Structural differences in thin limbs of Henle: Physiological implications

Structural differences in thin limbs of Henle: Physiological implications. Rat thin limbs of Henle (TL) were studied by electron microscopy. Descending and ascending thin limbs (DTL, ATL) were identified by tracing their continuity with known structures and by histotopography. Two types of TL were identified. Type I showed cellular interdigitation and very shallow intercellular occluding junctions. Junctions between noninterdigitating cells in type II had longer apical-basal depths. In short loops , DTL were type II. In long loops , DTL were type 1 in the outer medulla and possessed "complex" features such as microvilli and basal cytoplasmic invaginations. "Complex" type I DTL extended to varying distances in the inner medulla, where they underwent transition to type II limbs. ATL were type I, but appeared "simple" compared to the upper portions of DTL (no microvilli or basal invaginations). Transition from type II to "simple" type I epithelium occurred in the terminal portions of DTL at short distances (56 to 133 µ) before their junctions with ATL at the bends. Counts showed that profiles of "complex" type I DTL were outnumbered by type II DTL in the upper one-half, and virtually absent in the lower one-half of the inner medulla. Ultrastructural studies suggest that the degree of passive ion permeation across epithelia may be determined by the depth of their occluding junctions. Thus, type I cell junctions may be more permeable than type II. Cellular interdigitation provides for a larger paracellular pathway in type I limbs, and thus may enhance their permeability. These considerations suggest a role for TL structural differences in medullary counter-current mechanisms. Differences de structure des anses greles de Henle: Implications physiologiques. Les anses greles de Henle du rat (TL) ont ete etudiees en microscopie electronique. Les branches descendantes (DTL) et ascendantes (ATL) ont ete identifiees par l'etude de leur continuite avec des structures connues et par histotopographie. Deux types de TL ont ete identifies. Le type I a des interdigitations cellulaires et des jonctions intercellulaires peu profondes. Les jonctions entre les cellules sans interdigitations de type II ont une dimension apico-basale plus grande. Dans les anses courtes DTL sont du type II. Dans les anses longues les DTL sont du type I dans la medullaire externe et possedent des aspects "complexes" tels des microvillosites et des invaginations cytoplasmiques basales. Les DTL "complexes" de type I s'etendent sur des distances variables dans la medullaire interne ou ils subissent la transition en anses de type I. Les ATL sont de type I et apparaissent "simples" par comparaison avec les portions superieures des DTL (ni microvillosites ni invaginations). La transition de l'epithelium du type II au type I simple survient dans la portion terminale du DTL a une courte distance (56 a 133 µ) de la jonction avec ATL a la pointe. Le denombrement a montre que les aspects "complexes" de DTL de type I sont moins nombreux que le DTL type II dans la moitie superieure et sont virtuellement absents de la moitie inferieure de la medullaire interne. Les etudes ultrastructurales suggerent que le degre de permeation passive d'un epithelium peut etre determine par la profondeur des jonctions intercellulaires. Ainsi les jonctions cellulaires de type I pourraient etre plus permeables que celles du type II. Les interdigitations cellulaires fournissent une voie paracellulaire plus grande dans les anses de type I et ainsi peuvent accroitre leur permeabilite. Ces considerations suggerent un role des differences de structures de TL dans les mecanismes de contre courant medullaire.