Abstract
The electron microscopic investigation of several membrane fractions of the outer cortex of mammalian kidney (pig) isolated according to Post and Sen (1967) and by sucrose gradient centrifugation has revealed great inhomogeneity with regard to the kind of the structural elements as well as to the size of the membrane fragments. The isolated membranes mostly form closed vesicles. As an exception a relatively homogeneous fraction bands at a density of d = 1.1. It consists mainly of membrane vesicles and fragments of a diameter of 0.1–0.5 μ, which most probably are fragments of the brush borders.
Labeling experiments with the SH-reagent Hg-phenyl-azoferritin show that the isolated membranes as well as those of the incubated cryostate sections bind Hg-ferritin exclusively at the cytoplasmic surface. As to the density of the ferritin-labeling: while membranes of the microvilli are practically free of ferritin, the mitochondrial membranes are densely labeled. The membranes of the basal labyrinth exhibit small areas closely packed with ferritin as well as long segments free of ferritin. The thiol-group labeling by Hg-ferritin is proved by the decrease in binding after NEM-poisoning of the membranes as well as by the undiminished attachment after NEM-treatment in the presence of ATP, which protects the SH-groups in the membranes from being blocked by NEM.
When the phospholipids are extracted from the membranes with phospholipase A and albumen, neither the morphology of the characteristic structural elements of the kidney membranes nor their polar reaction with Hg-ferritin are changed markedly.
Zusammenfassung
Die elektronenmikroskopische Untersuchung einiger Membranfraktionen des äußeren Cortex der Säugerniere, welche in Anlehnung an Post und Sen (1967), z.T. mittels Zentrifugation im Rohrzuckerdichtegradienten, gewonnen wurden, hat große Inhomogenität der Präparationen aufgezeigt, sowohl hinsichtlich der Art der Strukturelemente als auch der Größe der Membranfragmente. Die isolierten Membranen bilden meist geschlossene Vesikel. Eine Ausnahme stellt die im Zuckergradienten bei d = 1,1 sich anreichernde Fraktion dar. Sie besteht vorwiegend aus 0,1–0,5 μ großen Membranvesikeln und offenen Membranfragmenten, bei denen es sich sehr wahrscheinlich um Fragmente der Bürstensäume handelt.
Markierungsexperimente mit dem SH-Reagens Hg-Phenyl-Azoferritin haben ergeben, daß die isolierten Membranen ebenso wie diejenigen inkubierter Kryostatschnitte Hg-Ferritin ausschließlich auf der cytoplasmatischen Seite binden. Bezüglich der Besetzungsdichte verhalten sich die Nierenmembranen jedoch inhomogen: Während die Membranen der Mikrovilli und Lysosomen praktisch keinerlei Ferritinanlagerung zeigen, sind die Mitochondrienmembranen dicht markiert. Bei den Membranen des basalen Labyrinths findet man neben einzelnen dicht besetzten Ferritininseln weite Membranabschnitte ohne Hg-Ferritin. Daß das Hg-Ferritin mit den Thiolgruppen der Membranen reagiert, beweist die starke Verringerung der Ferritinbindung nach NEM-Vergiftung der Membranen sowie die unverminderte Anlagerung nach NEM-Behandlung in Gegenwart von ATP, welches die SH-Gruppen in den Membranen vor der Blockierung durch NEM schützt.
Werden die Phospholipide mit Phospholipase A und Albumin aus den Membranen entfernt, so ändern sich weder die Morphologie der charakteristischen Strukturelemente der Nierenmembranen noch ihr polares Reaktionsvermögen mit Hg-Ferritin wesentlich.
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Fräulein Heidi Behre danken wir für sorgfältige Hilfe bei der Durchführung der Untersuchungen.
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Lengsfeld, A.M., Hasselbach, W. Struktur und chemische asymmetrie von nierenmembranen. Histochemie 27, 253–276 (1971). https://doi.org/10.1007/BF00264397
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