P. Deetjen

Hämodynamik des Nierenmarks

Zusammenfassung1. An narkotisierten Hunden werden mit Hilfe eines photoelektrischen Verfahrens in der äußeren Zone des Nierenmarkes Farbstoffpassagekurven aufgenommen.2. Die mittleren Farbstoffpassagezeiten in der äußeren Markzonebetragen 5,15±0,97 sec und sind damit viermal länger als in der Nierenrinde.3. Die Hämoglobinkonzentrationen im Gewebe der äußeren Markzone und in der Rinde lassen auf Grund chemischer Analysen keinen Unterschied erkennen und liegen bei 3,27±0,79 g Hb/100 g Gewebe.4. Die Blutstromstärke in der äußeren Markzone liegt pro Gramm Gewebe etwa viermal niedriger als in der Rinde unter Voraussetzung gleicher Blutvolumina.5. Von der Gesamtdurchblutung der Niere entfallen — bezogen auf die Gewichtsanteile der einzelnen Regionen — auf die Rinde 92,5%, auf die äußere Markzone 6,5% und auf die innere Markzone 1%.6. In einer weiteren Versuchsreihe werden an narkotisierten Hunden bei fortlaufender direkter Durchblutungsmessung in der V. renalis Farbstoffverdünnungskurven an der Nierenvene photoelektrisch aufgenommen. Dabei lassen sich in der Farbkurve zwei Zeitkonstanten analysieren. Werden diese Zeitkonstanten in Zusammenhang mit der Farbpassage durch die kurzen Capillarstrecken der Rinde bzw. durch die langen Capillarstrecken in äußerer und innerer Markzone gebracht, dann errechnen sich Durchblutungswerte für beide Gebiete, die in guter Übereinstimmung mit den direkten lokalen Messungen stehen.

Die Abhngigkeit des O2-Verbrauchs der Niere von der Na-Rckresorption

ZusammenfassungAn Hunden in Morphin-Inactin-Narkose wird die Beziehung zwischen O2-Verbrauch der Niere und Natrium-Rückresorption untersucht. In verschiedenen Versuchsserien werden die Bedingungen für die Natrium-Rückresorption variiert durch Änderung der Serum-Natrium-Konzentration oder durch Einschränkung und Vergiftung der Natrium-Rückresorption.1. Oberhalb eines basalen Umsatzes von 0,44 mÄq · (100 g · min)−1 steht der O2-Verbrauch der Niere in einer linearen Beziehung zu der Größe der Natrium-Rückresorption.2. Bei einem Mehrverbrauch von 1 mÄq · (100 g · min)−1 Sauerstoff werden etwa 7 mÄq · (100 g · min)−1 Natrium rückresorbiert.3. Diese Relation bleibt bestehena)bei Verminderung des Natrium-Loads durch Aortendrosselung;b)bei Erhöhung der Natrium-Konzentration des Plasmas durch Infusion hypertoner Kochsalz- oder Natriumsulfatlösungen;c)bei Einschränkung der Natrium-Rückresorption durch Infusion hypertoner Mannitollösung;d)bei teilweiser Vergiftung der Natrium-Rückresorption durch Salyrgan.n4. Die Korrelationen des O2-Verbrauchs zum arteriellen Druck, zur Nierendurchblutung und zum Glomerulusfiltrat sind zufällig.

