1 MĚĎMĚĎ MUDr. Michaela KrálíkováMUDr. Michaela Králíková Biochemický ústav LF MUBiochemický ústav LF MU EE--mail:mail: mkralikmkralik@med.muni.cz@med.muni.cz 2 3 MĚĎMĚĎ ((CuprumCuprum)) CuCu •• ZZ = 29= 29 •• AAr = 63,546r = 63,546 •• sksk. I. B. I. B •• (Ar)3d(Ar)3d1010 4s4s11 •• oxox. č. I, II. č. I, II •• červený kovčervený kov •• známá od starověkuznámá od starověku 4 •• 3. nejhojnější esenciální stopový prvek3. nejhojnější esenciální stopový prvek •• celkem v organismu 50celkem v organismu 50 -- 150 mg,150 mg, z toho 10% vz toho 10% v plazmě a krevních buňkách (vplazmě a krevních buňkách (v eryery 60% v SOD),60% v SOD), 90% ve tkáních90% ve tkáních (játra, srdce, svaly, mozek, ledviny,(játra, srdce, svaly, mozek, ledviny, kostní dřeň)kostní dřeň) •• referenční hodnoty /Sreferenční hodnoty /S 820820 –– 14001400 µµg/lg/l stav v ČR 780stav v ČR 780 –– 10001000 µµg/lg/l ~~ 1515 µµmol/lmol/l muži 11muži 11 -- 2222 µµmol/lmol/l ženy 12,5ženy 12,5 -- 2424 µµmol/lmol/l •• uu AfroameričanůAfroameričanů o 8o 8 -- 12% vyšší12% vyšší •• 9090--95% v95% v ceruloplazminceruloplazminuu (6(6--8 Cu / molekula)8 Cu / molekula) •• ceruloplazminceruloplazmin /S = 240/S = 240 -- 400 mg/l,400 mg/l, ↑↑ v tv těěhotenstvhotenstvíí 5 MetabolismusMetabolismus •• AbsorpceAbsorpce •• Transport a distribuce v organismuTransport a distribuce v organismu •• ExkreceExkrece 6 AbsorpceAbsorpce •• asi 30% (rozpětí 10asi 30% (rozpětí 10 -- 70%)70%) CuCu přijaté potravoupřijaté potravou •• žaludek, tenké střevožaludek, tenké střevo •• buď ve forměbuď ve formě chelátovéhochelátového komplexu skomplexu s aminokyselinamiaminokyselinami (nejvíce His)(nejvíce His) nebonebo vázána vvázána v metalothioneinumetalothioneinu •• vv metalothioneinumetalothioneinu kompeticekompetice sese ZnZn a Cda Cd •• obecněobecně ↓↓ vit. C,vit. C, FeFe aa ZnZn •• MetalothioneinMetalothionein reguluje rychlost transportureguluje rychlost transportu zz bbbb. do vnitřního prostředí.. do vnitřního prostředí. 7 Portální transportPortální transport •• vv enterocytechenterocytech vazba navazba na metalothioneinmetalothionein •• v portálním oběhuv portálním oběhu vazba na alb (His),vazba na alb (His), transkupreintranskuprein a nízkomolekulárnía nízkomolekulární ligandyligandy •• CuCu vychytána játryvychytána játry 8 JátraJátra –– centrální role v metabolismucentrální role v metabolismu aa homeostázehomeostáze CuCu •• 90%90% CuCu vazba navazba na metalothioneinmetalothionein, z něj, z něj sese zabudovává do nově syntetizovanéhozabudovává do nově syntetizovaného ceruloplazminuceruloplazminu secernovanéhosecernovaného do krvedo krve •• 10%10% CuCu vylučováno do žlučevylučováno do žluče ve forměve formě špatně vstřebatelných komplexůšpatně vstřebatelných komplexů •• uu cholestázycholestázy vzniká excesivní akumulacevzniká excesivní akumulace CuCu 9 Transport a distribuce v organismuTransport a