Summary
Electron microscopic study of the metanephros of 13–16-week-old human fetuses shows that the region of the macula densa as well as other segments of the distal convoluted tubule are innervated by unmyelinated nerve fibers. Nerve fibers reach the tubules alongside blood vessels. Synapses are found within the basal lamina of the tubular epithelia. One synapse was seen in the parietal part of the Bowman's capsule near the vascular pole of the glomerulus. Present evidence suggests mainly cholinergic innervation of the distal tubule, but verification using other histochemical methods is necessary. In the absence of experimental studies, it is difficult to determine the functional role of the innervation of the nephron. Observations after renal transplantation are not conclusive in view of possible postoperative persistence and regeneration of intrarenal nerve fibres. It may well be that innervation controls the “contractile apparatus” of the kidney. Synaptic contacts between axons and endothelial cells of the smallest renal arterioles may also have functional significance.
Zusammenfassung
In elektronenmikroskopischen Untersuchungen an den Nachnieren 13–16 Wochen alter menschlicher Feten wird gezeigt, daß die Macula densa und andere Abschnitte des Mittelstücks der Niere von marklosen Nervenfasern innerviert werden. Nervenfasern gelangen mit den Gefäßen an die Tubuli. Synapsen finden sich innerhalb der Tubulusmembran an der Basis der Tubulusepithelien. Eine Synapse wurde an der parietalen Bowmanschen Kapsel nahe dem Gefäßpol des Glomerulus beobachtet. Die Mehrzahl der bisher am Tubulus beobachteten Axonendigungen scheint cholinergen Neuronen zuzugehören, jedoch ist eine weitere Abklärung in Verbindung mit histochemischen Methoden erforderlich. Die Bedeutung der Innervation für die Funktion des Nephron ist schwer einzuschätzen, zumal experimentelle Untersuchungen hierzu fehlen. Auch Befunde nach Nierentransplantation lassen wegen der möglichen postoperativen Persistenz und Regenerationsfähigkeit intrarenaler Nervenfasern keine eindeutigen Rückschlüsse zu. Möglicherweise ist mit dem Nachweis der Innervation auch das regulierende Agens für den „kontraktilen Apparat“ der Niere bzw. des Nephron gefunden. Interessanter weiterer Befund ist die Beobachtung synaptischer Nerv-Endothel-Kontakte in kleinsten Nierengefäßen (Endarteriolen).
Similar content being viewed by others
Literatur
Almgard, L. E., Ljungquist, A., Ungerstedt, U.: The reaction of the intrarenal sympathetic nervous system to renal transplantation. Scand. J. Urol. Nephrol. 5, 65–70 (1971).
Asfoury El, Z. M.: Sympathectomy and the innervation of the kidney. Brit. med. J. 1951 II, 1300–1306.
Blaufox, M. D., Lewis, E. J., Jagger, P., Lauler, D., Hickler, R., Merrill, J. P.: Physiologic responses of the transplanted human kidney. New Engl. J. Med. 280, 62–66 (1969).
Davis, J. O.: What signals the kidney to release renin? Circulat. Res. 28, 301–306 (1971).
Doleěl, S.: Histochemische Untersuchungen der Niereninnervation mittels der Reaktion auf Cholinesterasen. Z. mikr.-anat. Forsch. 63, 599–608 (1958).
Gazdar, A. F., Dammin, G. J.: Neural degeneration and regeneration in human renal transplants. New Engl. J. Med. 283, 222–224 (1970).
Ginn, H. E., Unger, A. M., Hume, D. M., Stilling, J. A.: Human renal transplantation: An investigation of the functional status of the denervated kidney after successful homotransplantation in identical twins. J. Lab. clin. Med. 56, 1–13 (1960).
Gosling, J. A.: Observations on the distribution of intrarenal nervous tissue. Anat. Rec. 163, 81–88 (1969).
Harman, P. J., Davies, H.: Intrinsic nerves in the mammalian kidney. J. comp. Neurol. 89, 225–233 (1948).
Harper, J. T., Puchtler, H., Meloan, S. N., Terry, M. S.: Light-microscopic demonstration of myoid fibrils in renal epithelial, mesangial and interstitial cells. J. Microsc. 91, 71–85 (1970).
Hartroft, P. M.: Electron microscopy of nerve endings associated with juxtaglomerular (JG) cells and macula densa. Lab. Invest. 15, 1127–1128 (1966).