Mikropunktionsuntersuchungen zur Wirkung von Furosemid

SummaryThe site and mode of diuretic action of Furosemide, a new anthranylic acid derivative, was studied in rat kidneys. Inulin concentrations were determined in the blood and pelvic urine as well as in samples of tubular fluid taken at different sites of proximal and distal convolutions by micropuncture technique.Furosemide inhibits filtrate reabsorption in the proximal convolution and in the loop of Henle. No inhibition of filtrate reabsorption was found by our technique in the distal convolution or collecting duct. Inhibition of proximal reabsorption was most marked at reduced glomerular filtration rates when urine volume approaches 60% of glomerular filtration.It is postulated that Furosemide, like other organic acids secreted by the proximal tubule, has a limited intracellular concentration. Therefore, as glomerular filtration rate becomes smaller, the reduced electrolyte load approaches that which can be effectively blocked at this concentration of the drug.ZusammenfassungAn Rattennieren wird die diuretische Wirkung des Anthranilsäurederivates Furosemid untersucht. Neben Inulinclearancen wird mit Hilfe von Mikropunktionen die Inulinkonzentration der Tubulusflüssigkeit an verschiedenen Punkten in proximalen und distalen Konvoluten bestimmt.Aus dem Vergleich zu entsprechenden Messungen in Antidiurese ergibt sich, daß Furosemid die Resorption des Filtrates im proximalen Konvolut und im Bereich der Henleschen Schleife hemmt. Im distalen Konvolut und im Sammelrohr ist mit der angewandten Technik keine sichere Furosemidwirkung nachweisbar. Die Hemmung im proximalen Konvolut tritt erst bei reduziertem Glomerulumfiltrat merkbar in Erscheinung. Es können dann bis zu 60% des Filtratvolumens ausgeschieden werden.Es wird vermutet, daß das tubulär sezernierte Furosemid wie andere schwache organische Säuren intracellulär nur in begrenzter Konzentration akkumuliert werden kann und dadurch im proximalen Konvolut erst bei vermindertem Elektrolytangebot eine effektive Konzentration gegenüber dem Substrat erreichen kann.

Beziehungen des O2-Verbrauchs der Niere zu Durchblutung und Glomerulusfiltrat bei nderung des arteriellen Druckes

Zusammenfassung1. An Hunden in Morphin-Inactinnarkose wurde die Durchblutung der Nieren durch Aortendrosselung variiert und dabei fortlaufend die Durchblutung der V. renalis, die AVDO2 und der O2-Verbrauch bestimmt. Außerdem wurden Glomerulusfiltrat und osmolare Clearance bei den verschiedenen Durchströmungsdrucken ermittelt.2. Der O2-Verbrauch ist bei einer Durchblutung zwischen 200 und 800 ml (100 g·min)−1 der Durchblutung linear proportional und liegt zwischen 3 und 9 cm3 (100 g·min)−1.3. Unterhalb 200 ml (100 g·min)−1 Durchblutung steigt der O2-Verbrauch mit der Durchblutung exponentiell.4. Die AVDO2 ist im linearen Bereich von Durchblutung und O2-Verbrauch konstant und beträgt im Mittel 1,3 Vol-%, was auf hohe O2-Drucke im Nierengewebe deutet. Im exponentiellen Bereich steigt die AVDO2 mit abnehmender Durchblutung. Nur in diesem Bereich wird eine Abhängigkeit des O2-Verbrauches von der Capillarisierung angenommen.5. Der O2-Verbrauch ist im linearen Durchblutungsbereich auch dem Glomerulusfiltrat linear proportional. Es wird vermutet, daß hier eine kausale Beziehung vorliegt, die durch die tubuläre Rückresorption des filtrierten Natriums bestimmt wird.

Handling of oxalate by the rat kidney.

Renal transport of14C-oxalate was studied in the rat by clearance and micropuncture techniques. The ultrafilterability of oxalate was 0.98±0.02 (n=7). Fractional clearance of oxalate was significantly above unity in antidiuresis and volume expansion: mean 1.24 ±0.04 (n=115). Pyrazinamide (1.1·10−3 mol/kg BW) and probenecid (0.35·10−3 mol/kg BW) had no significant effect on oxalate clearance. P-aminohippurate (1.45·10−3 mol/kg BW) and urate (0.48 ·10−3 mol/kg BW) depressed the fractional clearance of oxalate significantly from 116 to 91 and from 125 to 90%, respectively. Excess excretion of14C-oxalate over3H-inulin was invariably demonstrable in peritubular microperfusion experiments (n=5) and in microinfusions underneath the kidney capsule (n=4). Together with the first 50% of3H-inulin 58±2% of the total14C-oxalate were excreted in the peritubular microperfusions, and 64±3% in the subcapsular microinfusions. In tubular microinfusion experiments (n=36) urinary14C-oxalate recovery was almost complete after early proximal microinfusion (93±4%) and complete after late proximal microinfusion (102±4%). In continuous microperfusion experiments of proximal tubules (n=42) a small but highly significant outflux of14C-oxalate of 7% per mm perfusion distance was found. The data suggest that oxalate is freely filterable at the glomerular site. A small but significant amount of oxalate is reabsorbed in the proximal nephron. Most likely at the same site and in the pars recta oxalate is secreted and tubular load increased to 124% of filtered load. This amount is excreted in final urine. The secretion of oxalate is inhibited by organic acids which are known to be secreted by the proximal tubule and the pars recta.

