¹The Mount Desert Island Biological Laboratory, Salsbury Cove, Maine

Correspondence: Dr B Schmidt-Nielsen, Mount Desert Island Biological Laboratory, Salsbury Cove, Maine 04672, USA

Received 16 May 1980; Revised 8 September 1980.

Abstract

Peristaltic flow of urine in the renal papillary collecting ducts of hamsters. Urine movements in the papillary collecting ducts were studied visually, in vivo, through the intact renal pelvic wall in anesthetized (Inactin 150 mg/kg) hamsters having a normal range of urine flow rates (0.5 to 3.8 1 min^-1 100 g of body wt^-1). Urine was given a contrasting color by a continuous i.v. infusion of lissamine green (0.5 to 2%) in saline. The lower renal pelvis with about 1.3 mm of the renal papilla was illuminated with a fiber optic light, and the movements of urine in the medullary collecting ducts were observed and filmed through a dissecting microscope. Urine flow was determined indirectly by measuring changes in the urinary bladder diameter, and the rate of urine formation was manipulated by changing the rate of lissamine green-saline infusion. Urine, propelled by pelvic peristaltic waves, moved as discreet boluses in a pulsatile fashion through the papillary collecting ducts. The length of the urine boluses and the percent of time the papillary collecting ducts were in contact with urine increased in direct proportion to urine flow. At the lowest urine flow rate, the papillary collecting ducts (at 1.0 mm from the tip) were empty 94% of the time. The velocity (1.6 0.1 mm sec^-1) and frequency (12.6 0.5 contractions min^-1) of the pelvic peristaltic waves were not related to urine flow rate. The renal pelvic contractions were also observed to cause discontinuous blood flow in the vasa recta. In the context of Stephenson's mass balance equation for the concentration ratio of the kidney, the discontinuous fluid movements imposed by the renal pelvis may result in an increased urine concentrating ability.

Ecoulement péristaltique de l'urine dans le canal collecteur papillaire du rein de hamster. Les mouvements de l'urine dans les canaux papillaires ont été étudiés par l'inspection in vivo à travers la paroi pyélique intacte chez des hamsters anesthésiés (Inactine 150 mg/kg) pour un éventail normal de débits urinaires (0,5 à 3,8 l min^-1 100 g de poids corporel). L'urine a été colorée en permanence par une perfusion continue de vert de lissamine (0,5 à 2%) dans du chlorure de sodium isotonique. La partie inférieure du bassinet et environ 1,3 mm de papille rénale ont été illuminés avec une fibre optique et les mouvements de l'urine dans les canaux collecteurs médullaires ont été observés et filmés au moyen d'un microscope de dissection. Le débit urinaire a été déterminé indirectement par la mesure du diamètre vésical et le débit d'urine a été modulé au moyen du débit de perfusion du vert de lissamine dans du chlorure de sodium. L'urine, propulsée par les ondes péristaltiques du bassinet, se déplace sous la forme de petits embols d'une façon pulsatile dans les canaux collecteurs papillaires. La longueur de ces embols d'urine et la fraction du temps pendant lequel les canaux collecteurs papillaires sont au contact de l'urine augmentent en fonction du débit urinaire. Aux plus faibles débits urinaires les canaux collecteurs (à 1 mm de l'extrémité) sont vides pendant 94% du temps. La vélocité (1,6 0,1 mm sec^-1) et la fréquence (12,6 0,5 contractions min^-1) des ondes péristaltiques pyéliques ne sont pas liées au débit urinaire. Les contractions pyéliques déterminent aussi un écoulement discontinu du sang dans les vasa recta. Dans le contexte de l'équation de Stephenson pour le pouvoir de concentration du rein, les mouvements discontinus de liquide imposés par le bassinet puissent avoir pour conséquence d'augmenter la capacité de concentration de l'urine.