5 Zusammenfassung
Ferrozene stellen eine außergewöhnliche Gruppe eisenhaltiger, organischer Substanzen dar. Sie sind lipophile, aromatische Verbindungen, die nach oraler Gabe von der Ratte sehr gut absorbiert werden und bei chronischer Gabe zu einer extrem schweren Eisenüberladung führen. Der Aufnahmemechanismus ist offenbar unabhängig von der physiologischen intestinalen Eisenabsorption, nähere mechanistische Einzelheiten waren aber bisher nicht bekannt.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Aufnahme von Eisen aus 55Fe-markierten Ferrozen und des Ferrozenderivates 3,5,5,-Trimethylhexanoylferrozen (TMH-Ferrozen) an primären Zellkulturen von Rattenhepatozyten untersucht. Die radioaktiv markierten Ferrozenverbindungen wurden im 100 mg Maßstab aus 55Fe(II)Chlorid und Cyclopentadien synthetisiert. Die radiochemische Reinheit betrug über 98%. Die Hepatozyten wurden nach der etwas modifizierten Methode von Seglen aus weiblichen Wistar-Ratten (150-340 g) gewonnen. Die Viabilität der Zellen lag zwischen 60 und 80%. Die Zelldichte in der primären Zellkultur betrug 2- 4 Millionen/ ml.
Im untersuchten Konzentrationsbereich von 10 - 360 µM verlief die Aufnahme von Eisen aus Ferrozen bzw. TMH-Ferrozen (10-200 µM) linear und zeigte kein Sättigungsverhalten. Der Einfluß von folgenden Faktoren auf die Aufnahme von Eisen aus TMH-Ferrozen wurde untersucht:
Änderung des pH-Wertes im Bereich pH 5 bis pH
8,
Temperaturänderung von 12 bis 36oC,
Zusatz von Apo- und Holo-Transferrin,
Zusatz der 2-wertigen Kationen Co, Cu, Mn und
Zn
Zusatz von Ferricyanid, Na-cyanid und
Eisenchelatoren, wie Ascorbat, Citrat, DTPA,
DFO, EDTA, L1, Tiron.
Durch keinen der angeführten Zusätze wurde eine signifikante Beeinflussung der Aufnahme festgestellt. Ein schwacher Einfluß war nur bei 100fachem Substratüberschuß und bei Trypsinandauung der Zellen zu beobachten. Diese Effekte waren aber im Vergleich zu Paralleluntersuchungen der Aufnahme von 55Fe-Citrat als relativ gering anzusehen.
Die hepatozelluläre Aufnahme der untersuchten Ferrozene stellt sich als ein schneller, nicht-sättigbarer und von allen bisher bekannten Aufnahmewegen von Eisen in die Zelle unabhängiger Weg dar. Die lipophilen Ferrozene gelangen durch passive Diffusion durch die Zellmembran in die Zelle. Das Eisen wird dann sehr wahrscheinlich intrazellulär durch Redoxreaktionen aus dem Kohlenstoffgerüst freigesetzt und dem Eisenpool der Zelle zugeführt.
Die Verwendung von [59Fe] und [55Fe]-markierten Ferrozenderivaten bietet die Möglichkeit, Eisen auf nichtphysiologische Weise in die Zelle zu transportieren. Damit lassen sich z.B. Transportmechanismen des Eisens aus der Zelle in den Extrazellulärraum ohne störende Wechselwirkung mit anderen Transportmechanismen untersuchen .