Glomerular charge and urinary protein excretion: Effects of systemic and intrarenal polycation infusion in the rat

Glomerular charge and urinary protein excretion: Effects of systemic and intrarenal polycation infusion in the rat. To study the role of the fixed anionic sites of the glomerular capillary wall in protein filtration, the negative charges were neutralized in vivo. With systemic infusion of the polycation protamine sulfate, glomerular staining for polyanion was reduced and protein excretion increased by 154%. To avoid systemic side effects in subsequent studies, small doses of a polycation were infused directly into one renal artery. The contralateral kidney was infused with the vehicle solution. Albumin excretion from the experimental kidneys in the first 1-hr collection after infusing 0.5mg protamine sulfate was 24.3 ± 6.3 µg/min/kidney; the simultaneous value from the control kidneys was 4.5 ± 0.7 µg/min/kidney (N = 13; P < 0.01). Albuminuria declined during the subsequent 3hr with a second infusion inducing a second proteinuric response. The degree and longevity of the albuminuric response was correlated directly to the dose of protamine sulfate. The polycations hexadimethrine and poly-1-lysine also induced proteinuria. The increased protein excretion consisted of albumin; the excretion of nonalbumin protein was identical in the experimental and control kidneys. Hemodynamic factors did not explain the increase in proteinuria. Morphologically, the polycation-treated kidneys showed scanty foot process fusion and a decrease in free negative sites in the lamina rarae of the glomerular basement membrane. The results strongly support an important role for glomerular charge in preventing filtration of circulating plasma albumin.Charge glomérulaire et excrétion protéique urinaire: Effets de la perfusion systémique et intrarénale de polycations chez le rat. Afin d'étudier le rôle des sites anioniques fixes de la paroi capillaire glomérulaire sur la filtration des protéines, les charges négatives ont été neutralisées in vivo. Lors de la perfusion systémique de sulfate de protamine, un polycation, la coloration des polyanions glomérulaires était réduite et l'excrétion des protéines augmentée de 154%. Afin d'éviter leurs effets secondaires systémiques dans les études ultérieures, de petites quantités de polycations étaient directement perfusées dans une artère rénale. Le rein controlatéral était perfusé avec le véhicule. L'excrétion d'albumine par les reins expérimentaux lors de la première collection d'une heure après perfusion de 0,5mg de sulfate de protamine était de 24,3 ± 6,3 µg/min/rein; dans le même temps la valeur pour les reins contrôles était de 4,5 ± 0,7 µg/min/rein (N = 13; P < 0,01). L'albuminurie diminuait pendant les 3 heures suivantes avec une deuxième perfusion induisant une seconde réponse protéinurique. Le degré et la durée de la réponse albuminurique était directement corrélée à la dose de sulfate de protamine. L'hexadimethrine et la poly-1-lysine, des polycations, ont également induit une protéinurie. L'augmentation de l'excrétion protéique était le fait de l'albumine; l'excrétion des protéines autres que l'albumine était identique pour les reins expérimentaux et contrôles. Les facteurs hémodynamiques n'expliquaient pas l'élévation de la protéinurie. Morphologiquement, les reins traités par les polycations présentaient quelques fusions des pédicelles et une diminution des sites négatifs libres des laminae rarae des membranes basales glomérulaires. Ces résultats sont très en faveur d'un rôle important de la charge glomérulaire pour empêcher la filtration de l'albumine plasmatique circulante