A., Al-Jenoobi, F. I., Al-Mohizea, A. M. Everted gut sac model as a tool in pharmaceutical research: Limitations and applications. J Pharm Pharmacol. 64 (3), 326-336 (2012).
- Pento, J. T., Mousissian, G. K. Time-dependent deterioration of active transport in duodenal segments of rat intestine. J Pharmacol Methods. 20 (1), 9-14 (1988).
- Williams, L., Sembiante, S. F. Experiential learning in U.S. undergraduate teacher preparation programs: A review of the literature. Teach Teach Educ. 112, 103630(2022).
Herprints en machtigingen
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen