Über das Nephron der Elasmobranchier

Summary

According to light microscopical studies glomerula and proximal convoluted tubules of the elasmobranch kidney are characterized by structural peculiarities, which possibly are related to the physiological uremia of this group of animals. In order to obtain morphological fundamentals for cytochemical and physiological studies, the authors have investigated the above mentioned parts of the nephron with the electron microscope. The results are as follows:

• 1. The remarkable thickness of the glomerular tufts in the elasmobranchs—averaging 7 μ—is due to the presence of a cell-rich layer (diameter about 6 μ) between podocytes and endothelium.

• 2. The podocytes bear individual cilia protruding into the capsular space. They further contain bundles of fine filaments (diameter approximately 80 Å) which possibly are myofilaments. Between the feet of the podocytes slit membranes occur on the surface of the basement lamina.

• 3. The medium layer of the vascular wall corresponds to a strongly thickened basement lamina, into which besides collagen fibrils and fuzzy material different cells are embedded. The majority of these intralamellar cells consists of branched elements the processes of which spread inside the membrane. In contrast to earlier statements, which were based on light microscopical observations, these cells are interpreted to represent fibrocytic elements and not smooth muscle cells. A second intralamellar cell type which does not possess any processes, is marked by well developed cisternae of rough endoplasmic reticulum.

• 4. The relatively thick endothelium of the glomerular vessels possesses a rugged surface, its pseudofenestration beeing less regular than in glomerular capillaries of higher vertebrates.

• 5. Vesiculated spherical bodies, swollen cellular apices and protuberances apparently being pinched off in the proximal convoluted tubule—possibly equivalents of an apocrine extrusion—are described. The authors are of the opinion that these structures do not represent artifacts caused by fixation. It remains on open question, whether this extrusion contributes to the composition of the tubular urine.

• 6. The “Basalreifen” of the kidney tubule as have been described by light microscopists, correspond to crests of the inner surface of the basement lamina, the “basale Kittfäden” to the strips of cytoplasm between these “Basalreifen”.

Zusammenfassung

Glomerula und Hauptstücke der Elasmobranchierniere fallen nach lichtmikroskopischen Studien durch strukturelle Besonderheiten auf, die möglicherweise mit der physiologischen Uraemie dieser Tiergruppe in Zusammenhang stehen. Um weitere morphologische Grundlagen für spätere cytochemische und physiologische Untersuchungen zu gewinnen, haben die Autoren die genannten Nephronabschnitte elektronenmikroskopisch untersucht. Folgende Befunde wurden erhoben:

• 1. Die erstaunliche Dicke der Glomerulumgefäße der Elasmobranchier — sie beträgt durchschnittlich 7 μ — beruht auf der Ausbildung einer zellreichen Schicht (Durchmesser durchschnittlich 6 μ) zwischen Podozyten und Endothel.

• 2. Die Podozyten tragen Einzelcilien, die in den Kapselraum hineinragen, und werden von Strähnen zarter, etwa 80 Å dicker Filamente durchzogen. Möglicherweise handelt es sich um Myofilamente. Zwischen den Füßchen der Podozyten auf der Basalmembran kommen Schlitzmembranen vor.

• 3. Die Mittelschicht der Gefäßwand entspricht einer stark verdickten Basalmembran, in die außer Kollagenfibrillen Zellen eingebettet sind. Die Mehrzahl dieser intralamellären Zellen besteht aus verästelten Elementen, deren Ausläufer sich innerhalb der Membran ausbreiten. Im Gegensatz zu früheren Aussagen, die sich auf lichtmikroskopische Beobachtungen stützen, werden diese Zellen als fibrozytäre Elemente und nicht als glatte Muskelzellen gedeutet. Eine zweite intralamelläre Zellart, deren Elemente keine Ausläufer besitzen, fällt durch starke Entwicklung von Ergastoplasma auf.

• 4. Das relativ dicke Endothel der Glomerulumgefäße besitzt eine stark zerklüftete Oberfläche, seine Pseudofenestrierung ist weniger regelmäßig als in den Glomerula höheren Formen ausgebildet.

• 5. Verschiedene Zustandsbilder einer Abschnürung von vacuolär strukturierten Blasen und von Protuberanzen, die möglicherweise das Äquivalent einer apokrinen Extrusion aus den Hauptstückzellen sind, werden beschrieben. Die Frage bleibt offen, ob dieser Vorgang etwas mit der Abgabe harnpflichtiger Substanzen in das Lumen des Kanälchens zu tun hat. Es handelt sich bei diesen Strukturen nicht um Fixationsartefakte.

• 6. Die von Lichtmikroskopikern beschriebenen „Basalreifen“ des Nierenkanälchens entsprechen leistenartigen Erhebungen der Innenfläche der Basalmembran. Das Bild der „basalen Kittfäden“ dürfte durch die Cytoplasmapartien zwischen den Basalreifen hervorgerufen werden.