Lanthanum permeability of tight junctions along the collecting duct of the rat

Lanthanum permeability of tight junctions along the collecting duct of the rat. The permeability of the tight junctions ( zonulae occludentes ) was evaluated along the entire length of the collecting duct of the rat using a lanthanum tracer technique. Nine rats with hereditary hypothalamic diabetes insipidus were studied using standard micropuncture and clearance techniques. Glomerular filtration rate (GFR) estimated from inulin clearance, urine and plasma osmolality (U/P osm ) and urine flow rate (V) were determined in eight of nine animals. During either sustained diuresis (five animals) or vasopressin-induced antidiuresis (four animals), individual surface convolutions of distal convoluted tubules or early cortical collecting ducts were preserved for ultrastructural examination by intraluminal microperfusion with a glutaraldehyde-formaldehyde fixative followed by a second microperfusion with a lanthanum tracer. Mean GFR during diuresis was 6.31 ± SE 0.63 ml/min/kg of body wt and V=797 ± SE 108 µl/min/kg or 13.6 ± SE 2.2% of the filtered load of water. After administration of exogenous vasopressin, V fell to 311 ± 157 µl/min/kg or 5.2 ± SE 3.8% of the filtered load of water and U/P osm rose from 0.658 ± SE 0.043 to 2.124 ± 0.454. Tight junctions of cortical and outer medullary segments of the collecting duct resisted lanthanum penetration. Tight junctions of the inner medullary and papillary segments of the collecting duct were freely permeable to lanthanum suggesting the presence of a paracellular shunt pathway for solute and water movement. The results were independent of the presence or absence of vasopressin. Physiological studies have previously demonstrated that cortical and outer medullary segments of the collecting duct have a low urea permeability while inner medullary and papillary segments of the collecting duct have a relatively high urea permeability. The possibility is suggested that urea movement across the inner medullary and papillary segments of the collecting duct may occur, at least in part, via a paracellular pathway formed by the nonoccluding tight junction and the lateral intercellular space. Permeabilite au lanthane des jonctions serrees le long du canal collecteur du rat. La permeabilite des jonctions serrees (zonulae occludentes) a ete evaluee tout au long du canal collecteur du rat, au moyen d'une technique utilisant le lanthane comme traceur. Neuf rats atteints de diabete insipide hypothalamique hereditaire ont ete etudies au moyen des techniques habituelles de microponction et de clearance. La filtration glomerulaire (GFR) mesuree par la clearance de l'inuline, le rapport des osmolarites urine/plasma (U/P osm ) et le debit urinaire (V) ont ete obtenus chez huit des neuf animaux. Au cours de la diurese entretenue (cinq animaux) ou de l'antidiurese induite par la vasopressine (quatre animaux) des convolutions superficielles de tubes contournes distaux ou des canaux collecteurs precoces ont ete preserves aux fins d'etude ultrastructurale par la microperfusion intraluminale d'un fixateur glutaraldehyde-formaldehyde suivie d'une deuxieme microperfusion de lanthane. Le GFR moyen au cours de la diurese etait de 6,31 ± SE 0,63 ml/min/kg poids corporel et V=797 ± SE 108 µl/min/kg ou 13,6 ± SE 2,2% de la charge d'eau filtree. Apres l'administration de vasopressine, V a diminue a 311 ± 157 µl/min/kg ou 5,2 ± SE 3,8 % de la charge d'eau filtree et U/P osm est passe de 0,658 ± SE 0,043 a 2,124 ± 0,454. Les jonctions serrees des segments corticaux et medullaire externe des canaux collecteurs ont resiste a la penetration de lanthane. Les jonctions serrees des segments medullaire interne et papillaire des canaux collecteurs ont ete librement permeables au lanthane ce qui suggere une voie de shunt paracellulaire pour les mouvements d'ezu et de substances dissoutes. Les resultats sont independants de la presence ou de l'absence de vasopressine. Les etudes physiologiques anterieures ont montre que les segments corticaux et medullaires externes des canaux collecteurs ont une permeabilite faible pour l'uree, cependant que les segments medullaires internes et papillaires ont une permeabilite elevee. Il est suggere que des mouvements d'uree a travers les segments medullaires internes et papillaires des canaux collecteurs puissent avoir lieu, au moins en partie, par une voie paracellulaire formee par les jonctions serrees non occlusives et l'espace intercellulaire lateral.