Messungen des Ammoniakdruckes in den corticalen Tubuli der Rattenniere

Summary

The ammonia pressure (P nh ₃) within the proximal and distal convoluted tubules was investigated in Charles River rats by micropuncture and microperfusion. P nh ₃ was estimated on free-flow luminal fluid from total ammonia concentration (Berthelot reaction) and pH (quinhydrone electrode), development of disequilibrium pH being prevented in some experiments by simultaneous intravenous infusion of carbonic anhydrase. In free-flow the ammonia concentration rises and the pH decreases along the proximal convoluted tubule. Within the limits of error of the methods, no significant difference of P nh ₃ was demonstrable between the distal (121±29·10⁻⁶ mm Hg) and proximal convolution (118±27·10⁻⁶ mm Hg) nor between successive segments of the proximal convolution, despite decline of pH of luminal fluid in the segments punctured. The mean value for P nh ₃ of the cortical convolutions did not significantly differ from the P nh ₃ of renal venous blood (109±20·10⁻⁶ mm Hg) estimated in the same experiments. Segments of proximal cortical convolutions and distal cortical convolutions were also perfused with an ammonia-free, carbonic-anhydrase-containing phosphate buffer solution at pH 6.30, compounded in such a way as to minimize net gain or loss of luminal water and sodium. Perfusate P nh ₃ attained a constant value within 0.1–0.2 second, and the value was similar in proximal and distal convolutions (115±32 and 116±30·10⁻⁶ mm Hg respectively). The microperfusion data show that the permeability of the cortical nephrons to ammonia is very high (P = at least 1·10⁻² cm/sec). All the data support the hypothesis that the several compartments of cortical water of rat kidneys are equilibrated to a near approximation with respect to P nh ₃.

Zusammenfassung

In Mikropunktions- und Mikroperfusionsuntersuchungen an der Rattenniere wurde der Ammoniakpartialdruck (P nh ₃) im proximalen und distalen Tubulus und im Nierenvenenblut bestimmt. Zur Errechnung des P nh ₃ wurden in Tubulusflüssigkeit und Nierenvenenblut Gesamtammoniakkonzentration (Berthelotsche Reaktion) und pH-Wert (Chinhydronelektrode) gemessen, wobei das Disäquilibrium-pH im distalen Tubulus (Rector et al., [17]) durch i.v. Infusion von Kohlensäureanhydratase ausgeschaltet war. Außer Punktionen im freien Fluß wurden Teile proximaler und distaler Rindenkonvolute mit ammoniakfreier kohlensäureanhydratasehaltiger Phosphatpufferlösung pH 6,30 durchströmt, die so zusammengesetzt war, daß keine transtubulären Wasser- und Elektrolytnettoflüsse stattfinden konnten.

Längs des proximalen Konvoluts fällt der pH-Wert kontinuierlich von 7,22±0,10 (SD) auf 6,95±0,20 (SD) ab, während die Gesamtammoniakkonzentration von 0,20 auf 0,45 mM/l ansteigt. Bei Ratten mit Kohlensäureanhydratase-Infusion sind im distalen Konvolut der pH-Wert und die NH₄-Konzentration nicht von den Werten am Ende des proximalen Konvolutes verschieden: pH-Wert 6,88±0,24 (SD), NH₄-Konzentration 0,50 mM/l. Bei Ratten ohne Kohlensäureanhydratase-Infusion ist hingegen die Gesamtammoniakkonzentration im distalen Konvolut durchschnittlich 2,5fach höher. Dieser Befund ist durch das Vorliegen eines Disäquilibrium-pH im distalen Tubulus erklärbar.

Innerhalb der Fehlerbreite der Methode wurde kein signifikanter Unterschied des P nh ₃ zwischen proximalem (118±27·10⁻⁶ mm Hg) und distalem (121±29·10⁻⁶ mm Hg) Konvolut oder einzelnen Segmenten des proximalen Konvolutes gefunden.

Die mittleren Werte des P nh ₃ corticaler Tubulusflüssigkeit im freien Fluß waren nicht signifikant verschieden vom P nh ₃ des Nierenvenenblutes (109±20·10⁻⁶ mm Hg) bei denselben Versuchstieren.

Der P nh ₃ der Durchströmungsflüssigkeit erreichte innerhalb 0,1–0,2 sec Perfusionszeit einen konstanten Wert, der im proximalen und distalen Konvolut gleich groß war (115±32 respektive 116±30·10⁻⁶ mm Hg) und mit dem P nh ₃ der im freien Fluß entnommenen Tubulusproben gut übereinstimmte.

Aus den Mikroperfusionsexperimenten geht hervor, daß die Permeabilität (P) der proximalen und distalen Tubulusmembran für Ammoniak sehr hoch ist, sie beträgt mehr als 1·10⁻² cm/sec.

Die Ergebnisse unterstützen die Hypothese, daß zwischen den verschiedenen Flüssigkeitsräumen der Nierenrinde keine mit den zur Verfügung stehenden Methoden meßbaren NH₃-Druckdifferenzen bestehen.