POSTÊPY BIOLOGII KOMÓRKI TOM 37 2010 NR 3 (631 639) NERKOWY METABOLIZM ELAZA 631 MOLEKULARNE ASPEKTY METABOLIZMU ELAZA W KANALIKACH PROKSYMALNYCH NERKI MOLECULAR ASPECTS OF IRON METABOLISM IN THE KIDNEY PROXIMAL TUBULE Jakub GBUREK Katedra i Zak³ad Biochemii Farmaceutycznej Akademii Medycznej we Wroc³awiu Streszczenie: Do niedawna nerka nie by³a rozwa ana jako narz¹d istotny dla metabolizmu elaza. Badania ostatniej dekady wykaza³y jednak, e nawet w warunkach fizjologicznych znacz¹ce iloœci osoczowych elazoprotein, takich jak: transferryna czy hemoglobina, ulegaj¹ przes¹czaniu k³êbkowemu, a nastêpnie wch³anianiu w cewce proksymalnej. W przypadku schorzeñ hemolitycznych ekspozycja nerki na elazo jest zwiêkszona i zale na od poziomu osoczowej haptoglobiny. Wychwyt elazoprotein w kanaliku proksymalnym nastêpuje w drodze endocytozy za poœrednictwem tandemu receptorów megaliny i kubiliny. Do w³aœciwego funkcjonowania tego kompleksu niezbêdne jest bia³ko opiekuñcze amnionles. Ponadto pokazano, e wa ne dla transb³onowego transportu elaza bia³ka, takie jak: DMT-1, hefajstyna i ferroportyna ulegaj¹ ekspresji w komórkach nab³onkowych kanalika proksymalnego. Artyku³ naœwietla g³ówne osi¹gniêcia w tej dziedzinie oraz przedstawia schemat molekularnego mechanizmu metabolizmu elaza w nerce. S³owa kluczowe: elazo, nerka, kanalik proksymalny. Summary: Until recently the kidney has not been considered as an important organ in iron metabolism. However, the investigation of last decade showed that even under physiological conditions significant amounts of iron proteins undergo glomerular filtration and are reabsorbed in the proximal tubule. In the case of hemolytic diseases exposition of the kidney towards iron is increased and dependent on plasma haptoglobin level. Uptake of iron protein in the proximal tubule occurs via endocytosis mediated by a tandem of receptors megalin and cubilin. A chaperon protein amnionless is essential for proper functioning of the complex. Moreover, it has been shown that proteins important in iron metabolism such as DMT-1, hephaestin and ferroportin are expressed in the epithelial cells of the proximal tubule. The article highlights main achievements in this field, and presents a scheme of molecular mechanism of kidney iron metabolism. Key words: iron, kidney, proximal tubule. WPROWADZENIE Metabolizm elaza jest przedmiotem intensywnych badañ wielu dziedzin fizjologii i patofizjologii. Wynika to z rozmaitych funkcji tego pierwiastka w organizmie, miêdzy

632 J. GBUREK innymi: jako sk³adnika grup prostetycznych enzymów, hemu czy klastrów elazowosiarkowych. Zainteresowanie t¹ problematyk¹ wynika równie ze stosunkowo du ego rozpowszechnienia schorzeñ zwi¹zanych z jego niedoborem b¹dÿ nadmiernym wch³anianiem, takich jak ró ne postaci anemii czy hemochromatoz [6, 31]. Molekularne podstawy metabolizmu elaza zosta³y nie do koñca poznane. Wiadomo, e jony elaza ulegaj¹ wch³anianiu z treœci pokarmowej przez komórki nab³onka dwunastnicy z udzia³em transportera jonów dwuwartoœciowych DMT-1 (ang. Divalent Metal Transporter-1) zlokalizowanego w ich b³onie szczytowej. Dodatkowo w tej czêœci jelita elazo jest reabsorbowane z po ywienia w postaci hemu poprzez jego specyficzny b³onowy transporter HCP-1 (ang. Heme Carrier Protein-1) [32]. Pewne iloœci elaza mog¹ byæ równie wch³aniane w jelicie cienkim w postaci kompleksu z laktoferryn¹ z udzia³em specyficznego b³onowego receptora laktoferryny [2]. Wydalanie elaza z komórek nab³onka jelita do osocza odbywa siê za poœrednictwem ferroportyny po uprzednim utlenieniu jonów elaza (II) do jonów elaza (III) przez oksydoreduktazê hefajstynê (ang. hephaestin) [26]. W osoczu jony elaza (III) wi¹ ¹ siê z transferyn¹ glikoprotein¹ syntetyzowan¹ g³ównie w w¹trobie, która mo e odwracalnie wi¹zaæ jony tego pierwiastka. W tej formie elazo jest rozprowadzane wraz z kr¹ eniem do ro nych narz¹dów i tkanek [4]. Wiele rodzajów komórek ma w b³onie receptor transferyny i pobiera elazo za jego poœrednictwem. Obecnoœæ tego receptora stwierdzono miêdzy innymi na hepatocytach, komórkach miêœni i komórkach erytroidalnych, a przypuszcza siê, e receptor ten ulega ekspresji równie w innych komórkach [14]. Receptor transferyny ³¹czy siê z kompleksem transferyna- elazo i ulega internalizacji. W powstaj¹cym endosomie pod wp³ywem zakwaszenia œrodowiska uwolnione zostaj¹ jony elaza, a stabilny w kwaœnym ph kompleks transferyny z receptorem ulega recyrkulacji do b³ony komórkowej. Ostatecznie w neutralnym ph transferyna zostaje uwolniona do krwiobiegu, a receptor mo e s³u yæ kolejnym cyklom pobierania elaza [5]. W dalszym transporcie elaza z endosomów do cytosolu uczestniczy wspomniany uprzednio DMT-1, który w wiêkszoœci komórek wystêpuje w b³onie endosomu, a nie jak w przypadku nab³onka jelita w b³onie szczytowej [21]. Uniwersalnym magazynem elaza w organizmie jest ferrytyna. Cz¹steczka ferrytyny mo e wi¹zaæ a do 4500 atomów elaza w postaci nieorganicznego rdzenia os³oniêtego p³aszczem bia³kowym. W zale noœci od zapotrzebowania komórek elazo zostaje albo zatrzymane, albo uwolnione z ferrytyny. Przypuszcza siê, e wiêkszoœæ komórek zawiera to bia³ko jako lokalny magazyn elaza, a ferrytyna zlokalizowana w nab³onku jelita stanowi specyficzny bufor w procesie pobierania tego pierwiastka [22]. U cz³owieka oko³o 1 mg elaza dziennie ulega wch³anianiu i mniej wiêcej tyle samo dziennie jest wydalane z organizmu. Iloœæ ta stanowi zaledwie 1 3% elaza dostarczanego do krwiobiegu w ci¹gu doby. Wiêkszoœæ dziennego zapotrzebowania na elazo jest zaspokajana przez reutylizacjê istniej¹cej puli elaza [6]. Za miêdzynarz¹dow¹ regulacjê bilansu elaza odpowiedzialna jest hepcydyna. Hormon ten jest syntetyzowany w w¹trobie w warunkach osoczowego nadmiaru elaza lub uogólnionych stanów zapalnych i oddzia³uje z ferroportyn¹ nab³onka jelitowego powoduj¹c

NERKOWY METABOLIZM ELAZA 633 jej kierowanie do przedzia³u lizosomalnego, gdzie ulega ona degradacji, a tym samym zostaje zatrzymany wyp³yw elaza od strony bazolateralnej [3,11]. Z ca³kowitej puli elaza w organizmie, wynosz¹cej oko³o 3 4 g, a 70% zawarte jest w hemoglobinie. St¹d te metabolizm tego bia³ka pe³ni kluczow¹ rolê w homeostazie elaza. Synteza hemoglobiny zachodzi w komórkach erytroidalnych, które pobieraj¹ elazo drog¹ transferynow¹. Dojrza³e krwinki przesuwane s¹ do krwiobiegu, gdzie ich okres ycia wynosi œrednio 120 dni. Wiêkszoœæ starych erytrocytów jest rozpoznawana przez zmiany w ich b³onie plazmatycznej i usuwana z kr¹ enia przez uk³ad jednoj¹drzastych komórek fagocytuj¹cych. Po degradacji czêœci bia³kowej hemoglobiny uwolniony hem rozk³adany jest przez oksygenazê