Статьи Биохимия
|
|
|
|
Нарушение обмена меди
Медь относится к жизненно важным микроэлементам, играющим важную роль в регуляции окислительно-восстановительных, нейроэндокринных процессов, перекисном окислении липидов, в формировании соединительной ткани и кроветворении. Медь входит в состав ферментов, участвующих в иммунных реакциях.Нормальная концентрация меди в сыворотке крови – 11-24 мкмоль/л.
Оптимальное содержание меди в организме находится в пределах 70 – 80 мг, из которых 10-20 мг находится в печени, а остальное в прочих органах и тканях. С пищей за сутки в организм поступает 2-5 мг меди, что значительно превышает его физиологические потребности. Всасывается лишь около половины этого количества, а остальное выделяется с калом. Та часть всосавшейся меди, которая превышает метаболические потребности, выводится с желчью, вероятно с участием печеночных лизосом. У здорового взрослого человека выделение меди с желчью составляет 1,2—1,7 мг/сутки. Она всасывается в кишечнике, поступает в печень, где связывается с синтезируемым печенью церулоплазмином (соединение белка с 6 атомами меди), циркулирующим в сыворотке крови (более 90% меди плазмы связано с церулоплазмином, а в эритроцитах 60% меди связано с супероксидцисмутазой). Целуроплазмин является α-2-глобулином - оксидазой с фероксидазной активностью. Медь избирательно захватывается органами, которые в ней нуждаются (в наибольшем количестве медь содержится в печени, почках, сердце и головном мозге), а экскретируются с желчью. Желчь - главный физиологический путь экскреции меди из печени. Незначительная часть меди находится в крови в ионизированной форме в виде лабильного комплекса с альбумином и выделяется с мочой. В процессе кроветворения обмен железа тесно связан с обменом меди. Медь способствует депонированию в печени железа, использованию его для синтеза гемоглобина и таким образом стимулирует кроветворную функцию костного мозга. Поэтому в результате недостаточности меди в организме уменьшается всасывание и использование железа, ведущее к гипохромной и микроцитарной анемии.
Медь играет жизненно важную роль, по-видимому, лишь в качестве простетического элемента, необратимо связанного с определенными белками. У человека имеется около десятка медьсодержащих белков. В норме в организме должно быть достаточно меди, чтобы она могла включаться в специфические апоферменты в количестве, обеспечивающем синтез этих белков. Практически все нарушения обмена меди состоят либо в дефиците одного или нескольких необходимых медьсодержащих белков, либо в том, что в тканях и органах присутствует больше меди, чем они могут связать. Как синтез специфических медьсодержащих белков, так и баланс меди регулируются генетическими механизмами.В норме концентрация меди в плазме постоянна.
Концентрация меди в плазме повышается при инфаркте миокарда, лейкозах, солидных опухолях, инфекциях, циррозе печени, гемохроматозе, тиреотоксикозе, коллагенозах, хотя клиническое значение этого неясно. У женщин избыток меди может быть связан со злоупотреблением гормональными контрацептивами,а также с применением внутриматочной спирали на основе меди. Повышенное содержание меди в волосах (помимо заболеваний печени) может быть свидетельством склонности к гипертонической болезни (у мужчин после 40 лет - инфаркт миокарда), повышению уровня холестерина в крови, новообразованиям (особенно в гинекологической сфере у женщин), аутоиммунным заболеваниям, экземе, мигрени, эпилепсии, а также наличия воспалительных заболеваний суставов и сосудов, системным заболеваниям соединительной ткани, дис- (гипер-) пигментации кожи. Избыток меди часто встречается у холериков, лиц творческих профессий, профессиональных спортсменов, людей, злоупотребляющих спиртными напитками. Основным источником меди являются продукты питания, и отклонения в обмене меди имеют в основном внутреннее происхождение (нарушение биохимических процессов в организме). Однако, проживание вблизи предприятий цветной металлургии, гальванических, радиотехнических, по производству электрооборудования, минеральных удобрений, контакты с медной посудой, использование медных изделий и украшений, купание в бассейнах с водой, обработанной сульфатом меди, избыточное потребление богатых медью продуктов и передозировка медьсодержащих лекарств могут также приводить к повышению содержания меди в организме. Хроническая интоксикация медью и ее солями на производстве может приводить к функциональным расстройствам нервной системы, печени и почек, аллергодерматозам.