The effect of ouabain on intracellular activities of K+, Na+, Cl-, H+ and Ca2+ in proximal tubules of frog kidneys.

Using conventional and ion selective microelectrodes, the effect of ouabain (10−4 mol/l) on peritubular cell membrane potential (PDpt), on intracellular pH (pHi) as well as on the intracellular ion activities of Cl− (Cli−), K+ (Ki+), Na+ (Nai+) and Ca2+ (Cai2+) was studied in proximal tubules of the isolated perfused frog kidney. In the absence of ouabain (PDpt=−57.0±1.9 mV), the electrochemical potential difference of chloride (apparent {ie6-1} and of potassium {ie6-2} is directed from cell to bath, of H+ {ie6-3}, of Na+ {ie6-4} and of Ca2+ {ie6-5} from bath to cell. Ouabain leads to a gradual decline of PDpt, which is reduced to half (PDpt, 1/2) within 31±4.6 min (in presence of luminal glucose and phenylalanine), and to a decline of the absolute values of apparent {ie6-6}, of {ie6-7}, {ie6-8} and {ie6-9}. In contrast, an increase of {ei6-10} is observed. At PDpt, 1/2 apparent Cli− increases by 6.2±1.0 mmol/l, pHi by 0.13±0.03, Cai2+ by 185±21 nmol/l, and Nai+ by 34.2±4.6 mmol/l, whereas Ki+ decreases by 37.7±2.2 mmol/l. The results suggest that the application of ouabain is followed by a decrease of peritubular cell membrane permeability to K+, by an accumulation of Ca2+, Na+ and HCO3- in the cell and by a dissipation of the electrochemical Cl− gradient.

Handling of uric acid by the rat kidney

SummaryUnder free flow conditions there is a net transport of uric acid in the rat proximal tubule. This net transport is the result of two unidirectional fluxes which in the range of normal plasma concentrations of uric acid follow a first order kinetic, i.e. the unidirectional fluxes are in linear proportion to uric acid concentration in tubular fluid or in plasma, respectively. The transport coefficient of the influx (in secretion direction) exceeds that of the outflux (in reabsorption direction) by a factor of 2.5.

Der tubuläre Transport von p-Aminohippursäure

SummaryUsing a microperfusion pump portions of single proximal tubules of rat kidney were perfused in vivo independent of glomerular filtration to study transport of p-aminohippuric acid (PAH) direct at the site of secretion. Measurements were made of PAH uptake from blood into PAH-free perfusate on the one hand, and of loss from PAH-containing perfusate into PAH-free blood on the other.1. Similar to results of clearance experiments a limited secretory rate is found in single tubules.2. This maximal transfer rate is dependent on perfusion rate, the higher secretory rates being found at the higher perfusion rates.3. No clear relationship between PAH secretion and perfused length of tubule or tubular mass is found.4. An equilibrium between simultaneously reabsorption and secretion of PAH does not explain the results, no measurable reabsorption is found under experimental conditions similar to those of secretion.5. PAH secretion as well as TmPAH apparently is not dependent on a limited number of transport sites, TmPAH, therefore, is not a reliable measure of functional renal secretory mass.ZusammenfassungUnabhängig vom Glomerulumfiltrat werden mit Hilfe einer Mikroperfusionsapparatur einzelne Abschnitte proximaler Konvolute der Rattenniere in situ perfundiert, um direkt am Orte der Sekretion den Transport von p-Aminohippursäure (PAH) zu untersuchen. Dabei wird einmal die Aufnahme von PAH aus dem Blut in die PAH-freie Perfusionslösung gemessen, zum anderen bei Tubulusperfusionen mit Lösungen verschiedener PAH-Konzentrationen der Ausstrom in PAH-freies Blut.1. Die aus Clearanceuntersuchungen bekannte Beziehung zwischen PAH-Sekretion und PAH-Konzentration im Plasma — proportionaler Anstieg der Sekretionsrate bei niedrigen Konzentrationen und Erreichen eines Maximalwertes bei höheren Konzentrationen — ist auch in direkten Messungen am einzelnen Nephron zu finden.2. Die maximal erreichbare Transportrate ist jedoch abhängig von der Perfusionsstromstärke im proximalen Konvolut. Bei hoher Perfusionsgeschwindigkeit liegt die Sekretionsrate höher als bei niedriger Stromstärke.3. Die PAH-Sekretion läßt keine Abhängigkeit von der Länge des perfundierten Nephronabschnittes bzw. der Tubulusmasse erkennen.4. An der ungeschädigten Niere findet sich keine nennenswerte PAH-Resorption. Eine Begrenzung der in der Tubulusflüssigkeit akkumulierten PAH-Mengen aufgrund einer Gleichgewichtseinstellung zwischen Sekretion und Resorption ist daher unwahrscheinlich.5. Da die PAH-Sekretion nicht durch eine begrenzte Anzahl von Transportstellen in den Tubuluszellen limitiert sein kann, ist die Bestimmung des sogenannten TmPAH als Test für die Masse des funktionierenden sekretorischen Nierengewebes nicht brauchbar.

