Brain iron homeostasis

Disputatsarbejdet består af ti artikler og en sammenfattende oversigt. Arbejdet er udført på Medicinsk Anatomisk Institut og Department of Physiology, University of Western Australia. Arbejdet udgår fra Københavns Universitet.

Afhandlingen omhandler emnet jern-homøostase defineret som hjernens forsøg på at fastholde en konstant koncentration af jern i det interne miljø via regulering af jerntransport gennem blod-hjerne og blod-cerebrospinalvæske (CSF)-barriererne, cellulær jernoptagelse i nerveceller og glia, og eksport af jern til blodet. Intravenøs injektion af [59 Fe-125 I]-transferrin førte til en næsten dobbelt så høj akkumulation af 59 Fe som af [125 I]-transferrin i hjernen. 59 Fe blev genfundet i CSF i en fraktion med en molekylvægt mindre end transferrins. Jerntransporten over blod-hjerne-barrieren er formentligt resultatet af receptormedieret endocytose af jernholdigt transferrin af hjernens endotelceller efterfulgt af recykling af transferrin til blodet og videre transport af ikketransferrinbundet jern ind i hjernen. Injektion af [59 Fe-125 I]-transferrin i hjernens laterale ventrikel førte til en markant højere ophobning af 59 Fe end af [125 I]-transferrin. Med undtagelse af aksonal transport i nerveceller med projektion til CSF var både jern og transferrin begrænset til områder i nærheden af de ventrikulære og piale overflader. Det konkluderedes, at plexus-choroideus-deriveret transferrin ikke kan have betydning for neutralisering af jern i hjernens interstitium. Transferrin secerneret af oligodendrocytter har formentlig den væsentligste rolle for neutralisering og transport af jern i hjernen. I kontrast til en høj ekspression af transferrinreceptorer i nerveceller var det ikke muligt at påvise disse i gliaceller. Forekomsten af ferritin i gliaceller indikerer imidlertid tydeligvis, at gliaceller optager jern. Cirkulatorisk jernakkumulation førte ikke til ændringer i fordelingen af transferrinreceptorer eller ferritin i hjernen. Omvendt medførte cirkulatorisk jernmangel, at cellulære transferrinreceptorer var højere, og ferritin lavere i hjernen. For jern og transferrin var den betydningsfulde transportrute fra hjernens ekstracellulærvæske til blodet drænage til ventrikelsystemet efterfulgt af eksport til blodet via villi arachnoidales. Omsætningen af transferrin i CSF fandtes at være meget høj. Transferrin i CSF er formentligt betydningsfuld for neutralisering og eksport til blodet af forskellige metaller, herunder jern. Ved ankomsten til blodet nedbrydes transferrin fra CSF med samme hastighed som intravenøst injiceret transferrin. Jerns metabolisme i den udviklende hjerne var markant forskellig fra den voksnes.

Forf.s adresse: Medicinsk Anatomisk Institut, Panum Instituttet, Blegdamsvej 3, 2200 København N.

E-mail: t.moos@mai.ku.dk

Forsvaret fandt sted den 17. maj 2002.

Opponenter: Nils Henrik Diemer og Jens Zimmer Rasmussen.