Intestinal absorption of cobalt and iron: Mode of interaction and subcellular distribution

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Abstract
10 min nach Verabfolgung steigender Dosen59Fe-(FeCl3) und60Co-(CoCl2) (0,5-1000 nMol Metall) in abgebundene Duodenumschlingen normaler und eisenarmer Ratten zeigt die Resorptionskinetik für beide Metalle Sättigungscharakteristik; bei eisenarmen Ratten war die Resorption beider Metalle gesteigert. Zusätze von Kobalt zu den59Fe-haltigen Testlösungen hemmten die Eisenresorption. Die Untersuchung des zeitlichen Verlaufes dieser Interaktion an eisenarmen Ratten machte deutlich, da\ Kobalt die Abgabe von Eisen an das Blut hemmt; die Eisenaufnahme aus dem Lumen in die Mucosazellen war hingegen nicht betroffen. Die subzelluläre Verteilung von59Fe und60Co in Mucosazellhomogenaten eisenarmer Ratten zeigt nach Ultrazentrifugation auf einer Polyvinylpyrrolidon-CsCl-Lösung ein ähnliches Verteilungsmuster für beide Metalle; in Anwesenheit von Kobalt ist die subzelluläre Verteilung von59Fe nicht geändert. Aus diesen Befunden wird gefolgert, da\ Kobalt die Eisenresorption nicht infolge einer Interaktion mit eisenbindenden Liganden auf oder in der luminalen Membran der Mucosazellen hemmt, sondern da\ es mit Eisen bei der Abgabe aus dem Epithel ans Blut interferiert. The absorption kinetic of59Fe-(FeCl3) and60Co-(CoCl2) 10 min after administration of increasing doses (0.5–1,000 nmoles metal) into tied-off duodenal segments of normal and iron-deficient rats shows saturation characteristic for both metals; in iron-deficient rats the absorption of both metals was enhanced. The addition of increasing amounts of cobalt to the59Fe-containing test solutions caused a decrease of the absorption of iron. The study of the time dependence of this interaction in iron-deficient rats revealed, that cobalt inhibits the release of iron from mucosal cells into the blood, whereas the uptake of iron from the lumen into the mucosal cells did not differ from the controls without administration of cobalt. The subcellular distribution of59Fe and60Co in mucosal cell homogenates of iron-deficient rats after ultracentrifugation on a polyvinylpyrrolidone-CsCl solution shows a similar pattern for both metals; in the presence of cobalt the subcellular distribution of59Fe is not changed. From these results the conclusion is drawn that cobalt inhibits iron absorption not by an interference with iron binding sites on or in the luminal membranes of the mucosal cells but by an interaction with the releasing process at the contraluminal side.