Skip to main content

Light and Electron Microscopical Studies of the Renal Lesion in Dogs With Pyometra

Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen der Nieren bei Hunden mit Pyometra

Ljus- och elektronmikroskopiska undersökningar av njurskadan vid pyometra hos hund

Summary

Kidney biopsies from 23 bitches with pyometra and an entire kidney from four pyometra bitches were examined by light microscopy. Kidney tissue was also taken from three bitches at different intervals after ovariohysterectomy for pyometra. All the pyometra bitches had membranous glomerulonephritis or mixed proliferative and membranous glomerulonephritis. Two of the bitches had intraglomerular hyaline nodules resembling those seen in conjunction with diabetes in human beings. The degree of glomerular damage could be correlated with the reduction in glomerular filtration rate determined by function tests. The proximal tubules generally contained numerous hyaline droplets but the degree of this change could not be correlated to the degree of glomerular damage. A yellow pigment, a lipofuscin, was regularly present in the proximal tubules as well as epithelial proliferation and mitoses. Focal atrophy of tubules also occurred, presumably because of obliteration of glomeruli. The cortical interstitium contained collections of mature and immature plasma cells, often surrounding the glomeruli.

When the kidneys from three bitches were examined after ovariohysterectomy for pyometra, the glomerular damage in two had regressed to leave only slight thickening of the capillary walls. In the third bitch, examined only 14 days after ovariohysterectomy, healing was partial.

Kidney tissue from five bitches was also examined by electron microscopy. The glomerular endothelial cells were swollen and the basement membrane was grealy thickened. With more severe degrees of glomerular damage, an electron-dense material was deposited along the inner surface of the basement membrane and the swollen mesangial cells contained numerous inclusions. There was focal fusion of the foot processes of the glomerular epithelial cells; in one bitch with heavy proteinuria, the fusion was widespread. The proximal tubules contained numerous protein absorption droplets representing resorbed protein. The tubular basement membrane at all levels was thickened.

Because of similarities with some other types of renal damage (nephrotoxic nephritis in dogs and acute proliferative glomerulonephritis in human beings), the possibility is broached that the renal lesion in pyometra is the result of an immunobiological process.

Zusammenfassung

Lichtmikroskopische Untersuchungen wurden an 23 Nierenbiopsien und 4 Nieren von Hunden mit Pyometra durchgeführt. Nieren von 3 Hunden mit Pyometra, die kürzere oder längere Zeit nach Hysterektomie getötet wurden, wurden untersucht. Bei den Pyometrafällen wurde in den Glomeruli eine membranöse oder membranösproliferative Glomerulonephritis beobachtet.

In zwei Fällen fand man in den Glomeruli hyaline Knoten, die den hyalinen Knoten ähnlich waren, die bei Diabetes der Menschen vorkommen können. Die Glomerulischädigung stand in Korrelation mit der bei Funktionsuntersuchung festgestellten Verminderung der Filtrationsgeschwindigkeit.

In den proximalen Tubuli wurden mehr oder weniger zahlreiche hyaline Tropfen nachgewiesen; der Grad dieser Veränderung stand jedoch nicht im Zusammenhang mit der Glomerulischädigung. Es wurde regelmässig in proximalen Tubuli ein gelbes Pigment nachgewiesen, das für Lipofuscin gehalten wird, als auch eine gesteigerte Zellproliferation und das Vorkommen von Mitosen. Im Interstitium der Nierenrinde fand man ein Infiltrat, das überwiegend aus reifen und unreifen Plasmazellen bestand. Die Infiltrate befanden sich oft in der Nähe von Glomeruli.

Bei Nierenuntersuchungen nach der Hysterektomie, die wegen einer Pyometra durchgeführt wurde, fand man in zwei Fällen eine Ausheilung der Nierenschädigung, wobei nur eine leichte Anschwellung der Kapillarwände in den Glomeruli zurückblieb.

Bei elektronenmikroskopischer Untersuchung von 5 Fällen fand man in den Glomeruli eine Hypertrophie der Endothelzellen und eine starke Anschwellung der Basalmembran. In den schwersten Fällen fand man auch eine Überschichtung mit elektronendichter Substanz an der Innenseite der Basalmembran und zahlreiche Inklusionen in den mesangialen Zellen. Diese waren im allgemeinen hypertrophisch. Die Epithelzellen zeigten fokale Fusionen von Fussprozessen und in einem Falle (mit hochgradiger Proteinurie), fand man ausgedehnte Fusionen. In den proximalen Tubuli wurden zahlreiche Proteinabsorptionstropfen gefunden. In allen Tubuliabschnitten wurde eine Verdickung der Basalmembran gefunden.