hemow¹, a elazo jest magazynowane w ferrytynie b¹dÿ zwracane do krwiobiegu, gdzie ponownie wi¹ e siê z transferyn¹ [32]. W warunkach fizjologicznych wewn¹trznaczyniowa hemoliza zachodzi w ograniczonym stopniu, a stê enie wolnej hemoglobiny w osoczu wynosi 0,03 g/l. Hemoglobina uwolniona bezpoœrednio do krwiobiegu po utlenowaniu w kapilarach p³ucnych dysocjuje na ab-dimery, które silnie wi¹ ¹ siê z osoczow¹ a2-glikoprotein¹, haptoglobin¹. Uwa a siê, e powstaj¹cy kompleks jest zbyt du y (Mr 164 kda), aby swobodnie przes¹cza³ siê przez k³êbuszki nerkowe. Jednoczeœnie niezwi¹zane ab-dimery (Mr 32 kda) ulegaj¹ swobodnej filtracji. Utrzymuj¹cy siê w krwiobiegu kompleks jest sukcesywnie usuwany z kr¹ enia przez komórki uk³adu siateczkowo-œródb³onkowego z udzia³em niedawno scharakteryzowanego receptora CD163 [25, 37, 42]. Drugim co do zawartoœci w organizmie bia³kiem hemowym jest mioglobina. S³u y ona g³ównie jako przekaÿnik tlenu w komórkach miêœniowych. W wyniku naturalnego rozpadu miocytów niewielkie iloœci mioglobiny zostaj¹ uwolnione do krwiobiegu i ze wzglêdu na ma³¹ masê cz¹steczkow¹ (Mr 17 kda) ulegaj¹ swobodnej filtracji k³êbkowej [40]. METABOLIZM ELAZA W NAB ONKU NERKOWYM Mechanizm zaopatrzenia komórek nab³onkowych cewek nerkowych w elazo pozostawa³ niewyjaœniony przez d³ugi czas. Z jednej strony, pomimo podejmowanych prób nie udawa³o siê wykryæ receptora transferyny w ich b³onie bazolateralnej, czyli od strony kontaktu z krwiobiegiem. Z drugiej zaœ strony, panowa³o powszechne przekonanie, e du a masa cz¹steczkowa transferyny (78 kda) w istotnym stopniu zapobiega jej s¹czeniu k³êbkowemu, a przez to nie mog³aby ona zapewniæ wystarczaj¹cego zaopatrzenia w elazo od strony szczytowej nab³onka. Nowe œwiat³o na ten problem rzuci³y badania pacjentów z zespo³em Fanconiego, u których stwierdza siê powa ne zaburzenia funkcji kanalików proksymalnych. Okaza³o siê, e poziom transferyny w moczu tych pacjentów jest znacznie podwy - szony. Sugerowa³o to, e w warunkach fizjologicznych znacz¹ce iloœci tego bia³ka ulegaj¹ wch³anianiu zwrotnemu w tej czêœci nefronu [28]. Jednoczeœnie wyniki prac Ohlson i wsp. [29] zmieni³y spojrzenie na strukturê bariery k³êbuszkowej. Na

634 J. GBUREK podstawie starannych badañ przes¹czania bia³ek w eksperymentach z izolowan¹ perfundowan¹ nerk¹ postuluj¹ oni tzw. model na³adowanej membrany elowej i stwierdzili wystêpowanie dwóch populacji porów: jednej, przewa aj¹cej, o œrednicy 45 50 i drugie, mniej obfitej, o œrednicy 75 115.. Transferyna wiêc pomimo du ej masy cz¹steczkowej mog³aby ulegaæ przes¹czaniu przez wiêksze pory nawet w warunkach fizjologicznych. Na znacz¹c¹ rolê nerki w metabolizmie elaza wskazywa³y równie badania Gunshina i wsp. [20] nad transporterem metali dwuwartoœciowych typu-1 (DMT-1), bia³ka bardzo wa nego dla transportu elaza przez b³ony. Metod¹ hybrydyzacji in situ stwierdzili oni zdumiewaj¹co silny sygna³ ekspresji mrna DMT-1 w czêœci korowej i zewnêtrznego pasa miedniczki nerki szczura. Wychwyt endogennej transferyny w kanaliku proksymalnym nerki uda³o siê po raz pierwszy zademonstrowaæ w badaniach z u yciem mikroskopii œwietlnej i elektronowej oraz technik immunocytochemicznych na ultracienkich skrawkach mro eniowych [23]. W badaniach tych wykazano równie za pomoc¹ chromatografii powinowactwa, e receptorem endogennej transferyny jest kubilina, a sta³a dysocjacji kompleksu wyznaczona metod¹ rezonansu powierzchniowego mieœci³a siê w zakresie nanomolowym. W moczu psów z defektem kubiliny oprócz innych poznanych ligandów tego receptora znaleziono równie znaczne iloœci transferyny. Zale n¹ od kubiliny endocytozê transferyny potwierdzono w badaniach przeprowadzonych na komórkach pêcherzyka ó³tkowego, które s¹ funkcjonalnie podobne do komórek nab³onkowych kanalika proksymalnego nerki. Wychwyt radioaktywnie znakowanej transferyny lub radioaktywnego elaza w kompleksie z zimn¹ transferyn¹ przez komórki BN16 by³ hamowany przez swoiste przeciwcia³a. Badanie reabsorpcji transferyny u myszy z knockoutem megaliny drugiego wieloligandowego receptora zmiataj¹cego wystêpuj¹cego w b³onie szczytowej nab³onka kanalika proksymalnego wykaza³y, e endocytoza kubiliny jest zale na od megaliny. W komórkach pozbawionych megaliny nastêpowa³o powierzchniowe wi¹zanie transferyny do obecnej w b³onie kubiliny, jednak nie nastêpowa³a internalizacja kompleksu. Potencjalnym Ÿród³em elaza dla komórek nab³onkowych kanalika proksymalnego wydaj¹ siê byæ kr¹ ¹ce bia³ka hemowe, a wiêc wolna hemoglobina i mioglobina. Pomimo ich niewielkiego stê enia w osoczu ustawiczna filtracja k³êbuszkowa mo e dostarczaæ znacz¹cych iloœci tych bia³ek do œwiat³a kanalików. Ju we wczeœniejszych badaniach stwierdzono, e b³ony r¹bka szczoteczkowego kanalika proksymalnego zawieraj¹ miejsca wi¹ ¹ce dla hemoglobiny, a ich charakterystyka przypomina³a wi¹zanie siê ligandów z megalin¹ [15]. Zmierzano wiêc do potwierdzenia tej obserwacji. W badaniach Gburka i wsp. [16] wykazano, e hemoglobina wi¹ e siê nie tylko z kubilin¹, ale tak e z megalin¹. Zjawisko to wykazano in vitro za pomoc¹ technik biochemicznych, takich jak chromatografia powinowactwa i powierzchniowy rezonans plazmonowy oraz w badaniach na komórkach BN16 z u yciem specyficznych przeciwcia³. W badaniach in vivo po do ylnym podaniu hemoglobiny wykazano, i ulega ona reabsorpcji kanalikowej u myszy typu dzikiego, podczas gdy wychwyt ten nie zachodzi u myszy z knockoutem genu megaliny. Stosuj¹c analogiczny zestaw badañ stwierdzono, e za kanalikowy wychwyt mioglobiny odpowiedzialne s¹ te same mechanizmy [17].

NERKOWY METABOLIZM ELAZA 635 Znaczenie megaliny i kubiliny w reabsorpcji bia³ek hemowych potwierdzi³y równie badania z eksperymentalnymi modelami toksycznoœci hemoprotein u myszy z knockoutem megaliny. Miohemoglobinuriê lub hemoglobinuriê wywo³ywano odpowiednio przez podskórne podanie glicerolu lub do yln¹ iniekcjê fenylohydrazyny. W obu przypadkach stwierdzono wzmo one formowanie siê wa³eczków hemoproteinowych w dystalnej czêœci nefronu w porównaniu z myszami typu dzikiego, co odzwierciedla³o zwiêkszon¹ poda bia³ek hemowych do tego segmentu w warunkach braku ich wch³aniania w kanaliku proksymalnym [18, 19]. Kubilina zosta³a pocz¹tkowo scharakteryzowana jako receptor poœrednicz¹cy w endocytozie kompleksu czynnika wewnêtrznego i witaminy B12 w nab³onku jelita, a póÿniej wykazano, e jest ono równie odpowiedzialne za kanalikow¹ reabsorcjê niektórych bia³ek przes¹czu k³êbkowego miêdzy innymi: albuminy i apolipoproteiny A-1 [8, 9]. Mutacje w genie kubiliny s¹ przyczyn¹ rozwoju wrodzonej anemii megaloblastycznej typu I (zespó³ Imerslund-Gräsbecka) na skutek niedostatecznego wch³aniania witaminy B12, a u pacjentów z tym zespo³em stwierdza siê niskocz¹steczkow¹ proteinuriê [7, 27]. W literaturze postulowano [13], e receptor ten tworzy funkcjonalny kompleks z bia³kiem opiekuñczym amnionles (ang. amnionless), a oddzia³ywanie to jest niezbêdne do prawid³owego kierowania i subkomórkowej lokalizacji obu bia³ek. Przypuszczenie, e do prawid³owej funkcji kubiliny potrzebne jest bia³ko pomocnicze wyp³ynê³o z szerszej analizy pacjentów z zespo³em Imerslund-Gräsbecka. Podczas gdy u wszystkich pacjentów fiñskich z anemi¹ megaloblastyczn¹ typu-1 znaleziono mutacje w genie kubiliny, u pacjentów norweskich gen ten by³ funkcjonalnie aktywny. Genetyczne mapowanie wskazywa³o natomiast na inny gen koduj¹cy bia³ko amnionles. Wkrótce okaza³o siê, e kubilina tworzy silny kompleks z tym bia³kiem, a brak któregokolwiek komponentu powoduje ich b³êdn¹ lokalizacjê subkomórkow¹ [35]. Szczegó³ow¹ rolê wzajemnych oddzia³ywañ pomiêdzy tymi bia³kami wyjaœni³y badania z u yciem rekombinowanych, skróconych form kubiliny ulegaj¹cych ekspresji osobno lub razem w komórkach nab³onkowych pochodz¹cych z kanalika proksymalnego nerek [10]. Amnionles wi¹ e siê z klastrem domen podobnych do naskórkowego czynnika wzrostu EGF (ang. Epidermal Growth Factor) w cz¹steczce kubiliny, a oddzia³ywanie to zapewnia b³onow¹ lokalizacjê kompleksu i jego uwalnianie z retikulum endoplazmatycznego, podczas gdy cukrowa komponenta kubiliny jest odpowiedzialna za kierowanie kompleksu do b³ony szczytowej. Inni autorzy [39] wykazali, e w psim modelu anemii megaloblastycznej typu-1 zaburzenia b³onowej lokalizacji subkomórkowej kubiliny nie wynikaj¹ z mutacji w genie kubiliny, ale jej nieprawid³owego kierowania w obrêbie komórki na skutek mutacji genu amnionles. W ostatnich latach, po raz pierwszy wykazano w warunkach in vivo, e haptoglobina moduluje nerkow¹ dostêpnoœæ elaza przez zdolnoœæ kierowania wolnej hemoglobiny do w¹troby i œledziony oraz zapobieganie jej przes¹czaniu k³êbkowemu w nerkach [24]. Nerkowa akumulacja podanej do ylnie znakowanej radioaktywnie hemoglobiny by³a znacznie wiêksza u myszy z knockoutem haptoglobiny w porów-

636 J. GBUREK naniu z myszami kontrolnymi. Jednoczeœnie brak haptoglobiny powodowa³ zmniejszone wch³anianie hemoglobiny w w¹trobie i œledzionie. Zmieniona miêdzynarz¹dowa dystrybucja hemoglobiny u myszy z knockoutem haptoglobiny prowadzi³a wraz z wiekiem do powstawania z³ogów elazowych w nab³onku kanalików proksymalnych nerki. Zwiêkszon¹ akumulacjê elaza w nerce tych myszy obserwowano równie w eksperymentalnym modelu zespo³u zmia d enia, gdzie dochodzi do pojawienia siê znacznych iloœci bia³ek hemowych w osoczu [12]. Pobierane w drodze endocytozy elazo b¹dÿ w kompleksie z transferyn¹, b¹dÿ w postaci bia³ek hemowych trafia do lizosomów jako koñcowego przedzia³u aparatu endocytarno-lizosomalnego. Intryguj¹cym problemem by³o wyjaœnienie, w jaki sposób odbywa siê transport elaza przez b³onê lizosomaln¹ do cytoplazmy, a w efekcie jego magazynowanie w z³ogach ferrytynowych b¹dÿ dalszy transport w kierunku bazolateralnym. Przes³anek do rozpoznania tego problemu dostarczy³y badania nad tkankow¹ ekspresj¹ DMT-1. Wiadomo by³o, e bia³ko to jest wydajnie syntetyzowane w komórkach nab³onka kanalika proksymalnego, jednak jego dok³adna lokalizacja subkomórkowa by³a trudna do ustalenia [36]. Wyrafinowane techniki immunocytochemiczne w po³¹czeniu z mikroskopi¹ œwietln¹ i elektronow¹ pozwoli³y ustaliæ, e DMT-1 jest zlokalizowany w b³onie lizosomalnej komórek kanalika proksymalnego, co czyni go bardzo prawdopodobnym kandydatem na przenoœnik odpowiedzialny za transport elaza przez b³onê lizosomaln¹ [1]. PODSUMOWANIE Badania ostatnich lat przyczyni³y siê do lepszego poznania molekularnych mechanizmów odpowiedzialnych za metabolizm elaza w komórkach nab³onka kanalika proksymalnego nerki, które w skrócie zobrazowano na rycinie 1. Okaza³y siê one odmienne ni te pierwotnie scharakteryzowane dla nab³onka jelitowego czy komórek erytroidalnych. Aktualnie uwa a siê, e g³ówn¹ drog¹ pobierania elaza przez te komórki jest wch³anianie transferyny i bia³ek hemowych w drodze endocytozy za poœrednictwem tandemu receptorów zmiataj¹cych: megaliny i kubiliny. Receptory te znajduj¹ siê w b³onie szczytowej komórek nab³onka, a ich internalizacja zale na jest od klatryny. Prawid³owa lokalizacja kubiliny jest œciœle zwi¹zana z koekspresj¹ bia³ka chaperonowego amnionles, a jej internalizacja jest zale na od megaliny. Dalszy transport elaza przez b³onê lizosomów do cytoplazmy odbywa siê prawdopodobnie z udzia³em DMT-1. Wiele aspektów obrotu elaza w nab³onku kanalika proksymalnego pozostaje wci¹ niewyjaœnionych. Na podstawie badañ immunocytochemicznych Zang i wsp. [41] sugerowali obecnoœæ receptora transferyny w b³onie apikalnej. Jednak obserwacja ta nie zosta³a dotychczas potwierdzona w innych baniach. Nie zosta³y tak e wykonane adne badania czynnoœciowe w kierunku wyjaœnienia potencjalnego znaczenia tego receptora dla gospodarki elaza w nerce. Równie dane na temat bazolateralnego transportu elaza s¹ bardzo sk¹pe. Wiadomo, e ferroportyna i hefajstyna ulegaj¹ ekspresji w tych komórkach, a jej

NERKOWY METABOLIZM ELAZA 637 RYCINA 1. Molekularny mechanizm metabolizmu elaza w nerce: AMN amnionles (ang. amnionless), DMT-1 transporter metali dwuwartoœciowych typu 1 (ang. Divalent Metal Transporter-1), L lizosom FIGURE 1. Molecular mechanism of renal iron metabolizm. AMN amnionless, DMT-1 Divalent Metal Transporter-1, L lysosome poziom jest zale ny od hormonu reguluj¹cego metabolizm elaza hepcydyny. Procesy te jednak nie zosta³y dotychczas dobrze scharakteryzowane [33, 38]. Wyniki badañ molekularnych podstaw metabolizmu elaza w komórkach nab³onkowych nerki, oprócz znaczenia w nefrologii, mog¹ byæ równie cenne dla charakterystyki omawianych procesów w innych nab³onkach oraz poznania patomechanizmu schorzeñ zwi¹zanych z zaburzeniem gospodarki elaza. Umo liwi³oby to w perspektywie zaproponowanie nowych strategii leczenia tych chorób. PIŒMIENNICTWO [1] ABOUHAMED M, GBUREK J, LIU W, TORCHALSKI B, WILHELM A, WOLFF NA, CHRISTENSEN EI, THEVENOD F, SMITH CP. Divalent metal transporter 1 in the kidney proximal tubule is expressed in late endosomes/lysosomal membranes: implications for renal handling of protein-metal complexes. Am J Physiol Renal Physiol 2006; 290: F1525 F1533. [2] ARTYM J. Udzia³ laktoferyny w gospodarce elazem w organizmie. Czêœæ I. Wp³yw laktoferyny na wch³anianie, transport i magazynowanie elaza. Post Hig Med Doœw 2008; 62: 599 612. [3] ANDERSON GJ, FRAZER DM, MCLAREN GD. Iron absorption and metabolism. Curr Opin Gastroenterol 2009; 25: 129 135.

