A counter-current system of the surface of the renal cortex of rats

Summary

Using the techniques of Lissamine Green passage and micropuncture on the renal cortex of rats we were able to relate a vascular welling point (branching point of vas efferens) to one nephron. The loops of the nephrons studied on the surface were numbered sequentially in the direction of urinary flow. The distance from each loop to its vascular welling point was measured. As the distance between the loops and their glomerulus increased the distance to their welling point decreased. From these observations it was possible to conclude that the flow of blood was opposite to the urine flow. Under direct observation a counter-current flow was noticed in 72.5% of the peritubular capillaries and tubular loops; in 10.5% the flow was in the same direction, and in 17.0% no predominant direction of flow could be seen (n=131).

By intravital microphotography and micropuncture as well as injection studies and maceration techniques the vas efferens was followed along the remaining portions of the nephron: The nephrons on the surface were served by their own vasa efferentia which formed their welling point near the end part of the proximal convolution. Flow in the peritubular capillaries was directed from the welling point towards the beginning of the proximal convolution; the urine flow was in the opposite direction.

The physiological purpose of such a cortical counter-current system would seem to maintain a gradient of pressure between tubular and vascular system along the proximal convolution. A model is presented showing the interaction between intracapillary hydrostatic pressure, interstitial hydrostatic pressure, intracapillary colloidal osmotic pressure and interstitial colloidal osmotic pressure.

Zusammenfassung

An der Nierenoberfläche von Ratten ließ sich durch Lissamingrün-Passagen und Mikropunktion in der Regel jeweils ein “Quellpunkt” (Verzweigungsstelle des Vas efferens) einem Nephron zuordnen. Die oberflächlich sichtbaren Schlingen dieser Nephren wurden stromabwärts numeriert und der Abstand jeder Schlinge zum zugehörigen Quellpunkt vermessen. Mit der Entfernung der Schlingen vom Glomerulum verringert sich ihr Abstand vom zugehörigen Quellpunkt. Bereits hieraus ließ sich eine entgegegesetzte Richtung von Harn- und Blutstrom ableiten, während bei direkter Richtungsbestimmung in peritubulären Capillaren und Tubulusschlingen in 72,5% Gegenströmung, in 10,5% gleiche Strömungsrichtung und in 17,0% keine Vorzugsrichtung beobachtet wurde (n=131).

Durch Kombination von Intravitalmikrophotographie, Mikropunktion sowie Ausguß- und Macerationstechnik wurde das Vas efferens am übrigen Nephron verfolgt und festgestellt: Die oberflächlichen Nephren werden von ihren eigenen Vasa efferentia versorgt, welche im glomerulumfernen Abschnitt des proximalen Konvolutes ihren Quellpunkt bilden. Vom Quellpunkt aus verläuft der peritubuläre Blutstrom in entgegengesetzter Harnstromrichtung zum Anfang des proximalen Konvolutes.

Die physiologische Bedeutung eines solchen corticalen Gegenstromsystemes könnte darin bestehen, daß entlang des proximalen Konvolutes ein unterschied-licher in die peritubuläre Capillare gerichteter Sog besteht. Hierzu wird ein Modell unter Berücksichtigung von intracapillärem hydrostatischen Druck, interstitiellem hydrostatischen Druck, intracapillärem kolloid-osmotischen Druck und interstitiellem kolloid-osmotischen Druck diskutiert.