Renal Function in Single-Kidney Rats

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Abstract
Can a single kidney survive for a normal life span? This is the type of question frequently asked by patients and especially by parents of children who lose one kidney in early childhood. Based on our wide experience with single-kidney rats, we will try to give an answer to this question. After the removal of its counterpart, the single remaining kidney will rapidly adapt to the new situation by a compensatory increase in the glomerular filtration rate (GFR) and renal mass. This is true not only for intact kidneys but also for damaged ones. The GFR level obtained by damaged kidneys will be less than that of intact single kidneys, however, depending on the degree of initial damage. The GFR is stable for a certain period of time, which is longer for intact single kidneys than for damaged kidneys and also depends on the daily protein intake; after that renal function will deteriorate. This decline in GFR is preceded by a marked increase in urinary protein excretion. Although the follow-up period is not completed yet, the survival time of single intact kidneys in rats on a normal diet is expected to be 15%–20% less than the normal rat life span. In rats on a lifelong high protein intake the kidney survival time drops to 40% below the normal rat life span. In rats on a moderately reduced protein intake, however, single intact kidneys may survive for a normal life span. The situation is worse for single damaged kidneys. Depending on the severity of the initial damage, kidney survival time will be much less than a normal life span. We studied rats with an initial recovery to 75% of renal function. Despite this initial recovery, the animals died of renal failure within 50% of the expected life span. A low-protein diet prolonged the renal survival by about 12%, a high-protein diet shortened it by the same percentage. Kann eine Einzelniere ein Leben lang zufriedenstellend funktionieren? Diese Frage wird uns sehr häufig gestellt, besonders oft von den Eltern der Kinder, die in früher Kindheit eine Niere verloren haben. Wir haben sehr viele Versuche an Ratten mit einer Einzelniere durchgeführt und wir wollen versuchen, diese Frage zu beantworten. Nach dem Entfernen einer Niere paßt sich die übriggebliebene Niere sehr schnell der neuen Situation an und kompensiert durch Erhöhung der Glomerulumfiltrationsrate und der Nierenmasse. Dies trifft nicht nur bei gesunden Nieren, sondern auch bei geschädigten zu. Die Glomerulumfiltrationsrate ist jedoch niedriger bei geschädigten als bei gesunden Einzelnieren und hängt von dem Grad der Schädigung ab. Sie bleibt eine Zeitlang unverändert (länger bei gesunden Einzelnieren als bei geschädigten) und hängt auch mit der täglichen Proteinzufuhr zusammen. Danach verschlechtert sich die Nierenfunktion. Der Verringerung des Glomerulumfiltrats geht eine deutliche Proteinurie voraus. Obwohl die Versuchstiere weiterhin beobachtet werden, kann man erwarten, daß die Lebensdauer der gesunden Einzelniere um 15% bis 20% kürzer als die durchschnittliche Lebenszeit der Ratte sein wird. Bei Ratten, die ihr Leben lang eine proteinreiche Nahrung erhalten haben, bleibt die Lebensdauer der Niere sogar um 40% unter der durchschnittlichen Lebenszeit. Bei Ratten, die eine leicht reduzierte Proteinzufuhr erhalten haben, kann jedoch die Niere während der ganzen Lebenszeit funktionieren. Die Situation ist noch ernster bei geschädigten Einzelnieren. Je nachdem, wie schwer die ursprüngliche Schädigung ist, wird die Niere nur während eines Bruchteils der durchschnittlichen Lebensdauer funktionieren. Wir haben Ratten beobachtet, die zuerst 75% der Nierenfunktion wiedererlangt hatten und dennoch während der ersten Hälfte der durchschnittlichen Lebensdauer starben. Eine proteinarme Diät verlängert diese Zeit um ca. 12% und eine proteinreiche Diät verkürzt sie entsprechend. Combien de temps peut-on survivre avec un seul rein? C’est une question que nos patients nous posent fréquemment et plus souvent encore les parents des enfants ayant perdu un rein dans leur petite enfance. Nous avons pratiqué un grand nombre d’expériences sur des rats avec un rein unique et nous sommes en mesure d’essayer de répondre à cette question. Nous avons constaté qu’après l’ablation d’un rein, celui qui reste en place s’adapte très rapidement à la nouvelle situation qu’il compense par augmentation du taux de filtration glomérulaire et de la masse rénale. Ceci se produit non seulement dans le cas des reins sains mais aussi dans le cas des reins pathologiques. Il va de soi que le taux de filtration atteint par un rein pathologique reste inférieur à celui d’un rein unique sain et dépendra de l’ampleur de la lésion initiale. Le taux de filtration reste stable pendant un certain temps (ce laps de temps étant plus long pour le rein unique sain que pour le rein unique pathologique) et on notera que ce taux de filtration est étroitement lié à l’apport quotidien en protéines, puis la fonction rénale ira en se détériorant. Cette détérioration de la fonction rénale est précédée par une nette augmentation de la protéinurie. La poursuite de l’expérience sous surveillance confirme le fait que le rein unique des rats ayant un régime alimentaire normal continue à fonctionner pendant un laps de temps inférieur de 15%–20% à la durée moyenne théorique de la vie. Chez les rats ayant un régime hyperprotéique durant toute leur vie, la période de fonctionnement du rein unique sera de 40% inférieure à la durée normale de la vie du rat. Chez les rats ayant un régime dans lequel on a modérément...