Metabolism of the Complex Monofluorophosphate-α2-macroglobulin in the Rat

Sodium monofluorophosphate (MFP) is a drug used in the treatment of primary osteoporosis. Following the intake of MFP, a small fraction of the drug is absorbed intact and forms a complex with α2-macroglobulin (MFP-α2M) inactivating the antiproteasic activity of the globulin. The complex has been shown to occur in the serum of rats and human being. This paper reports data on the metabolism of this complex in the rat. In vitro experiments showed that liver and bone tissue remove MFP-α2M from the incubation medium. When the experiments were pursued beyond the time needed to reduce the complex concentration to very low levels, fluorine (F) reappears in the medium in two forms: bound to low molecular weight macromolecule/s (2,200 ± 600 Da) and as ionic F. Concentrations of these F fractions increase while that of the complex decreases as a function of time. In vitro, uptake of the complex by liver or bone tissue was not affected by the presence of colchicine or methylamine. These drugs, however, inhibited intracellular metabolism of the complex, as indicated by the impairment of the return of F species to the extracellular space and the increase in F content of the tissue. The cellular receptors responsible for the uptake of the complex in liver and bone are insensitive to low concentration of calcium and inhibited by polyinosinic acid[5']. These features characterize the "scavenger" receptor, one of the two receptor types known to remove inactive α2M from the circulation. Injection of polyinosinic acid [5'] to living rats also hindered the disappearance of the complex from serum. It is concluded that the metabolism of the MFP-α2M complex involves binding to receptors, uptake by cells, lysosomal degradation and return of F bound to low molecular weight macromolecule/s to the extracellular space. It is assumed, however, that inorganic F is the final product of lysosomal hydrolysis of the protein moiety. Resumen Metabolismo del complejo monofluorfosfato-α2-macroglobulina en la rata. El monofluorfosfato de sodio (MFP) es una de las drogas empleadas para el tratamiento de la osteoporosis. Después de cada dosis de MFP, una fracción de la misma se absorbe intacta, forma un complejo con la α2-macroglobulina del plasma (MFP-α2M) que provoca la pérdida de la actividad antiproteásica de la globulina. Este trabajo describe el metabolismo del complejo MFP-α2M. Experimentos in vitro demostraron que los tejidos óseo y hepático extraen el complejo MFP-α2M del medio de incubación. Cuando los experimentos se prolongaron más allá del tiempo necesario para reducir la concentración del complejo a niveles insignificantes, el flúor reapareció en el medio de incubación en dos formas: ligado a moléculas de bajo peso molecular (2.200 ± 600 Da) y como flúor iónico. Las concentraciones de estas fracciones aumentaron en el medio de incubación en función inversa a la concentración del complejo. El clearance del complejo MFP-α2M, efectuado in vitro por los tejidos óseos y hepático, no fue afectado por la presencia de colchicina o metilamina. Estas drogas inhibieron el metabolismo intracelular del complejo, indicado por el aumento del contenido tisular de flúor y la ausencia del fenómeno de circulación de especies de flúor al medio de incubación, aludido más arriba. Los receptores celulares responsables del clearance del complejo son del tipo "scanverger": insensibles a bajas concentraciones de ión calcio e inhibidos por ácido [5']poli-inosínico. Se concluye que el metabolismo del complejo MFP-α2M involucra ligamiento a receptores de membrana, incorporación a las células, degradación lisosomal y retorno al espacio extracelular de especies de flúor, de peso molecular progresivamente más bajo, hasta flúor iónico. Se atribuye la mayor biodisponibilidad de flúor del MFP (respecto del NaF), a los fenómenos descriptos.