Human glomerular amyloidosis — with special regard to proteinuria and amyloidogenesis

Zusammenfassung

An Nierenbiopsien bei Nierenamyloidose wurden licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen ausgeführt, insbesondere im Hinblick auf die Zusammenhänge zwischen Amyloidose des Glomerulus und Proteinurie.

Auf der Grundlage einer Graduierung der amyloidotischen Glomeruli (Grad G1: rein mesangialer Befall; G 2: mesangialer Befall mit Beteiligung der Schlingen weniger als 50%; CIII mesangialer Befall mit Beteiligung der Schlingen mehr als 50%; G 4: amyloidotische Verödung) wurden die einzelnen Fälle je nach Vorherrschen des G-Grades graduiert (CI bis C IV). Es zeigte sich, daß die Mehrzahl der untersuchten Fälle den Graden C II und C III angehören. Es wurden aber auch 4 Fälle des Grades C I (ganz überwiegend rein mesangialer Befall, d.h. amyloidfreie Kapillarschlingen) mit Proteinurie bis 12 g/24 h beobachtet. Alle vier Gruppen (CI bis CIV) zeigten trotz extremer Unterschiede im Amyloidbefall vergleichbare Mittelwerte für die Proteinurie.

Bei der gemeinsamen (gepoolten) Auswertung der elektronenmikroskopischen Aufnahmen von Kapillarschlingen inclusive Mesangium aller untersuchten Fälle (C I bis C III) ergab sich folgendes: 1. 90% der getroffenen Mesangien enthielten fibrilläres Amyloid. 2. Amyloidhaltige Mesangien können in Verbindung stehen entweder mit amyloidhaltigen Schlingen (Typ a=34%) oder mit Borderline-Schlingen (Typ b=35%) oder mit normal strukturierten Schlingen (Typ n=31%). Unter der vereinfachenden Voraussetzung, daß das Schnittbild für die gesamte Schlinge repräsentativ ist, bedeutet das, daß bei Nierenamyloidosen mit erheblicher Proteinurie im Mittel weit mehr als die Hälfte der glomerulären Kapillarschlingen amyloidfrei gefunden wird. In der Gruppe mit dem geringsten Amyloidbefall (C I) erweisen sich trotz Proteinurie bis 12 g/24 h im Mittel sogar 92% der Kapillarschlingen als amyloidfrei (Typ b und n).

Aus diesen und anderen Daten wird abgeleitet, daß die Permeabilitätserhöhung des glomerulären Filters unabhängig sein muß von der Anwesenheit morphologisch nachweisbaren fibrillären Anyloids an der Schlinge. Die wesentliche Bedeutung für den Filterdefekt wird vielmehr dem Vorgang der „Amyloidogenese“ zugesprochen, der als solcher in die physikochemische Beschaffenheit des Gelfilters eingreift und der von der „Amyloidmanifestation“ gefolgt ist. Auf dieser Grundlage lassen sich die erhobenen morphologischen Befunde und einige scheinbar widersprüchliche klinische Beobachtungen erklären.

Summary

Light and electron microscopic investigations were carried out on kidney biopsies in renal amyloidosis cases. Particular attention was paid to the relationships between glomerular amyloidosis and proteinuria.

On the basis of a grading of the amyloidotic glomeruli (grade G 1: only mesangium affected; G 2: mesangium affected with involvement of less than 50% of the loops; G 3: mesangium affected with involvement of more than 50% of the loops; G 4: amyloidotic obliteration), the individual cases were graded according to the predominance of the G grade into four grades (CI to CIV). It was shown that the majority of the cases investigated belong to grade CII and III. However, four cases of grade C I (predominant involvement of the mesangium only, i.e. the capillary loops were free of amyloid) with proteinuria up to 12 g/24 h were also observed. All four groups (C I to C IV) showed comparable mean values for proteinuria despite extreme differences in the degree of amyloidosis.

In the pooled evaluation of the electron micrographs of capillary loops including the mesangium of all cases investigated (C I to C III), there was the following result:

• 1. 94% of the sectioned mesangia contained fibrillar amyloid.

• 2. Amyloid-containing mesangia can be associated either with amyloid-containing loops (type a=34%), with borderline loops (type b=35%) or with loops of normal structure (type n=31%). Under the simplifying assumption that the section picture is representative for the entire loop, this means that in biopsies of renal amyloidosis grades C I to C III (proteinuria between 2.5 and 20 g/24 h) on average more than half of the glomerular capillary loops were found to be free of amyloid.

• 3. In relation to the individual case groups, the percentage of amyloid-containing loops is shown to differ. Indeed, in the group with the lowest degree of amyloidosis (C I) an average of 92% of the capillary loops proved to be free of amyloid despite proteinuria of up to 12 g/24 h (type b and n).

It is inferred from these and other data that the elevation in permeability of the glomerular filter must in principle be independent of the presence of morphologically demonstrable fibrillar amyloid in the capillary loop. On the other hand, the essential importance for the filter defect is accorded to the process of “amyloidogenesis”, which interferes with the physicochemical characteristics of the gel filter and which is followed by “manifestation of amyloid”. The morphological findings and a few apparently contradictory clinical observations can be explained on this basis.