Electron microscopic studies of the innervation of the rat kidney

Summary

The innervation of the rat kidney is defined by a system which supplies those arterial blood vessels whose walls contain smooth muscle cells and the juxtaglomerular apparatus. Vessels containing pericytes, or those vessels composed of an endothelium only, as well as the tubules of both the cortex and medulla, are not innervated. Furthermore, ganglion cells do not occur in the rat kidney.

The nervous apparatus of the rat kidney consists of peripheral vegetative nerves, ensheathed by a perineurium, with 2–4 myelinated fibers running in the paravasal tissue of the interlobar and arcuate arteries, and of nerve bundles without a perineurial sheath in the paravasal tissue of the arcuate and interlobular arteries. Non-myelinated fibers and free axons occur in the immediate vicinity of the great arteries (interlobar, arcuate, and interlobular) and the vasa afferentia. Nerve fibers and free axons are also seen in the vicinity of only the proximal parts of those vasa efferentia which supply the cortical capillary plexus. The arteriolae rectae of the medulla, and their vasa efferentia, from which they arise, are innervated by non-myelinated fibers and free axons which accompany these arterial vessels only to the boundary of the outer and inner stripe of the outer zone of the medulla.

The functional innervation of those vessels with smooth muscle cells results from neuro-effector zones which predominantly show agranular vesicles. These structures were never seen between the smooth muscle cells within the media; the minimum neuromuscular distance was 600 Å. The present findings are correlated with the lightmicroscopically demonstrated adrenergic and cholinergic innervation. The resultant problems and functional consequences of the innervation of the kidney, especially the nature of the cholinergic fibers (afferent or post-ganglionic parasympathetic fibers) are briefly discussed.

Zusammenfassung

In der Rattenniere werden die muskelzellhaltigen arteriellen Gefäße und der juxtaglomeruläre Apparat innerviert. Blutgefäße mit Pericyten, porenhaltige Capillaren sowie die Tubuli der Rinde und des Markes werden nicht von Nervenfasern begleitet. Ganglienzellen wurden in der Rattenniere nicht beobachtet.

Periphere Nerven mit einem ein-bis zweischichtigen Perineurium kommen im paravasalen Gewebe der Interlobar- und Arcuata-Arterien vor; sie enthalten neben zahlreichen marklosen Nervenfasern gewöhnlich auch 2–4 markhaltige. Nervenfaser-Bündel ohne perineurale Scheide finden sich im paravasalen Gewebe der Arcuata- und Interlobular-Arterien. Darüber hinaus sind in unmittelbarer Nachbarschaft der großen Arterien (Interlobar-, Arcuata- und Inter-lobular-arterien) und der Vasa afferentia marklose Nervenfasern und freie Axone vorhanden, die auch die proximalen Abschnitte der Vasa efferentia der subcapsulären und intermediären Rindenschicht begleiten. Im Nierenmark werden die juxtamedullären Vasa efferentia und die Arteriolae rectae innerviert; marklose Nervenfasern und freie Axone sind nur bis zur Außen-Innenstreifen-Grenze nachweisbar.

Die Innervation der muskelzellhaltigen arteriellen Gefäße erfolgt durch aufgetriebene Axonabschnitte (Neuroeffektor-Zonen), die vorwiegend agranuläre Vesikel enthalten. Diese Strukturen liegen stets an der Grenze von Adventitia und Media bzw. Elastica externa; zwischen den glatten Muskelzellender Media wurden keine vesikelhaltigen Axonabschnitte gefunden. Als minimaler Abstand zwischen den vesikelhaltigen Axonabschnitten und den von einer Basalmembran umschlossenen glatten Muskelzellen (neuromuskuläre Distanz) wurden 600 Å gemessen. Die vorliegenden Ergebnisse werden mit den fluoreszenzmikroskopischen und histochemischen Untersuchungen über die adrenerge und cholinerge Innervation der Niere verglichen. Die sich aus diesem Vergleich ergebenden Probleme und funktionellen Konsequenzen für die Innervation der Niere sowie die Natur der cholinergen Fasern (afferente oder postganglionäre parasympathische Fasern) werden diskutiert.