Rapid protein uptake and digestion in proximal tubule lysosomes

Abstract

Rapid protein uptake and digestion in proximal tubule lysosomes. The aim of the present study was to determine the initial time course for the handling of protein by the proximal tubule cells in rat kidney, using 125I-labeled cytochrome C as a tracer. The uptake of the protein was followed by electron microscope autoradiography in kidneys from rats fixed by perfusion after i.v. injection of cytochrome C. Protein degradation was studied by incubating cortical slices, taken from rats, injected with the same label, and measuring the release of trichloroacetic acid (TCA)-soluble radioactivity from the slices. It was shown by autoradiography that lysosomes in proximal tubule cells start to accumulate labeled cytochrome C within 3min after injection of the protein, and that the concentration of label in lysosomes increases during the first 30min after injection, whereas it decreases in endocytic vacuoles. The catabolism of protein as measured in cortical slices began within 13min after the i.v. injection. Other experiments showed that the accumulation of cytochrome C in the kidneys is very fast. The maximum accumulation, 37% of the injected dose, was reached seven minutes after injection. The results show that protein uptake in proximal tubule cells, transport into lysosomes and the digestion of protein is a more rapid process than previously reported in ultrastructural studies.Captation rapide et dégradation de protéines dans les lysosomes du tube proximal. Le but de ce travail est de déterminer l'évolution précoce en fonction du temps du comportement des cellules du tube proximal de rein de rat vis-à-vis des protéines en utilisant du cytochrome C marqué par 125I comme traceur. La captation de la protéine a été suivie par autoradiographie en microscopie électronique de reins de rats fixés par perfusion après injection intraveineuse de cytochrome C. La dégradation des protéines a été étudiée par l'incubation de tranches de cortex, prélevées sur des rats ayant reçu le même marqueur, et la mesure de la radioactivité soluble dans l'acide trichloracétique (TCA) contenue dans ces tranches. Les autoradiographies ont montré que les lysosomes des cellules tubulaires proximales commencent à accumuler le cytochrome C marqué dans les 3min qui suivent l'injection de la protéine et que la concentration du marqueur dans les lysosomes augmente durant les 30 premières minutes qui suivent l'injection, alors qu'elle diminue dans les vacuoles. Le catabolisme dans les tranches commence dans les 13 minutes qui suivent l'injection. D'autres expériences montrent que l'accumulation du cytochrome C dans les reins est très rapide. L'accumulation maximale, 37% de la dose injectée, est atteinte 7min après l'injection. Ces résultants montrent que la captation de la protéine par les cellules tubulaires proximales, le transport dans les lysosomes et la dégradation est un processus plus rapide que ce qui a été conclu d'études ultrastructurales antérieures