Медь обладает прямым гемолитическим действием. Попадание избытка меди в организм с пищей или водой, а также при гемодиализе сопровождается тошнотой, рвотой, поносом. Впоследствии развиваются гемолитическая анемия, почечная недостаточность, печеночная недостаточность, неврологические нарушения, характерные для болезни Вильсона. Преходящий гемолиз при болезни Вильсона-Коновалова, вероятно, также обусловлен действием меди.
Наиболее частыми причинами дефицита меди являются неадекватное питание, а также загрязнение окружающей среды кадмием, молибденом, марганцем, цинком, передозировка гормональных и цинксодержащих препаратов, фруктозы и витамина С. Молибден, цинк, марганец, а также кадмий и свинец при поступлении в больших количествах могут нарушать усвоение и биологические функции меди. Соотношение Cu/Zn - одна из важнейших констант в организме человека. Дефицит меди встречается при нефротическом синдроме, квашиоркоре, болезни Вильсона, тяжелом поносе с нарушением всасывания, состояниях, сопровождающихся повышенной экскрецией или сниженным синтезом церулоплазмина. Дефицит меди отрицательно сказывается на кроветворении (нарушение всасывания железа и образования красных кровяных телец) - развитие анемии, лейкопении (снижение числа лейкоцитов в крови), может быть фактором риска для возникновения пороков сердца, диабета. У девочек может препятствовать половому созреванию, создавать предпосылки для возникновения гинекологических заболеваний (дисфункция яичников, воспалительные процессы и т.д.). Дефицит меди может приводить к психо-эмоциональному истощению, витилиго (нарушение пигментации кожи), других заболеваний кожи, болезней соединительной ткани, костей (сколиоз, остеопороз и др.), аллергических заболеваний, в том числе ринита, астматических осложнений при бронхитах и др., нарушению синтеза гормона щитовидной железы тироксина (риск снижения функции щитовидной железы). Встречается при демиелинизирующих заболеваниях, задержке психо-речевого и моторного развития, судорожном синдроме (эпилепсии) у детей, генетических заболеваниях (синдром Марфана, синдром «курчавых волос» или болезнь Менкеса).
У недоношенных, получающих недостаточное количество меди с пищей, снижаются концентрации церулоплазмина и меди в сыворотке, развиваются анемия, остеопения, депигментация кожи, депигментация волос, происходит задержка психомоторного развития. У больных, получающих полное парентеральное питание, дефицит меди сопровождается анемией и нейтропенией.
При болезни Вильсона-Коновалова имеется недостаточность фермента, осуществляющего включение меди в активный центр церулоплазмина в печени, медь не присоединяется к церулоплазмину и переходит в кровь и соединяется с аминокислотами. Комплекс меди с аминокислотами является плохо растворимым соединением и откладывается в ряде тканей: чечевидном ядре мозга, клетках печени, селезенки, сетчатки и роговице глаза (кольцо Кайзера–Флешнера), а также определяется повышенное выделение меди с мочой. Обнаруживается увеличение абсорбции меди в кишечнике, в 95% случаев выявляется снижение синтеза церулоплазмина и экскреции меди с желчью. Снижение или отсутствие активности церулоплазмина нарушает поступление достаточных количеств меди к ферментам тканевого дыхания, кроветворным органам. Свободная медь, накапливающаяся в тканях, блокирует SH-группы многих ферментов. Возникают дегенеративные изменения в органах. Складывается парадоксальная ситуация: нарушение биологических процессов из-за недостаточного количества меди и накопление меди в тканях с симптоматикой интоксикации металлом. Несмотря на важную роль церулоплазмина в патогенезе гепатолентикулярной дегенерации, у 5% больных имеется нормальный уровень церулоплазмина в сыворотке крови. Содержание церулоплазмина не всегда хорошо коррелирует с длительностью и выраженностью заболевания. Биопсия печени у больных с гепатолентикулярной дегенерацией с нормальным содержанием церулоплазмина позволяет обнаружить избыточное количество меди даже на доклинической стадии.
Болезнь курчавых волос (синдром Менкеса) - врожденное нарушение обмена меди, наследуемое Х-сцепленно рецессивно. Всасывание меди в кишечнике не нарушено. Ее содержание в кишечнике, почках и фибробластах кожи в норме или повышено, а в сыворотке, печени, головном мозге и, возможно, в сосудах снижено. Концентрация церулоплазмина в сыворотке и активность некоторых медьсодержащих ферментов (например, аминооксидаз соединительной ткани) снижены. Волосы курчавые. Нарушение синтеза коллагена и эластина приводит к образованию расслаивающих аневризм, разрыву миокарда, эмфиземе легких и остеопорозу. Анемия отсутствует. Смерть обычно наступает в первые 5 лет жизни.