Auf Grund der Ähnlichkeit mit gewissen anderen Nierenschädigungen (nephrotoxische Nephritis des Hundes und akute proliferative Glomerulonephritis des Menschen) wird hypothetisch gehalten, dass die Nierenschädigung bei Pyometra durch einen immunologischen Prozess verursacht ist.

Sammanfattning

Ljusmikroskopiska undersökningar av 23 njurbiopsier och 4 hela njurar från hundar med pyometra ha utförts. I 3 fall ha njurar undersökts från hundar, som avlivats kortare eller längre tid efter hyster-ektomi på grund av pyometra. I glomeruli iakttogs i pyometrafallen en membranös eller blandad membranös och proliferativ glomerulonefrit. I två fall sågs hyalina knutor i glomeruli, vilka liknade de hyalina knutor, som kunna förekomma vid diabetes hos människa. Glomeruliskadan var korrelerad till den vid funktionsundersökningen iakttagna minskningen i filtrationshastigheten.

I proximala tubuli påvisades mer eller mindre rikligt med hyalina droppar, men graden av denna förändring var icke korrelerad till glomeruliskadan. I proximala tubuli påvisades regelbundet ett gult pigment, som ansågs vara lipofuscin, samt ökad cellproliferation och förekomst av mitoser. Härdformigt sågs atrofi av tubuli orsakad av undergång av glomeruli. I interstitiet i barken funnos infiltrat övervägande bestående av mogna och omogna plasmaceller. Infiltraten lågo ofta intill glomeruli.

Vid undersökning av njurarna efter hysterektomi på grund av pyometra iakttogs i två fall en avläkning av njurskadan så att endast en lindrig ansvällning av kapillärväggarna i glomeruli återstod.

Vid elektronmikroskopisk undersökning av 5 fall iakttogs i glomeruli en hypertrofi av endotelcellerna samt en stark ansvällning av basalmembranen. I de gravaste fallen funnos även pålagringar av en elektrontät substans på basalmembranens insida och talrika inklusioner i de mesangiala cellerna. Dessa voro i allmänhet hypertrofiska. Epitelcellerna visade huvudsakligen fokala fusioner av fotprocesserna och i ett fall (med höggradig proteinuri) funnos utbredda fusioner. I proximala tubuli sågos rikligt med proteinabsorptionsdroppar. I alla tubuliavsnitt sågs förtjockning av basalmembranen.

På grund av likheten med vissa andra njurskador (nefrotoxisk nefrit hos hund och akut proliferativ glomerulonefrit hos människa) framkastas hypotesen att njurskadan vid pyometra orsakas av en immunopatologisk process.

References

  1. Allen, A.C.: The Kidney. Second ed. 1962. Grune & Stratton. New York.

  2. Åsheim, Å.: Renal function in dogs with pyometra. 1. Studies of the hypothalamic-neurohypophyseal system. Acta vet. scand. 1963, 4, 281–291.

    Article  Google Scholar 

  3. Åsheim, Å.: Renal function in dogs with pyometra. 3. Glomerular filtration rate, effective renal plasma flow and the relation between solute excretion rate and concentrating ability during dehydration. Acta vet. scand. 1964 a, 5, 56–73.

  4. Åsheim, Å.: Renal function in dogs with pyometra. 4. Maximum concentrating capacity during osmotic diuresis. Acta vet. scand. 1964 b, 5, 74–87.

  5. Åsheim, Å.: Renal function in dogs with pyometra. 5. Sodium content of kidneys with reduced concentrating ability. Acta vet. scand. 1964 c, 5, 88–98.

  6. Berger, J. & Galle, P.: Altération singulière des membranes basales du rein. J. d’Urol. et de Néphrol. 1962, 68, 116–127.

    CAS  Google Scholar 

  7. Bergstrand, A.: Electron microscopic investigations of the renal glomeruli. Lab. Invest. 1957, 6, 191–204.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  8. Bergstrand, A. & Bucht, H.: Electronmicroscopic investigations on the glomerular lesions in diabetes mellitus (diabetic glomerulosclerosis). Lab. Invest. 1957, 6, 293–300.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  9. Björkman, N.: Low magnification electron microscopy in histological work. Acta morph. neerl.-scabd. 1962, 4, 344–348.

