Three-dimensional characteristics of the mitochondria of the rat nephron

Three-dimensional characteristics of the mitochondria of the rat nephron. We propose a new model for the mitochondrion of the proximal and distal nephron. The introduction of a new block-staining technique allowed us to observe mitochondria in thick sections (0.5 to 1.5 µm) with a standard transmission electron microscope (80 to 100kV). Combined with stereomicroscopy and serial sections, the thick section offered a three-dimensional view of the chondriome. After glutaraldehyde fixation, rat kidney blocks were immersed in a double-lead and copper citrate solution, which stained mitochondria selectively. Mitochondria were observed to anastomose, branching was evident, and many laterial connections were seen. In cells of both the proximal and distal tubules, mitochondria were observed to extend into the cytoplasm in various directions. In the apical region of both distal and proximal tubules, mitochondria appeared to be small, not numerous, and rarely branched, which corresponds to their classical aspect. The block-staining technique thus confirms what is generally accepted. At the basal part of these cells, however, the spatial morphology of the chondriome appeared quite different from the classical description. In the distal tubule, the chondriome often had the appearance of an irregular lamina to which cords or pseudopods were attached that extended towards various cytoplasmic areas. The extent of branching in the cells of the proximal convoluted segment was more difficult to assess because of the interdigitations of neighboring cells. The chondriome seemed to be made of a few giant ramifying mitochondria and isolated small ones, thus suggesting the possibility of two populations of mitochondria in the nephron of the rat.Caracteristiques tridimensionnelles des mitochondries du néphron du rat. La récente technique de coloration sur bloc nous permet d'étudier des coupes épaisses (0,5 à 1,5 µm) à l'aide d'un microscope électronique standard (80 à 100 kV). Combinée à la coupe sériée ou à l'examen de couples photographiques, la coupe épaisse permet une vue tridimensionnelle des mitochondries. Après fixation au glutaraldéhyde, les blocs de tissu rénal sont immergés dans une solution de citrate double de cuivre et de plomb qui colore les mitochondries de façon élective. Les mitochondries paraissent anastomosées, de nombreuses branches latérales étant bien visibles. Dans les cellules proximales et distales, les mitochondries envoient des interdigitations dans toutes les directions. Dans la région apicale des tubules proximaux et distaux, les mitochondries semblent petites, peu nombreuses, et rarement branchées ce qui correspond à leur aspect classique. La technique de coloration sur bloc confirme donc ce concept généralement accepté. Mais dans la partie basale de ces mêmes cellules, la morphologie spatiale du chondriome est bien différente de la description classique: dans le tubule distal, il apparaît comme une lame centrale gaufrée irrégulière sur laquelle sont attchés des “pseudopodes” qui vont dans plusieurs directions. Le même type de ramification semble exister dans le néphron proximal mais leur importance est plus difficile à évaluer à cause des interdigitations entre les cellules voisines à ce niveau. Il semble donc que le chondriome consiste en quelques mitochondries géantes ramifiées et quelques petites mitochondries isolées, ce qui suggère l'existence de deux populations de mitochondries dans le néphron du rat. Comme conséquence à notre étude, nous présentons une morphologie nouvelle du chondriome des cellules tubulaires proximales et distales du néphron