638 J. GBUREK [4] ANDERSON GJ, VULPE CD. Mammalian iron transport. Cell Mol Life Sci 2009; 66: 3241 3261. [5] AISEN P. Transferrin receptor-1. Int J Biochem Cell Biol 2004; 36: 2137 2143. [6] ANDREWS NC, SCHMIDT PJ. Iron homeostasis. Ann Rev Physiol 2007; 69: 69 85. [7] CHRISTENSEN EI, GBUREK J. Protein reabsorption in renal proximal tubule function and dysfunction in kidney pathophysiology. Pediatr Nephrol 2004; 19: 714 721. [8] CHRISTENSEN EI, VERROUST PJ, NIELSEN R. Receptor-mediated endocytosis in renal proximal tubule. Pflûgers Arch - Eur J Physiol 2009; 458: 1039 1048. [9] CHRISTENSEN EI, NIELSEN R. Role of megalin and cubilin in renal physiology and pathophysiology. Rev Physiol Biochem Pharmacol 2007; 158: 1 22. [10] COUDROY G, GBUREK J, KOZYRAKI R, MADSEN M, TRUGNAN G, MOESTRUP SK, VERROUST PJ, MAURICE M. Contribution of cubilin and amnionless to processing and membrane targeting of cubilin-amnionless complex. J Am Soc Nephrol 2005; 16: 2330 2337. [11] DUNN LL, RAHMANTO YS, RICHARDSON DR. Iron uptake in the new millennium. Trends Cell Biol 2007; 17: 93 100. [12] FAGOONEE S, GBUREK J, HIRSCH E, MARRO S, MOESTRUP SK, LAURBERG JM, CHRISTENSEN EI, SILENGO L, ALTRUDA F, TOLOSANO E. Plasma protein haptoglobin modulates renal iron loading. Am J Pathol 2005; 166: 973 983. [13] FYFE JC, MADSEN M, HOJRUP P, CHRISTENSEN EI, TANNER SM, DE LA CHAPELLE A, HE Q, MOESTRUP SK. The functional cobalamin (vitamin B12)-intrinsic factor receptor is a novel complex of cubilin and amnionless. Blood 2004; 103: 1573 1579. [14] GARRIC MD, GARRIC LM. Cellular iron transport. Biochim Biophys Acta 2009; 1790: 309 325.. [15] GBUREK J, OSADA J. Hemoglobin binding sites on renal brush-border membranes. Biochimie 2000; 82: 1135 1142. [16] GBUREK J, VERROUST PJ, WILLNOW TE, FYFE J, NOWACKI W, JACOBSEN CH, SOREN K, MOESTRUP SK, ERIK I, CHRISTENSEN EI. Megalin and cubilin are endocytic receptors involved in renal clearance of hemoglobin. J Am Soc Nephrol 2002; 13: 423 430. [17] GBUREK J, BIRN H, VERROUST PJ, GOJ B, JACOBSEN CH, MOESTRUP SK, WILLNOW TE, CHRISTENSEN EI. Renal uptake of myoglobin is mediated by the endocytic receptors megalin and cubilin. Am J Physiol Renal Physiol 2003; 285: F451 F458. [18] GBUREK J, BIRN H, WILLNOW TE, CHRISTENSEN EI. Myohemoglobinuric acute renal failure in megalin knockout mice. J Am Soc Nephrol 2003; 14: 567A 568A. [19] GBUREK J, BIRN H, WILLNOW TE, CHRISTENSEN EI. Hemoglobinuric renal injury in megalin knockout mice. J Am Soc Nephrol 2004; 15; 717. [20] GUNSHIN H, MACKENZIE B, BERGER UV, GUNSHIN Y, ROMERO MF, BORON WF, NUSSBERGER S, GOLLAN JL, HEDIGER MA. Cloning and characterization of a mammalian proton-coupled metalion transporter. Nature 1997; 388: 482 488. [21] IOLASCON A, DE FALCO L. Mutations in the gene encoding DMT1: clinical presentation and treatment. Semin Hematol 2009; 46: 358 370. [22] KIDANE TZ, SAUBLE E, LINDER MC. Release of iron from ferritin requires lysosomal activity. Am J Physiol Cell Physiol 2006; 291: C445 C455. [23] KOZYRAKI R, FYFE J, VERROUST PJ, JACOBSEN CH, DAUTRY-VARSAT A, GBUREK J, WILL- NOW TE, CHRISTENSEN EI, MOESTRUP SK. Megalin-dependent cubilin-mediated endocytosis is a major pathway for the apical uptake of transferrin in polarized epithelia. Proc Natl Acad Sci USA 2001; 98: 12491 12496. [24] LIM YK, JENNER A, ALI AB, WANG Y, HSU SI, CHONG SM, BAUMMAN H, HALLIWELL B, LIM SK. Haptoglobin reduces renal oxidative DNA and tissue damage during phenylhydrazine-induced hemolysis. Kidney Int 2000; 58: 1033 1044. [25] MOESTRUP SK, MOLLER HJ. CD163: a regulated hemoglobin scavenger receptor with a role in the anti-inflammatory response. Ann Med 2004; 36: 347 354. [26] MUÒOZ M, VILLAR I, GARCIA-ERCE JA. An update on iron physiology. World J Gastroenterol 2009; 15: 4617 4626. [27] NIELSEN R, CHRISTENSEN EI. Proteinuria and events beyond the slit. Pediatric Nephrol 2010, 25: 813 822. [28] NORDEN AG, LAPSLEY M, LEE PJ, PUSEY CD, SHEINMAN SJ, TAM FW, THAKKER RV, UNWIN NJ, WRONG O. Glomerular protein sieving and implications for renal failure in Fanconi syndrome. Kidney Int 2001; 60: 1885 1892.

