La glycation se déroule en trois étapes : initiation avec la formation d'un produit d'Amadori ; propagation par glyco-oxydation ; terminaison avec la formation des produits de glycation avancée (PGA ou « AGE »). Parmi les PGA, on a pu individualiser la pyrraline liée à un résidu d'acide aminé et la pentosidine liée à 2 acides aminés, créant ainsi une liaison croisée entre 2 chaînes peptidiques. Les liaisons croisées induites par les PGA modifient les propriétés biophysiques des protéines : les protéines fibreuses sont ainsi rendues plus rigides, plus résistantes à la pression, à la température et à l'action des protéases. La glycation des macromolécules des membranes basales glomérulaires (MBG) modifie l'architecture de la barrière de filtration glomérulaire. Le collagène de type IV, constituant majeur de la MBG et de la matrice mésangiale, de longue durée de vie, est un substrat privilégié de glycation. Dans les MBG, la concentration des PGA et particulièrement de la pentosidine (par mg de collagène) augmente avec l'âge ; lorsqu'on dose la pentosidine chez des patients diabétiques ou insuffisants rénaux, les valeurs se situent en règle au-dessus des limites de la normale en fonction de l'âge. Chez des patients diabétiques insulinodépendants, une corrélation existe entre la teneur en pentosidine du collagène cutané et le degré de sévérité des complications vasculaires. La glycation inhibe les interactions de polymérisation homotypique entre deux molécules de collagène IV par leurs extrémités NC1. La glycation affecte aussi les interactions hétérotypiques entre macromolécules différentes des MBG : ainsi l'affinité de la fibronectine glyquée pour le collagène IV est diminuée. La glycation modifie de plus les interactions entre le collagène IV de la matrice et les cellules adjacentes : les cellules mésangiales et endothéliales sont moins adhérentes sur une matrice de collagène IV glyqué, leur morphologie est modifiée. Des MBG traitées par le diméthylmalonimidate, réactif qui établit des liaisons croisées entre les fonctions amines comme le fait la glycation avancée, deviennent plus perméables à l'albumine et à la myoglobine. Les PGA circulants ont une influence sur la structure des MBG et les fonctions glomérulaires. Dans le sérum normal, on met en évidence des PGA. La concentration sérique des PGA est augmentée au cours du diabète et au cours de l'insuffisance rénale. Il existe des récepteurs spécifiques des PGA à la surface de certaines cellules, notamment endothéliales et mésangiales. La fixation de PGA sur les cellules endothéliales entraîne l'augmentation de leur perméabilité à l'inuline, la stimulation mulation de la sécrétion du facteur tissulaire et l'inhibition de la thrombomoduline, la stimulation de l'expression de récepteurs d'adhésion ICAMI et VCAM1, l'induction d'un stress oxydatif. Les PGA diminuent la durée de vie du monoxyde d'azote produit par les cellules endothéliales. La fixation de PGA sur les cellules mésangiales augmente la synthèse de fibronectine, de laminine, de perlecan, de collagène IV et induit la sécrétion de facteurs de croissance comme le TGFβ ou le PDGFB. L'injection de PGA à un animal normal entraîne une hypertrophie glomérulaire, une synthèse augmentée de collagène IV, de laminine et de TGFβ1 dans le glomérule, l'apparition d'une protéinurie ; ces altérations sont corrigées par un traitement à l'aminoguanidine.