Hepcydyna

białko mające wpływ regulacyjny na gospodarkę żelaza w organizmie

Hepcydynahormon peptydowy, który produkowany jest w wątrobie i odgrywa kluczową rolę w regulacji homeostazy żelaza w organizmie ludzkim i innych ssaków[1].

Zlokalizowany na chromosomie 19. gen HAMP (19q13.12) jest genem kodującym ten hormonalny peptyd[2]. Nazwa genu pochodzi od skrótu ang. nazwy Hepcidin AntiMicrobial Peptide. Angielską nazwę "hepcidin" utworzono ze słów Hepatic Bactericidal Protein.

StrukturaEdytuj

Preprohormon, prohormon i właściwy hormon hepcydyny są zbudowane odpowiednio z 84, 60 i 25 aminokwasów. W moczu odnaleziono również postacie 20, 22 i 24-aminokwasowe, lecz ich znaczenie nie zostało ustalone[3]. Region N-terminalny jest niezbędny dla aktywności hormonu, zatem jego utrata pociąga utratę tej aktywności.

Hormon posiada strukturę β-harmonijki i zawiera w swojej budowie aż 4 mostki dwusiarczkowe[4].

FunkcjaEdytuj

Hepcydyna jest bezpośrednim inhibitorem ferroportyny, białka które transportuje żelazo poza komórki je magazynujące. Ferroportyna jest obecna na enterocytach i makrofagach. Poprzez zahamowanie ferroportyny hepcydyna hamuje transport żelaza z enterocytów do systemu żyły wrotnej wątrobowej, w ten sposób redukując wchłanianie żelaza. Wyjście żelaza z makrofagów jest również blokowane poprzez zahamowanie ferroportyny. W ten sposób hepcydyna posiada kluczowe znaczenie dla homeostazy żelaza. Prowadzone są próby wykorzystania agonistów hepcydyny w leczeniu hemochromatozy, talasemii i czerwienicy[5].

 
Rola hepcydyny w metabolizmie żelaza u ssaków

Kilka rodzajów mutacji w hepcydynie doprowadza do rozwoju hemochromatozy młodzieńczej, aczkolwiek za większość przypadków tej choroby odpowiedzialne są mutacje w genie hemojuweliny, regulatora produkcji hepcydyny.

Przeciwgrzybicza aktywność hepcydyny jest dość jasno wyrażona, czego nie można powiedzieć o aktywności przeciwbakteryjnej. Nowe doniesienia naukowe wskazują, że hepcydyna jest hormonem o kluczowej roli w regulacji homeostazy żelaza.

HistoriaEdytuj

Choć hepcydyna spełnia ważną rolę w metabolizmie żelaza, to została odkryta w 2000 roku jako peptyd LEAP-1 (ang. Liver-Expressed Antimicrobial Protein) podczas poszukiwań naturalnych substancji przeciwbakteryjnych[6]. W sposób niezależny, badacze poszukujący substancji o działaniu przeciwbakteryjnym, w laboratoriach Tomasa Ganza i Alexandra Krause odkryli peptyd związany z zapaleniem i nazwali go hepcydyną, po stwierdzeniu że jest on produkowany w wątrobie ("hep-" od łac. hepar) oraz zaobserwowaniu jego bakteriobójczych właściwości ("-cid-")[7]. Badacze obu grup koncentrowali swoją uwagę na przeciwbakteryjnych właściwościach tego peptydu.

Wkrótce po odkryciu badacze stwierdzili, że produkcja hepcydyny u myszy zwiększa się w warunkach przeładowania żelazem, a także w zapaleniu. Myszy zmodyfikowane genetycznie w kierunku zwiększenia ekspresji hepcydyny ginęły wkrótce po urodzeniu z ciężkim niedoborem żelaza, co znów zasugerowało kluczową rolę hormonu w regulacji gospodarki żelazem. Pierwsze oznaki wiążące hepcydynę z kliniczną jednostką chorobową określaną jako niedokrwistość z zapalenia lub jako niedokrwistość chorób przewlekłych pojawiły się w laboratorium Nancy Andrews w Bostonie, gdzie naukowcy zbadali wycinki tkanek dwóch pacjentów z guzem wątroby, przejawiających objawy ciężkiej niedokrwistości mikrocytarnej, opornej na suplementację żelaza. Okazało się, że tkanka guza produkowała znaczne ilości hepcydyny i zawierała znaczne ilości jej mRNA. Chirurgiczne usunięcie guzów doprowadziło do cofnięcia się anemii.

Powyższe fakty sugerują, iż hepcydyna reguluje uwalnianie żelaza w ustroju.[potrzebny przypis]

PrzypisyEdytuj

  1. Ganz T. Hepcidin, a key regulator of iron metabolism and mediator of anemia of inflammation.. „Blood”. 3 (102), s. 783–8, sierpień 2003. DOI: 10.1182/blood-2003-03-0672. PMID: 12663437. 
  2. Opis genu HAMP w OMIM: 606464
  3. EH. Kemna, H. Tjalsma, VN. Podust, DW. Swinkels. Mass spectrometry-based hepcidin measurements in serum and urine: analytical aspects and clinical implications.. „Clin Chem”. 53 (4), s. 620-8, Apr 2007. DOI: 10.1373/clinchem.2006.079186. PMID: 17272487. 
  4. Atanasiu V., Manolescu B., Stoian I. Hepcidin--central regulator of iron metabolism.. „European journal of haematology”. 1 (78), s. 1–10, styczeń 2007. DOI: 10.1111/j.1600-0609.2006.00772.x. PMID: 17042775. 
  5. Carla Casu, Elizabeta Nemeth, Stefano Rivella, Hepcidin agonists as therapeutic tools, „Blood”, 2018, DOI10.1182/blood-2017-11-737411.
  6. Krause A., Neitz S., Mägert H.J., Schulz A., Forssmann W.G., Schulz-Knappe P., Adermann K.. LEAP-1, a novel highly disulfide-bonded human peptide, exhibits antimicrobial activity.. „FEBS letters”. 2-3 (480), s. 147–50, wrzesień 2000. PMID: 11034317. 
  7. Park C.H., Valore E.V., Waring A.J., Ganz T.. Hepcidin, a urinary antimicrobial peptide synthesized in the liver.. „The Journal of biological chemistry”. 11 (276), s. 7806–10, marzec 2001. DOI: 10.1074/jbc.M008922200. PMID: 11113131. 

BibliografiaEdytuj

  • Camaschella C. Understanding iron homeostasis through genetic analysis of hemochromatosis and related disorders.. „Blood”. 12 (106), s. 3710–7, grudzień 2005. DOI: 10.1182/blood-2005-05-1857. PMID: 16030190.