Morphometry and fluid reabsorption during peristaltic flow in hamster renal papillary collecting ducts

Abstract

Morphometry and fluid reabsorption during peristaltic flow in hamster renal papillary collecting ducts. Previously we have shown in rodents that when the renal pelvis is left intact, urine moves as discreet boluses in a pulsatile fashion through the papillary collecting ducts. At low urine flow rates, conditions were observed that seemed to be unfavorable to fluid reabsorption: (1) rapid urine linear velocity, and (2) the apparent absence of urine in the papillary collecting ducts for as long as 95% of the time. The present study used this established data on the nature of urine movement in the papillary collecting duct, plus new morphometric analysis to determine fluid reabsorption rates from the papillary collecting ducts in hamsters. Total cross sectional areas and circumferences of collecting duct lumina were measured in fixed renal papillae from diuretic and antidiuretic hamsters. In addition, the diameters of collecting ducts in vivo were determined from movies of papillae during peristaltic flows. The average diameter of collecting duct lumina on fixed tissue at various distances from the tip were found to be similar to the diameters of collecting ducts measured on the medullary papillae and independent of urine flow rate. Total luminal collecting duct wall area and total volume of collecting ducts in a 100-g hamster were calculated. In the last millimeter of the papilla, the average wall surface area was 3.13 mm2, and the average total collecting duct volume was 23.12 nl. To calculate fluid reabsorption from the final millimeter of papillary collecting ducts, we estimated urine flow rate through the cross sectional area at 1.0 mm from the tip. In eight hamsters with an average urine flow rate of 1.00 ± 0.07 µl·min-1·100 g of body wt-1 average fluid reabsorption rate was estimated to be 1.21 ± 0.28 µl·min-1·100 g of body wt-1 (N = 8). Using the above figure for the luminal wall area of collecting ducts, we estimated that the hydraulic coefficient of 30 nl·cm-2·min-1·mOsm-1 previously measured is at least an order of magnitude too low to account for this reabsorption rate.Morphométrie et réabsorption au cours de l'écoulement péristaltique dans les canaux collecteur médullaires de la papille rénale du hamster. Nous avons montré antérieurement que chez les rongeurs dont le bassinet est intact l'urine s'écoule dans les canaux collecteur papillaires par petits embols d'une façon pulsatile. A débit urinaire faible il a été observé des conditions défavorables à la réabsorption: (1) une vélocité linéaire de l'urine élevée, et (2) l'absence apparente d'urine dans les canaux collecteurs papillaires pendant une fraction de temps allant jusqu'à 95%. Ce travail utilise les observations acquises sur la nature du mouvement de l'urine dans le canal collecteur papillaire ainsi qu'une analyse morphométrique du débit de réabsorption dans le canal collecteur papillaire du hamster. La surface et al circonférence de la lumière du canal collecteur ont été mesurées sur des papilles fixées provenant d'animaux diurétiques et non diurétiques. De plus, les diamètres des canaux collecteurs in vivo ont été déterminés à partir de ciné-enregistrement de la papille au cours de l'écoulement péristaltique. Le diamètre moyen de la lumière du canal collecteur sur des tissus fixés à des distances différentes de la pointe de la papille est semblable au diamètre des canaux collecteurs mesuré sur la papille médullaire et indépendent du débit urinaire. La surface pariétale totale de canal collecteur et le volume total des canaux collecteurs d'un hamster de 100 g a été calculé. Dans le dernier millimètre de la papille, la surface pariétale moyenne est de 3,13 mm2 et le volume total moyende 23,13 nl. Pour calculer la réabsorption totale dans le dernier millimètre de canaux collecteurs papillaires, on a évalué le débit urinaire à travers la section à 1,0 mm de la pointe de la papille. Chez huit hamsters dont la débit urinaire moyen était de 1,00 ± 0,07 µl·min-1·100 g poids corporel-1 la réabsorption moyenne évaluée était de 1,21 ± 0,28 µl·min-1·100 g poids corporel-1 (N = 8). L'utilisation de ces valeurs pour la surface laminale des canaux collecteurs permet d'indiquer que le coefficient hydraulique de 30 nl·cm2·min-1·mOsm-1, antérieurement mesuré est d'au moins un ordre de grandeur trop faible pour rendre compte de débit de réabsorption