Enzyme Histochemistry of Rat Folic Acid Nephropathy

Abstract

One hour after a single i.v. dose of 250 mg/kg folic acid, the straight portion of distal tubules in the outer medulla of rat kidneys showed a distinct reduction in succinate dehydrogenase, NADH₂-diaphorase, glutamate dehydrogenase, cytochrome oxydase, Na⁺/K⁺-ATPase, and acid phosphatase activity. In contrast, the proximal tubules exhibited only a reduction in glutamate dehydrogenase and alkaline phosphatase activity. At this time the straight portion of the distal tubules, whose enzyme activity had changed, showed partly regressive epithelial changes.

24 hours after folic acid administration an even greater reduction in enzyme activity had occurred in the straight portion of distal tubules; these structures also became dilated.

The adjacent collecting tubules and the corresponding proximal tubules were also severely dilated, the proximal tubules showing a loss in enzyme acitivities similar to those observed in the distal tubules.

48 hours after folic acid administration the changes largely resembled those observed after 24 hours, but were more pronounced. At this time a tubular regeneration was observed.

72 hours after folic acid administration, extensive normalization of the histological and histochemical changes had occured.

It ist postulated that a disturbance of the hairpin counter-current mechanism occurs as a result of a direct, concentration-dependent effect of folic acid on the enzymes of the energy supplying metabolism. A dilatation in the region of the loop of Henle and the collecting tubules occurs subsequently.

Eine Stunde nach einer einmaligen Verabreichung von 250 mg/kg Folsäure i.v. zeigten die gestreckten Mittelstücke des Markinnenstreifens der Rattenniere eine deutliche Aktivitätsabnahme der Succinat-Dehydrogenase, NADH₂-Diaphorase, Glutamat-Dehydrogenase, Cytochrom-Oxidase, Na⁺/K⁺ATPase und sauren Phosphatase. Im Gegensatz dazu ließen die Hauptstücke lediglich eine Abnahme der Glutamat-Dehydrogenase- und der alkalischen Phosphatase-Aktivität erkennen. Zu diesem Zeitpunkt zeigte ein Teil der Tubuli mit veränderter Enzymaktivität regressive Epithelveränderungen.

24 Stunden nach der Folsäureverabreichung beobachtete man in den gestreckten Mittelstücken eine noch stärkere Enzymaktivitätsabnahme, zusammen mit einer Dilatation. Die benachbarten Sammelröhren sowie die zugehörigen Hauptstücke waren ebenfalls stark dilatiert, wobei die letzteren einen den Mittelstücken entsprechenden Aktivitätsverlust zeigten.

48 Stunden nach der Folsäureverabreichung entsprachen die Veränderungen im wesentlichen denjenigen nach 24 Stunden, waren aber stärker ausgeprägt. Zu diesem Zeitpunkt beobachtete man eine Tubulusregeneration.

72 Stunden nach der Folsäureverabreichung kam es zu einer weitgehenden Normalisierung der histologischen und histochemischen Veränderungen.

Es wird angenommen, daß es durch eine direkte, konzentrationsabhängige Wirkung der Folsäure auf die Enzyme des energieliefernden Stoffwechsels in den gestreckten Mittelstücken zu einer Störung des Haarnadel-Gegenstrom-Prinzips kommt. Als Folge dieser Dysfunktion entwickelt sich eine Dilatation im Bereiche der Henleschen Schleife und der Sammelröhre.