Morphometry and fluid reabsorption during peristaltic flow in hamster renal papillary collecting ducts

Morphometry and fluid reabsorption during peristaltic flow in hamster renal papillary collecting ducts. Previously we have shown in rodents that when the renal pelvis is left intact, urine moves as discreet boluses in a pulsatile fashion through the papillary collecting ducts. At low urine flow rates, conditions were observed that seemed to be unfavorable to fluid reabsorption: (1) rapid urine linear velocity, and (2) the apparent absence of urine in the papillary collecting ducts for as long as 95% of the time. The present study used this established data on the nature of urine movement in the papillary collecting duct, plus new morphometric analysis to determine fluid reabsorption rates from the papillary collecting ducts in hamsters. Total cross sectional areas and circumferences of collecting duct lumina were measured in fixed renal papillae from diuretic and antidiuretic hamsters. In addition, the diameters of collecting ducts in vivo were determined from movies of papillae during peristaltic flows. The average diameter of collecting duct lumina on fixed tissue at various distances from the tip were found to be similar to the diameters of collecting ducts measured on the medullary papillae and independent of urine flow rate. Total luminal collecting duct wall area and total volume of collecting ducts in a 100-g hamster were calculated. In the last millimeter of the papilla, the average wall surface area was 3.13 mm 2 , and the average total collecting duct volume was 23.12 nl. To calculate fluid reabsorption from the final millimeter of papillary collecting ducts, we estimated urine flow rate through the cross sectional area at 1.0 mm from the tip. In eight hamsters with an average urine flow rate of 1.00 ± 0.07 µl·min -1 ·100 g of body wt -1 average fluid reabsorption rate was estimated to be 1.21 ± 0.28 µl·min -1 ·100 g of body wt -1 (N = 8). Using the above figure for the luminal wall area of collecting ducts, we estimated that the hydraulic coefficient of 30 nl·cm -2 ·min -1 ·mOsm -1 previously measured is at least an order of magnitude too low to account for this reabsorption rate. Morphometrie et reabsorption au cours de l'ecoulement peristaltique dans les canaux collecteur medullaires de la papille renale du hamster. Nous avons montre anterieurement que chez les rongeurs dont le bassinet est intact l'urine s'ecoule dans les canaux collecteur papillaires par petits embols d'une facon pulsatile. A debit urinaire faible il a ete observe des conditions defavorables a la reabsorption: (1) une velocite lineaire de l'urine elevee, et (2) l'absence apparente d'urine dans les canaux collecteurs papillaires pendant une fraction de temps allant jusqu'a 95%. Ce travail utilise les observations acquises sur la nature du mouvement de l'urine dans le canal collecteur papillaire ainsi qu'une analyse morphometrique du debit de reabsorption dans le canal collecteur papillaire du hamster. La surface et al circonference de la lumiere du canal collecteur ont ete mesurees sur des papilles fixees provenant d'animaux diuretiques et non diuretiques. De plus, les diametres des canaux collecteurs in vivo ont ete determines a partir de cine-enregistrement de la papille au cours de l'ecoulement peristaltique. Le diametre moyen de la lumiere du canal collecteur sur des tissus fixes a des distances differentes de la pointe de la papille est semblable au diametre des canaux collecteurs mesure sur la papille medullaire et independent du debit urinaire. La surface parietale totale de canal collecteur et le volume total des canaux collecteurs d'un hamster de 100 g a ete calcule. Dans le dernier millimetre de la papille, la surface parietale moyenne est de 3,13 mm 2 et le volume total moyende 23,13 nl. Pour calculer la reabsorption totale dans le dernier millimetre de canaux collecteurs papillaires, on a evalue le debit urinaire a travers la section a 1,0 mm de la pointe de la papille. Chez huit hamsters dont la debit urinaire moyen etait de 1,00 ± 0,07 µl·min -1 ·100 g poids corporel -1 la reabsorption moyenne evaluee etait de 1,21 ± 0,28 µl·min -1 ·100 g poids corporel -1 (N = 8). L'utilisation de ces valeurs pour la surface laminale des canaux collecteurs permet d'indiquer que le coefficient hydraulique de 30 nl·cm 2 ·min -1 ·mOsm -1 , anterieurement mesure est d'au moins un ordre de grandeur trop faible pour rendre compte de debit de reabsorption.