Nephron obstruction in nordihydroguaiaretic acid-induced renal cystic disease

Abstract

Nephron obstruction in nordihydroguaiaretic acid-induced renal cystic disease. Studies were performed to characterize conditions in rat kidneys whose nephrons were made cystic by feeding 2% nordihydroguaiaretic acid (NDGA) to the animals. Using two micropipettes, we monitored intratubular hydrostatic pressures while perfusing single surface nephrons in NDGA-exposed (5 to 7 weeks) and normal rat kidneys. The introduction of 50 nl of Ringers solution labeled with 3H-inulin at a flow rate of 25 nl/min was associated with a significant mean (± SEM) increase (167 ± 61%; P < 0.02) in pressure in cystic but not in nondilated (-0.5 ± 27.2%) or normal (31 ± 23%) nephrons, respectively. The relative amount of 3H-inulin excreted in 40 min from cystic (4.0 ± 2.0%) was less than that excreted from either nondilated (19 ± 7%; P < 0.05) or normal (105 ± 26%; P < 0.01) nephrons. Intralumenal pressures in nondilated but not other nephron groups correlated with urinary flow rates (r = 0.51; P < 0.02). Single nephron filtration rates and tubular-fluid-to-plasma 3H-inulin ratios in additional rats were similar among all groups of tubules. Concluding that these data reflected increased resistance to outflow from cystic nephrons, we examined these and additional NDGA-exposed (1 to 24 weeks) kidneys. 3H-thymidine radio-autography demonstrated maximum collecting tubular cell hyperplasia (13% labeling) at 2 to 3 weeks of NDGA-exposure. Microscopy and microdissection demonstrated tiny mural polyps along outer medullary segments of collecting tubules. Thirteen tubules were traced to their outlets; polyps impinging on outflow lumens were found in all 13 instances. We conclude that partial nephron obstruction exists in NDGA-exposed kidneys and that obstruction is a likely contributor to cyst formation in this model.Obstruction néphronique dans la maladie kystique du rein déterminée par l'acide nordihydroguaiarétique. Cette étude a porté sur des reins de rats dont les néphrons ont été rendus kystiques par l'addition à l'alimentation d'acide nordihydroguaiarétique (NDGA) à 2%. Au moyen de deux micropipettes les pressions hydrostatiques intratubulaires ont été enregistrées pendant la perfusion de néphrons superficiels chez des rats exposés à NDGA (5 à 7 semaines) et des rats normaux. L'introduction de 50 nl de Ringer contenant de l'inuline 3H au débit de 25 nl/min est associée à une augmentation significative (167 ± 61%; P < 0,02) de la pression dans les néphrons kystiques mais pas dans les néphrons intacts (-0,5 ± 27,2%) ou normaux (31 ± 23%). La quantité relative d'inuline 3H excrétée en 40 min par les néphrons kystiques (4,0 ± 2,0%) est inférieure à celle excrétée par les néphrons non dilatés (19 ± 7%; P < 0,05) ou normaux (105 ± 26%; P < 0,01). Les pressions luminales des néphrons non dilatés, mais non celles des autres groupes, sont correlées aux débits urinaires (r = 0,51; P < 0,02). Les débits de filtration glomérulaires des néphrons individuels et le rapport de concentration de l'inuline tube/plasma, étudiés chez d'autres rats, sont semblables pour tous les groupes de tubules. Puisque la conclusion était que ces observations reflètent une augmentation de la résistance à l'écoulement dans les néphrons kystiques nous avons étudié d'autres reins exposés à NDGA pendant 1 à 24 semaines. Des autoradiographies avec de la thymidine 3H ont montré une hyperplasie maximale (13% de marquage) des cellules tubulaires des collecteurs entre 2 et 3 semaines d'exposition à NDGA. La microscopie et la microdissection ont montré des petits polypes muraux le long des segments médullaires externes des tubes collecteurs. Treize tubules ont été suivis jusqu'à leurs terminaisons et dans les 13 cas des polypes gênant l'écoulement ont été trouvés. Nous concluons qu'il existe une obstruction néphronique partielle dans les reins exposés à NDGA et que cette obstruction contribue vraisemblablement à la formation de kystes dans ce modèle