McKenna, O. C., Angelakos, E. T.: Adrenergic innervation of the canine kidney. Circulat. Res. 22, 345–354 (1968a).
McKenna, O. C., Angelakos, E. T.: Acetylcholinesterase-containing nerve fibers in the canine kidney. Circulat. Res. 23, 645–651 (1968b).
Knoche, H.: Über die feinere Innervation der Niere. I. Mitt. Z. Anat. Entwickl.-Gesch. 115, 97–114 (1950).
Knoche, H.: Über die feinere Innervation der Niere. II. Mitt. Z. Zellforsch. 36, 448–475 (1951).
Maillet, M.: Innervation sympathique du rein: son rôle trophique. Acta neuroveg. (Wien) 20, 155–180 (1960).
Mitchell, G. A. G.: The renal nerves. Brit. J. Urol. 22, 269–279 (1950).
Mitchell, G. A. G.: The intrinsic renal nerves. Acta anat. (Basel) 13, 1–15 (1951).
Munkacsi, I.: Distribution of the intrarenal monoaminergic nerves in the kidneys of the desert rat (Dipodomys merriami) and the white rat (Rattus norvegicus). Acta anat. (Basel) 73, 56–68 (1969).
Muylder De, Ch.: L'existence des corpuscles nerveux sensitifs dans la paroi des veines renales. C. R. Soc. Biol. (Paris) 134, 114–115 (1940).
Newstead, J. D.: Filaments in renal parenchymal and interstitial cells. J. Ultrastruct. Res. 34, 316–328 (1971).
Nilsson, O.: The adrenergic innervation of the kidney. Lab. Invest. 14, 1392–1395 (1965).
Norvell, J. E.: The aorticorenal ganglion and its role in renal innervation. J. comp. Neurol. 133, 101–112 (1968).
Norvell, J. E.: Renal nerves: are they essential? New Engl. J. Med. 283, 261 (1970).
Norvell, J. E., Weitsen, H. A., Dwyer, J. J.: Degeneration and regeneration of adrenergic nerves in autotransplanted kidneys. Transplantation 7, 218–220 (1969).
Norvell, J. E., Weitsen, H. A., Sheppek, C. G.: The intrinsic innervation of human renal homotransplants. Transplantation 9, 168–176 (1970).
Ogushi, N., Mohri, K., Sato, M., Oshumi, K., Tsunekawa, K.: Histochemical demonstration of adrenergic fibers in the renal tubulus in dog. Experientia (Basel) 26, 401 (1970).
Pease, D. C.: Myoid features of renal corpuscles and tubules. J. Ultrastruc. Res. 23, 304–320 (1968).
Ross, M. H., Reith, E. J.: Myoid elements in the mammalian nephron and their relationship to other specializations in the basal part of kidney tubule cells. Amer. J. Anat. 129, 399–416 (1970).
Schwalew, W. N.: Innervation des Nephron. Z. mikr.-anat. Forsch. 70, 517–531 (1964).
Schwalew, W. N.: Problems in the morphology and nature of renal innervation. Fed. Proc. 25, T 595-T 600 (1966).
Tisher, C. C., Bulger, R. E., Trump, B. F.: Human renal ultrastructure. III. The distal tubule in healthy individuals. Lab. Invest. 18, 663–668 (1968).
Weitsen, H. A., Norvell, J. E.: Cholinergic innervation of the autotransplanted canine kidney. Circulst. Res. 25, 535–541 (1969).
Zimmermann, H.-D.: The juxtaglomerular apparatus of man in the early fetal period. Acta endocr. (Kbh.), Suppl. 152, 62 (1971).
Zimmermann, K. W.: Beiträge zur Kenntnis einiger Drüsen und Epithelien. Arch. mikr. Anat. 52, 552–706 (1898).
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Frau Ulrike Boseck danke ich für wertvolle technische Mitarbeit.
Teile dieser Arbeit wurden auf der 2. Herbsttagung der Deutschen Gesellschaft für Pathologie, Darmstadt, 1.–3. Oktober 1971, vorgetragen.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Zimmermann, H.D. Elektronenmikroskopische Befunde zur Innervation des Nephron nach Untersuchungen an der fetalen Nachniere des Menschen. Z. Zellforsch 129, 65–75 (1972). https://doi.org/10.1007/BF00307111
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00307111