Paracellular shunt ultrastructure and changes in fluid transport in Necturus proximal tubule

AbstractParacellular shunt ultrastructure and changes in fluid transport in Necturus proximal tubule. To define the structure-function relationships of the lateral intercellular space (LIS), we examined the ultrastructure of Necturus proximal tubule following experimental variation of fluid absorption with or without alteration of active sodium transport. Comparisons were made between (1) control (blood-perfused) kidneys and kidneys doubly perfused using either (2) Ringer solution with organic substrate, (3) Ringer solution with substrate in capillaries but steady-state solution in tubules, (4) Ringer without substrate, or (5) Ringer with low sodium. Intratubular and peritubular capillary pressures were monitored before and during standardized perfusion-fixation for electron microscopy and complete cross-sections of sampled proximal tubules were analyzed by morphometry. All morphometric parameters were the same for proximal tubules in kidneys perfused with blood and kidneys perfused with substrate Ringer. Morphometric parameters of cells and lateral intercellular spaces were the same for tubules with normal volume reabsorption rate (Jv) and with Jv = 0 in substrateperfused kidneys, and for tubules in kidneys perfused without substrate. However, in kidneys perfused with low sodium, cell height, cell volume, LIS-volume, and average maximum width of LIS were significantly decreased while tight junction length and peritubular length of LIS were unchanged. The results suggest that the measured dimensions of the lateral intercellular space in Necturus proximal tubule are independent of the magnitude of transepithelial salt and fluid movement per se but influenced by hydrostatic pressure gradients and active sodium transport.Ultrastructure du shunt paracellulaire et modifications du transport de liquides dans le tubule proximal de Necturus. Afin de déterminer la relation structure-fonction de l'espace latéral intercellulaire (LIS), nous avons examiné l'ultrastructure du tubule proximal de Necturus après variation expérimentale de l'absorption liquidienne, avec ou sans altération du transport actif de sodium. Les comparaisons ont été faites entre (1) des reins contrôles (perfusés avec du sang) et des reins doublement perfusés avec soit (2) une solution de Ringer avec des substrats organiques, (3) une solution de Ringer avec des substrats dans les capillaires mais une solution contrôle dans les tubules, (4) du Ringer sans substrat, ou (5) du Ringer avec une faible concentration de Na. Les pressions capillaires intratubulaires et péritubulaires ont été mesurées avant et pendant une perfusion-fixation standardisée pour microscopie électronique, et des sections croisées complètes d'échantillons de tubules proximaux ont été analysées par morphométrie. Tous les paramètres morphométriques étaient les mêmes pour les tubules proximaux de reins perfusés avec du sang ou de reins perfusés avec du Ringer avec substrats. Les paramètres morphométriques des cellules et des espaces intercellulaire latéraux étaient les mêmes dans les tubes ayant un débit de réabsorption volumique (Jv) normal, avec Jv = 0 dans les reins perfusés avec du substrat, et dans les tubules de reins perfusés sans substrat. Cependant, dans les reins perfusés avec un faible Na, la hauteur cellulaire, le volume cellulaire, le volume des LIS, et la largeur maximale moyenne des LIS étaient significativement diminués tandis que la longeur des jonctions serrées, et la longeur péritubulaire des LIS étaient inchangées. Ces résultats suggèrent que les dimensions mesurées de l'espace intercellulaire latéral du tubule proximal de Necturus sont indépendantes de l'importance des mouvements transépithéliaux de sel et d'eau per se mais sont influencées par les gradients de pressions hydrostatiques et le transport actif de sodium