    Google Scholar 

  10. Bloom, F.: The extragenital lesions of canine pyometra. Cornell Vet. 1946, 36, 324–342.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  11. Boss, J. H.: The antigen distribution pattern of the human placenta. An immunofluorescent microscopic study using the kidney as an experimental model. Arner. J. Path. 1963, 12, 332–342.

    CAS  Google Scholar 

  12. Brewer, D. B. & Eguren, L. M.: The fine structure of protein droplets in the proximal convoluted tubule of the mouse kidney. J. Path. Bact. 1962, 83, 107–116.

    CAS  Article  Google Scholar 

  13. Dalton, A. J. & Zeigel, R. F.: A simplified method of staining thin sections of biological material with lead hydroxide for electron microscopy. J. biophysic. and biochem. Cytol. 1960, 7, 409–410.

    CAS  Article  Google Scholar 

  14. Dahme, E.: Die Morphologie der Nephrosen des Hundes unter Berücksichtigung der Klinik. Dtsch. tierärztl. Wschr. 1956, 63, 49–53.

    Google Scholar 

  15. Dixon, F., Feldman, J. & Vazquez, J.: Experimental glomerulonephritis. The pathogenesis of a laboratory model resembling the spectrum of human glomerulonephritis. J. exp. Med. 1961, 113, 899–920.

    CAS  Article  Google Scholar 

  16. Erich, E. W., Forman, C. W. & Seifer, J.: Diffuse glomerulonephritis and lipoid nephrosis; correlation of clinical, morphological and experimental observations. Arch. Path. 1952, 54, 463–503.

    Google Scholar 

  17. Farquhar, M. G.: Review of normal and pathologic glomerular ultrastructure. Proc. 10th Ann. Conf. on Nephrotic Syndrome. New York, 1959.

  18. Farquhar, M. G., Hopper, J. & Moon, H. D.: Diabetic glomerulosclerosis: electron and light microscopic studies. Amer. J. Path. 1959, 35, 721–753.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  19. Farquhar, M. G. & Palade, G. E.: Functional evidence for the existence of a third cell type in the renal glomerulus. Phagocytosis of filtration residues by a distinctive “third” cell. J. Cell Biol. 1962, 13, 55–87.

    CAS  Article  Google Scholar 

  20. Fiaschi, E., Andres, G., Giacomelli, F. & Naccarato, R.: Renal histopathology in the para-nephritic nephrotic syndrom. Scientia med. ital. 1959, 7, 639–742.

    CAS  Google Scholar 

  21. Forster, R. P.: Kidney cells. The Cell ed. by J. Brachet & A. E. Mirsky, New York & London, 1961, 5, 89–162.

    Google Scholar 

  22. Heiander, H. F.: Ultrastructure of fundus glands of the mouse gastric mucosa. J. Ultrastruct. Res. 1962, Suppl. 4, 1–123.

  23. Huhn, D., Steiner, J. W. & Movat, H. Z.: Die Feinstruktur des Mesangiums im Nierenglomerulum von Hund und Maus. Z. Zellforsch. 1962, 56, 213–230.

    CAS  Article  Google Scholar 

  24. Jones, D. B.: Glomerulonephritis. Amer. J. Path. 1953, 29, 33–52.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  25. Jones, D. B.: The Kidney. Inflammatory and vascular diseases of the glomerulus. Analytical Pathology. New York, 1957, 160–217. Ed. R. Mellors.

  26. Krakower, C. A. & Greenspon, S. A.: Factors leading to variation in concentration of “nephrotoxic” antigen (s) of glomerular basement membrane. Arch. Path. 1954, 58, 401–432.

    CAS  Google Scholar 

  27. Latta, H., Maunsbach, A. & Madden, S.: The centrolobular region of the renal glomerulus studied by electron microscopy. J. Ultrastruct. Res. 1960, 4, 455–472.

    CAS  Article  Google Scholar 

  28. Latta, H. & Maunsbach, A.: Relations of the centrolobular region of the glomerulus to the juxtaglomerular apparatus. J. Ultrastruct. Res. 1962, 6, 562–578.

