Factors affecting fluid movement and intercellular space formation in the toad bladder

Factors affecting fluid movement and intercellular space formation in the toad bladder.Toad (Bufo marinus) urinary bladder was employed to evaluate the effect of smooth muscle contraction and serosal hydrostatic pressure on vasopressin-induced osmotic water flow and intercellular space configuration.Changes in epithelial thickness and configuration were evaluated by morphometric analysis of one micron tissue sections of toad bladder sacs fixed in 1% osmium tetroxide and embedded in epon.Net water transport was determined gravimetrically.Sacs treated with acetylcholine or adenosine triphosphate after the establishment of vasopressin-induced osmotic water flow contracted immediately.After acetylcholine, water flow fell from 0.659 ± SD 0.153 ml · min-1 · g dry weight-1 to 0.069 ± SD 0.059 ml · min-1 · g dry weight-1 and intercellular space enlargement was absent.Similar results were obtained in sacs treated with acetylcholine and adenosine triphosphate before exposure to vasopressin in the presence of a dilute mucosal solution.In the serosal hydrostatic pressure experiments in which sacs were mounted in the everted configuration (serosal side inward), there was an increase in epithelial thickness over control values and a positive correlation was observed between the relative volume (VIS) of the intercellular spaces within the epithelial layer and the serosal hydrostatic pressure (HP) according to the formula, VIS = 1 - 0.867e-0.063HP over a range of 0.5 to 20 cm H2O.These studies demonstrate that vasopressin-induced osmotic water flow which causes intercellular space enlargement can be prevented or reversed by acetylcholine and adenosine triphosphate.Both drugs may act by causing contraction of the smooth muscle in the bladder wall which, in turn, throws the epithelium into deep folds.The available effective surface area for vasopressin-induced water reabsorption is largely eliminated, perhaps through the creation of large unstirred pockets of fluid in which the osmotic gradient is quickly dissipated.In addition, small increments of hydrostatic pressure applied to the serosal surface of the toad bladder produce marked intercellular space enlargement which is independent of water flow.It is concluded that dilatation of lateral intercellular spaces is an accurate reflection of osmotic water flow in the toad bladder in every instance thus far studied if serosal hydrostatic pressure is eliminated.Facteurs affectant le mouvement de l'eau et la formation des espaces intercellulaires dans la vessie du crapaud.L'influence de la contraction de la musculature lisse et de la pression hydrostatique (exercée sur la face séreuse) sur le flux osmotique de l'eau produit par la vasopressine et sur la configuration des espaces intercellulaires a été évaluée dans la vessie du crapaud (Bufo marinus).Les variations d'épaisseur et de configuration de l'épithélium ont été jugées par analyse morphométrique de tranches de tissu d'un micron prélevées sur des sacs vésicaux fixés avec 1% de tetroxide d'osmium et enrobés d'épon.Les sacs exposés à l'acétylcholine ou à l'adénosine triphosphate, après induction par la vasopressine d'un flux osmotique, se contractent immédiatement.Après acétylcholine, le flux aqueux diminue de 0.659 ± SD 0.153 ml · min-1 · g tissu déshydraté-1 à 0.069 ± SD 0.059 ml · min-1 · g tissu déshydraté-1 sans élargissement des espaces intercellulaires.En présence d'une solution diluée baignant la surface muqueuse de la vessie, des résultats semblables sont obtenus lorsque l'acétylcholine et l'adénosine triphosphate sont ajoutés avant la vasopressine.Dans les expériences de pression hydrostatique, effectuées sur des sacs retournés (surface séreuse orientée vers l'intérieur), l'épaisseur de l'épithélium augmente et une corrélation directe éxiste entre le volume relatif (VIS) des espaces intercellulaires et la pression hydrostatique (HP) exercée sur la face séreuse.Pour des pressions de 0.5 à 20 cm H2O, cette corrélation est définie par la formule VIS = 1 - 0.867e-0.063HP.Ces expériences démontrent que le flux de l'eau, induit par la vasopressine et responsable d'un élargissement des espaces intercellulaires, peut être prévenu ou annulé par l'acétylcholine ou l'adénosine triphosphate.Les deux substances agissent, sans doute, en produisant une contraction de la musculature lisse de la paroi vésicale avec, pour conséquence, formation d'un épithélium plissé.Une grande partie de la surface utilizable pour la réabsorption de l'eau sous l'influence de la vasopressine est éliminée vraisemblablement par la création de poches où le liquide n'est pas agite et où le gradient osmotique disparaît rapidement.Par ailleurs, une élévation minime de la pression hydrostatique sur la face séreuse de la vessie élargit les espaces intercellulaires, indépendamment du flux aqueux éxistant.En conclusion, dans la vessie du crapaud, pour chaque condition étudiée jusqu'à présent si l'influence de la pression hydrostatique sur la face séreuse est éliminée, la dilatation des espaces latéraux intercellulaires reflète d'une façon exacte le flux osmotique de l'eau