NERKOWY METABOLIZM ELAZA 639 [29] OHLSON M, SÖRENSSON J, HARALDSSON B. A gel-membrane model of glomerular charge and size selectivity in series. Am J Physiol Renal Physiol 2001; 280: F396 F405 [30] PONKA P. Cell biology of the heme. Am J Med Sci 1999; 318: 241 156. [31] ROMANOWSKI T, SIKORSKA K, BIELAWSKI KP. Molekularne podstawy dziedzicznej hemochromatozy. Post Hig Med Doœw 2006; 60: 217 226. [32] SHARP P, SRAI SK. Molecular mechanisms involved in intestinal iron absorption. World J Gastroenterol 2007; 13: 4716 4724. [33] SMITH CP, THEVENOD F. Iron transport and the kidney. Biochim Biophys Acta 2008; 1790: 724 730. [34] SOKO OWSKA E, KLIMEK J. Hepcydyna hormon uczestnicz¹cy w regulacji metabolizmu elaza w organizmie. Post Biol Kom 2007; 34: 15 30. [35] TANNER SM, AMINOFF M, WRIGHT FA, LIYANARACHCHI S, KURONEN M, SAARINEN A, MASSIKA O, MANDEL H, BROCH H, DE LA CHAPELLE A. Amnionless, essential for mouse gastrulation, is mutated in recessive hereditary megaloblastic anemia. Nat Genet 2003; 33: 426 429. [36] WAREING M, FERGUSON CJ, DELANNOY M, COX AG, MCMAHON RF, GREEK R, RICCARDI D, SMITH CP. Altered dietary iron uptake is a strong modulator of renal DMT-1 expression. Am J Physiol Renal Physiol 2003; 285: F1050 F1059. [37] VAN GORP H, BELPUTTE PL, NAUWYNCK HJ. Scavenger receptor CD163, a Jack-of-all-trades and potential target for cell-directed therapy. Mol Immunol 2010; 47: 1650 1660. [38] VEUTHEY T, D'ANNA MC, ROQUE ME. Role of the kidney in iron homeostasis: renal expression of Prohepcidin, Ferroportin, and DMT1 in anemic mice. Am J Physiol Renal Physiol 2008; 295: F1213 F1221. [39] XU D, KOZYRAKI R, NEWMAN TC, FYFE JC. Genetic evidence of an accessory activity required specifically for cubilin brush-border expression and intrinsic factor-cobalamin absorption. Blood 1999; 94: 3604 3606. [40] ZAGER RA. Rhabdomyolysis and acute renal failure. Kidney Int 1996; 49: 314 326. [41] ZHANG D, MEYRON-HOLTZ E, ROUAULT T. Renal iron metabolism: transferrin iron delivery and the role of iron regulatory transporter. J Am Soc Nephrol 2007; 18: 401 406. [42] ZUWA A-JAGIE O J. Haemoglobin scavenger receptor: function in relation to disease. Acta Biochim Pol 2006; 53: 257 268. Redaktor prowadz¹cy M. Zabel Otrzymano: 02.03. 2010 r. Przyjêto: 11.06. 2010 r. Dr hab. Jakub Gburek Katedra i Zak³ad Biochemii Farmaceutycznej, Akademia Medyczna we Wroc³awiu ul. Szewska 38/39, 50-139 Wroc³aw E-mail: jakubg@biochfarm.am.wroc.pl