The influence of intracellular sodium activity on the transport of glucose in proximal tubule of frog kidney

Inhibition of basolateral Na+/K+ ATPase by ouabain eventually abolishes transport of glucose. The present study was performed to test, if this effect is due to a dissipation of the electrochemical gradient for sodium or due to a regulatory inhibition of sodium-coupled glucose entry across the luminal membrane at increasing intracellular sodium activity. To this end, proximal convoluted tubules of the doubly perfused isolated frog kidney were perfused alternatively with solutions containing either 5 mmol/l glucose or raffinose. The potential difference across the peritubular cell membrane (PDpt) and across the epithelium (PDpt) has been recorded with conventional and across the peritubular cell membrane with ion selective microelectrodes (PDpt). In the absence of luminal glucose PDpt is (±SEM) −54.0±2.4 mV, PDte=−1.2±2.0 mV and PDptNa=−96±5 mV. The electrochemical gradient for sodium (μNa+) amounts to 95 mV and intracellular sodium activity to 14 mmol/l (extracellular sodium activity is 74 mmol/l). Luminal application of glucose leads to a rapid depolarisation of PDpt (ΔPDpt=8.6±0.9 mV and PDptNa (ΔPDptNa=11.1±3.0 mV) and to hyperpolarisation of PDte (ΔPDte=−0.8±0.2 mV). The peritubular application of ouabain leads to a gradual, reversible and proportional decline of PDpt, PDptNa and μNa+. Glucose induced ΔPDpt and ΔPDptNa decrease in parallel to PDpt and PDptNa, resp. In a separate series, the lumped conductance (Gm) of the luminal and basolateral cell membrane has been determined, which amounts to 2.4±0.3 μS/mm (tubule length).Gm decreases 23±4%, when PDpt is decreased to half. ΔPDpt andGm allow the calculation of an apparent transport rate (TGlu). Following the application of ouabain,TGlu decreases in linear proportion to PDpt and PDptNa. There is no evidence for a significant regulatory inhibition ofTGlu. Rather, glucose transport operates in linear proportion to the potential difference across the luminal membrane.

Evidence against renal hypoxia in acute haemorrhagic shock.

SummaryRenal cortical capillary saturation was found to decrease from 83 per cent to in average 68 per cent in severe haemorrhagic shock in dogs. There was a close agreement between the oxygen saturation in the cortical capillary blood and the renal venous blood, which means that no significant shunting occured with respect to oxygen. The data suggest that damaging renal hypoxia does in all probability not occur in acute haemorrhagic shock despite the marked reduction in renal blood flow (renal ischemia) occurring in this condition.The hypoxia theory regarding the initiation of the clinical syndrome af acute renal failure following shock is questioned and it is concluded that the noxious agent so far has not been identified.