¹Department of Physiology, Jefferson Medical College, Thomas Jefferson University, Philadelphia, Pennsylvania, USA

Correspondence: Dr S K Williams, Department of Physiology, Jefferson Medical College, Thomas Jefferson University, 1020 Locust Street, Philadelphia, Pennsylvania 19107 USA

Received 13 July 1984; Revised 30 January 1985.

Abstract

Preferential transport of non-enzymatically glucosylated ferritin across the kidney glomerulus. We have examined the significance of carbohydrate structure to the transglomerular passage of proteins Carbohydrate-free (non-glycosylated) ferritin, prepared by Concanavalin-A-sepharose affinity chromatography, was perfused into rat kidneys, and was observed to be restricted from transglomerular transport and to accumulate within the lamina rara interna of the glomerular basement membrane. Visibility of the laminar structure of the glomerular basement membrane was enhanced following perfusion fixation containing tannic acid, permitting the observation of charge dense regions within the basement membrane Non-enzymatically glucosylated ferritin was not restricted by the lamina rara interna and was observed to penetrate the lamina densa and lamina rara externa. Glucosylated ferritin was observed to be sequestered also by epithelial pinocytic vesicles and to be accumulated within multivesicular bodies. Quantitative measurements using fluorescently labelled ferritins indicated the preferential clearance of glucosylated ferritin from the plasma and preferential appearance of glucosylated ferritin in the urine. The differential transport of glucosylated ferritin was not due to the formation of a cationic protein, as isoelectric focusing established that glucosylation of ferritin results in a more anionic protein. These studies suggest that glucosylation of anionic proteins results in their increased transglomerular permeability. This increased protein permeability could contribute to the proteinuria observed in diabetic microangiopathy.

Transport préférentiel de la ferritine glycosylée de façon non-enzymatique à travers le glomérule rénal. Nous avons examiné le rôle de la structure glucidique sur le passage transglomérulaire des protéines. De la ferritine sans glucide (non glycosylée), préparée par une chromatographie d'affinité concanavaline A-Sépharose, a été perfusée dans des reins de rats, et il a été observé qu'elle était exclue du transport transglomérulaire, et qu'elle était accumulée dans la lamina rara interna de la membrane basale glomérulaire. La visibilité de la structure des laminae de la membrane basale glomérulaire a été accrue après perfusion de fixateur contenant de l'acide tannique, permettant l'observation de régions denses dans la membrane basale. La ferritine glycosylée non enzymatiquement n'était pas arrêtée par la lamina rara interna, et il a été observé qu'elle pénètrait dans la lamina densa et la lamina rara eyterna. Il a également été observé que la ferritine glycosylée était séquestrée par des vésicules pinocytiques épithéliales et qu'elle était accumulée dans des corps multivésiculaires. Des mesures quantitatives en utilisant des ferritines marquées à la fluorescence ont indiqué une clearance préférentielle de la ferritine glycosylée à partir du plasma, et une apparition préférentielle de la ferritine glycosylée dans les urines. Le transport différentiel de la ferritine glycosylée n'était pas dû à la formation d'une protéine cationique, car une focalisation isoélectrique a établi que la glycosylation de la ferritine aboutit à une protéine plus anionique. Ces études suggèrent que la glycosylation des protéines anioniques augmente leur perméabilité transglomérulaire. Cette augmentation de la perméabilité protéique pourrait contribuer à la protéinurie observée au cours de la microangiopathie diabetétique.