    CAS  Article  Google Scholar 

  29. Luft, J. H.: Improvements in epoxy resin embedding methods. J. biophys. biochem. Cytol. 1961, 9, 409–417.

    CAS  Article  Google Scholar 

  30. Masugi, M.: Über das Wesen der spezifischen Veränderungen der Niere und der Leber durch das Nephrotoxin bzw. das Hepatotoxin. Zugleich ein Beitrag zur Pathologenese der Glomerulonephritis und der eklamptischen Leberkrankung. Beitr. pathol. Anat. 1933, 91, 82–112.

    Google Scholar 

  31. Millonig, G.: Advantages of a phosphate buffer for OsO4 solutions in fixation. J. appl. Phys. 1961, 32, 1637.

    Google Scholar 

  32. Movat, H. Z. & Steiner, J. W.: Studies of nephrotoxic nephritis. I. The fine structure of the glomerulus of the dog. Amer. J. clin. Path. 1961, 36, 289–305.

    CAS  Article  Google Scholar 

  33. Movat, H. Z., Mc Gregor, D. & Steiner, J. W.: Studies of nephrotoxic nephritis. II. The fine structure of the glomerulus in acute nephrotoxic nephritis of dogs. Amer. J. clin. Path. 1961, 36, 306 –321.

  34. Parrish, A. E., Kramer, N. C., Hatch, F. E., Watt, M. F. & Howe, J. S.: The relation between glomerular function and histology in acute glomerulonephritis. J. lab. & clin. Med. 1961, 58, 197–203.

    CAS  Google Scholar 

  35. Pease, D. C.: Electron microscopy of the vascular bed of the kidney cortex. Anat. Rec. 1955a, 121, 701–722.

  36. Pease, D. C.: Electron microscopy of the tubular cells of the kidney cortex. Anat. Rec. 1955 b, 121, 723–744.

  37. Pease, D. C.: Fine structure of the kidney as seen by electron microscopy. J. Histochem. Cytochem. 1955 c, 3, 295–308.

  38. Pollak, V. E. & Nettles, J. B.: The kidney in toxemia of pregnancy; a clinical and pathologic study based on renal biopsies. Medicine 1960, 39, 469–526.

    CAS  Article  Google Scholar 

  39. Rhodin, J.: Anatomy of kidney tubules. Int. Rev. Cytol. 1958 a, 7, 485– 534.

  40. Rhodin, J.: Electron microscopy of the kidney. Amer. J. Med. 1958 b, 24, 661–675.

  41. Sakaguchi, H. & Suzuki, Y.: Fine structure of renal tubule cells. Keijo J. Med. 1958, 7, 17–38.

    Article  Google Scholar 

  42. Seegal, B. C., Hasson, M. W., Gaynor, E. C. & Rothenberg, M. S.: Glomerulonephritis produced in dogs by specific antisera. I. The course of the disease resulting from injection of rabbit antidogplacenta serum or rabbit antidog-kidney serum. J. exp. Med. 1955, 102, 789–805.

    CAS  Article  Google Scholar 

  43. Siebert, G., Diezel, P. B., Jahr, K., Krug, E., Schmitt, A., Grünberger, E. & Bottke, I.: Isolierung und Eigenschaften von Lipofuscin aus. Herzgewebe des Menschen. Histochemie 1962, 3, 17–45.

    CAS  Article  Google Scholar 

  44. Smadel, J.: Experimental nephritis in rats induced by injection of anti-kidney serum. III. Pathological studies of the acute and chronic disease. J. exp. Med. 1937, 65, 541–555.

    CAS  Article  Google Scholar 

  45. Spargo, B., Mc Cartney, C. & Winemiller, R.: Glomerular capillary endotheliosis in toxemia of pregnancy. Arch. Path. 1959, 68, 593–599.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  46. Steblay, R. & Lepper, M.: Some immunological properties of human and dog glomerular basement membranes. J. Immunol. 1961, 87, 636–646.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  47. Wachstein, M. & Lange, K.: Proteinuria and tubular atrophy in the rat. Am. J. clin. Path. 1959, 32, 371–383.

    Google Scholar 

  48. de Wardener, H.: The Kidney. London, 1961.

  49. Watson, M. L.: Staining of tissue sections for electron microscopy with heavy metals. J. biophys. biochem. Cytol. 1958, 4, 475–478.

    CAS  Article  Google Scholar 

Download references

Author information

Affiliations

Authors

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

Cite this article

Obel, AL., Nicander, L. & Åsheim, Å. Light and Electron Microscopical Studies of the Renal Lesion in Dogs With Pyometra. Acta Vet Scand 5, 146–178 (1964). https://doi.org/10.1186/BF03547372

Download citation