鉄代謝のバランスから心臓の恒常性を保つ

Keeping heart homeostasis in check through the balance of iron metabolism.

• Driton Vela

抄録

高活性な心筋細胞は、その代謝活動のために鉄を必要としている。生理状態では、鉄のターンオーバーは、グローバルな鉄供給と局所的な自律的な制御機構に依存するデリケートなプロセスである。このような自律的な制御機構についてはあまり知られていませんが、これらの機構は、全身的な鉄の障害があっても細胞の鉄のターンオーバーを維持することができることが示唆されています。したがって、心臓の鉄代謝を理解するためには、局所的な鉄蛋白質機械系の活性とグローバルな鉄代謝との関係が重要である。この点での我々の知見は、様々な心疾患の治療戦略の立案に役立ってきた。本レビューは、心臓鉄代謝の制御に関する我々の現在の知見をまとめたものである。さらに、心不全（心筋細胞の鉄欠乏）、心筋梗塞（心臓の鉄ターンオーバーの急性変化）、ドキソルビシン誘発性心毒性（ミトコンドリアにおける心筋細胞の鉄過負荷）、タラセミア（心筋細胞とミトコンドリアの鉄過負荷）、フリードライヒ失調（非対称的な細胞質/ミトコンドリアの心臓鉄代謝異常）の例を通して、心臓の鉄代謝異常のさまざまなモデルについて議論する。最後に、様々な心疾患における新たな治療法の可能性を見出すのに役立つであろう、実際の知識のギャップを解消するために、今後の展望について議論する。

Highly active cardiomyocytes need iron for their metabolic activity. In physiological conditions, iron turnover is a delicate process which is dependent on global iron supply and local autonomous regulatory mechanisms. Though less is known about the autonomous regulatory mechanisms, data suggest that these mechanisms can preserve cellular iron turnover even in the presence of systemic iron disturbance. Therefore, activity of local iron protein machinery and its relationship with global iron metabolism is important to understand cardiac iron metabolism in physiological conditions and in cardiac disease. Our knowledge in this respect has helped in designing therapeutic strategies for different cardiac diseases. This review is a synthesis of our current knowledge concerning the regulation of cardiac iron metabolism. In addition, different models of cardiac iron dysmetabolism will be discussed through the examples of heart failure (cardiomyocyte iron deficiency), myocardial infarction (acute changes in cardiac iron turnover), doxorubicin-induced cardiotoxicity (cardiomyocyte iron overload in mitochondria), thalassaemia (cardiomyocyte cytosolic and mitochondrial iron overload) and Friedreich ataxia (asymmetric cytosolic/mitochondrial cardiac iron dysmetabolism). Finally, future perspectives will be discussed in order to resolve actual gaps in knowledge, which should be helpful in finding new treatment possibilities in different cardiac diseases.

© 2019 Scandinavian Physiological Society. Published by John Wiley & Sons Ltd.