Selectivity of renal injury and proteinuria in the spontaneously hypertensive rat

• Published in: Kidney international Vol. 12; no. 5; pp. 332 - 343
• Main Authors: Feld, Leonard G., Van Liew, Judith B., Galaske, Rainer G., Boylan, John W., Chang, Hui, Manz, Nancy, Muir, Patricia
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: United States Elsevier Inc 01.11.1977
• Subjects: Albuminuria - metabolism; Animals; Blood Proteins - metabolism; Creatinine - metabolism; Hypertension, Renal - metabolism; Hypertension, Renal - pathology; Kidney - pathology; Kidney Glomerulus - pathology; Kidney Medulla - pathology; Kidney Tubules - metabolism; Male; Nephrons - pathology; Proteinuria - metabolism; Rats; Sclerosis
• ISSN: 0085-2538; 1523-1755
• DOI: 10.1038/ki.1977.120

Selectivity of renal injury and proteinuria in the spontaneously hypertensive rat. We have followed the concentration and fractional composition of tubular fluid protein and urinary protein in spontaneously hypertensive rats (SHR) from 6 to 65 weeks of their age. At intervals these functional data were correlated with the morphologic changes read by light microscopy. Matched control animals were of the same genetic strain, Wistar-Kyoto (WKY). Proximal tubular fluid protein was measured by capillary polyacrylamide gel electrophoresis; urinary protein, by Lowry method; and fractionation, by gradient gel electrophoresis. Tubular fluid protein in superficial nephrons did not change, although protein excretion rose in the SHR group to six times the control value (4.3 to 26 mg/24 hr × 100g of body wt). The albumin fraction of urinary protein increased in the SHR from 10.5 ± 3.1% (SD) at week 6 to 72.3 ± 9.0% at week 65. No change occurred in WKY controls. Pathologic changes in SHR were strikingly limited to glomeruli and vessels of inner cortical nephrons, and progressed rapidly from 45 to 65 weeks. Glomeruli showed focal sclerosis with obliteration of the capillary tuft. Corresponding tubules were filled with protein casts. Small arteries and arterioles showed thickening and hyperplasia, particularly in the medial layer. Periglomerular fibrosis was moderate to marked. None of these changes were found in normotensive controls. The distinguishing pattern of proteinuria (albuminuria coincident with a decrease in low mol wt protein excretion) which evolved during the first year in SHR was temporally related to glomerular and arteriolarsclerotic changes. These changes mainly affected the deep cortical nephrons, which were less protected, perhaps, by autoregulation in the face of sustained hypertension. Superficial glomeruli were initially spared, and this is consistent with the finding of normal tubular fluid protein concentration in surface nephrons. Sélectivité des lésions rénales et de la protéinurie chez les rats spontanément hypertendus. Nous avons étudié le débit et la composition de la protéinurie chez les rats spontanément hypertendus (SHR) de la sixième à la soixante cinquième semaine de vie. Les résultats des études fonctionnelles ont été corrélés, à intervalles réguliers, aux modificiations observées en microscopie photonique. Les contrôles ont été des animaux de la même souche génétique, Wistar-Kyoto (WKY). La concentration de protéine dans le liquide tubulaire proximal a été mesurée par électrophorése sur gel de polyacrylamide, dans l'urine par la méthode de Lowry et le fractionnement par électrophorèse en gradient de gel. La concentration de protéine dans les néphrons superficiels n'augmente pas alors que l'excrétion de protéine augmente pour atteindre six fois la valeur contrôle dans le groupe SHR (4,3 à 26 mg/24 hr × 100g poids corporel). La fraction d'albumine de la protéinurie augmente chez le SHR de 10,5 ± 3.1% (SD) à 6 semaines jusqu'à 72,3 ± 9,0% à 65 semaines. Aucune modification n'apparaît chez les contrôles WKY. Les modifications histologiques chez les SHR sont limitées, de façon frappante, aux glomérules et aux vaisseaux des néphrons du cortex profond. Elles progressent rapidement de 45 à 65 semaines. Les glomérules ont une sclérose focale avec oblitération du capillaire. Les tubes correspondants sont remplis de cylindres protéiques. Les petites artères et les artérioles sont épaissies et hyperplasiques, en particulier aux dépends de la couche moyenne. La fibrose péri-glomérulaire est au moins modérée. Aucune de ces modifications n'est observée chez les contrôles à pression artérielle normale. La modalité particulière de la protéinurie (albuminurie qui coand;ncide avec une diminution de l'excrétion des protéines de faible PM) qui se développe pendant la première année chez les SHR est liée dans le temps aux modifications glomérulaires et vasculaires. Ces modifications intéressent surtout les néphrons profonds, qui sont peut-être moins protégés, par l'autorégulation, d'une hypertension prolongée. Les glomérules superficiels sont initialement épargnés et ceci explique que l'on trouve une concentration normale de protéine dans le liquide tubulaire des néphrons superficiels