Structural adaptation in initial collecting tubule following reduction in renal mass

Structural adaptation in initial collecting tubule following reduction in renal mass. Tubular function studies have shown that nephrectomy leads to a sharp increase in potassium secretion by initial collecting tubules. The aim of this study was to examine the relationship between potassium transport and the cellular morphology of the distal nephron. Clearance and ultrastructural studies were conducted in rats 10 days after 75% nephrectomy. Fractional urinary potassium excretion increased from 23.4 ± 3.8% in controls to 63.9 ± 10.1% in nephrectomized animals. Stereological analysis of principal cells in the initial collecting tubule revealed that following nephrectomy the surface density of the basolateral membrane increased from 2.32 ± 0.12 to 4.11 ±0.20 µm2/µm3. While the basolateral membrane surface density of intercalated cells in this segment was not affected by nephrectomy, the luminal membrane surface density increased from 0.29 ± 0.03 to 0.54 ± 0.08 µm2/µm3. Ultrastructural changes were not observed in cells of the distal convoluted tubule. These observations demonstrate that cell type specific changes in membrane surface density accompany the adaptive increase in ion transport that occurs with a reduction in renal mass. The enhanced potassium excretion associated with nephrectomy may be partly mediated by a specific increase in the basolateral membrane of principal cells. The increase in luminal membrane of intercalated cells may be related to the increase in acid transport per surviving nephron following nephrectomy. Adaptation structurelle du tubule collecteur initial apres reduction de la masse nephronique. Des etudes de la fonction tubulaire ont montre que la nephrectomie conduit a une elevation prononcee de la secretion potassique par les tubules collecteurs initiaux. Le but de cette etude a ete d'examiner la relation entre le transport du potassium et la morphologie cellulaire du nephron distal. Des etudes de clearance et d'ultrastructure ont ete entreprises chez des rats 10 jours apres nephrectomie de 75%. L'excretion urinaire fractionnelle de potassium a augmente de 23,4 ± 3,8% chez les controles a 63,9 ± 10,1% chez les animaux nephrectomises. Une analyse stereologique des cellules principales du tubule collecteur initial a revele qu'apres la nephrectomie, la densite de surface de la membrane baso-laterale s'est eleve de 2,32 ± 0,12 a 4,11 ± 0,20 µm2/µm3. Bien que la densite de surface de la membrane baso-laterale des cellules intercalaires de ce segment ne soit pas affectee par la nephrectomie, la densite de surface de leur membrane luminale s'est eleve de 0,29 ± 0,03 a 0,54 ± 0,08 µm2/µm3. Des modifications ultrastructurelles n'ont pas ete observees dans les cellules du tubule contourne distal. Ces observations demontrent que des changements de la densite de surface membranaire specifiques d'un type cellulaire accompagnent l'elevation adaptative du transport ionique qui se produit lors d'une reduction de la masse renale. La stimulation de l'excretion potassique associee a la nephrectomie pourrait etre partiellement mediee par une augmentation specifique de la membrane basolaterale des cellules principales. L'accroissement de la membrane luminale des cellules intercalaires pourrait etre reliee a l'augmentation du transport d'acides par nephron restant apres nephrectomie.