distribuce v organismu •• v krviv krvi 9090--93%93% CuCu vázáno vvázáno v ceruloplazminuceruloplazminu •• zbytek vázán na albumin, Hiszbytek vázán na albumin, His (volný i vázaný(volný i vázaný),), faktor V, SOD afaktor V, SOD a transkupreintranskuprein •• CuCu opětopět aktivně vychytávánaaktivně vychytávána hepatocytyhepatocyty nebonebo cílovýmicílovými bbbb. pomocí. pomocí receptorů proreceptorů pro ceruloplazminceruloplazmin •• ceruloplazminceruloplazmin procházíprochází hematoencefalickouhematoencefalickou bariérou, ne placentou (nízkábariérou, ne placentou (nízká CuCu/S u novorozenců)/S u novorozenců) 10 ExkreceExkrece •• převážněpřevážně stolicístolicí (1,5(1,5 -- 2 mg/d)2 mg/d) -- deskvamovanýdeskvamovaný epitel, z pankreatu a hlavněepitel, z pankreatu a hlavně CuCu vyloučená žlučívyloučená žlučí •• močímočí -- 11 -- 2% absorbované2% absorbované CuCu,, stanovenístanovení význam jen pro diagnózu nebo sledovánívýznam jen pro diagnózu nebo sledování terapieterapie WilsonovyWilsonovy chorobychoroby (zvýšení nad 100(zvýšení nad 100 µµg/d)g/d) 11 VýznamVýznam •• součást enzymů:součást enzymů: cytcyt cc--oxidázaoxidáza, SOD,, SOD, MAOMAO (prim.(prim. aminamin →→ aldehyd)aldehyd),, tyrozinázatyrozináza (DOPA(DOPA →→ melaniny)melaniny),, dopamindopamin--ββ--hydroxylázahydroxyláza ((dopamindopamin →→ noradrenalinnoradrenalin)),, lysyloxidázalysyloxidáza ((LysLys →→ allysinallysin)) •• součást pigmentů, např. vlasovéhosoučást pigmentů, např. vlasového keratinukeratinu •• nezbytná pro tvorbu a odbouránínezbytná pro tvorbu a odbourání katecholaminůkatecholaminů aa tvorbu pojiva, funkci CNS atvorbu pojiva, funkci CNS a eryery •• antioxidačníantioxidační působenípůsobení 12 SODSOD 22 OO22··-- + 2 H+ 2 H++ →→→→→→→→ OO22 + H+ H22OO22 SOD 1:SOD 1: cytoplazma, 2cytoplazma, 2 podjednotkypodjednotky, v každé 1, v každé 1 CuCu a 1a 1 ZnZn ECEC--SOD:SOD: 44 podjednotkypodjednotky EE--CuCu2+2+ + O+ O22··-- →→ EE--CuCu++ ++ OO22 EE--CuCu++ + O+ O22··-- →→ EE--CuCu2+2+ + H+ H22OO22 ZnZn22++ -- fcefce stabilizastabilizaččnníí, p, přříímo se katalýzymo se katalýzy neneúúččastnastníí SOD 2:SOD 2: mitochondriemitochondrie: Mn: Mn2+2+ ↔↔↔↔↔↔↔↔ MnMn3+3+ ←← antioxidaantioxidaččnníí aktivitaaktivita 13 ceruloplazminceruloplazmin == ferroxidázaferroxidáza II katalyzujekatalyzuje FeFe 22++ →→ FeFe 33++ (zábrana účasti Fe(zábrana účasti Fe22++ veve FentonověFentonově reakci)reakci) ←← antioxidačníantioxidační aktivitaaktivita 14 ÚčastÚčast CuCu veve FentonověFentonově reakcireakci ←← prooxidačníprooxidační aktivitaaktivita HH22OO22 ++ CuCu++ → OH→ OH-- ++ ˙OH˙OH + Cu+ Cu2+2+ 15 Příjem potravouPříjem potravou •• Hlavní zdroje v potravěHlavní zdroje v potravě •• mořské rybymořské ryby •• ořechyořechy •• čokoláda, kakaočokoláda, kakao •• zelená zeleninazelená zelenina •• luštěninyluštěniny •• semena, celozrnné pečivosemena, celozrnné pečivo •• játrajátra •• ovoce, ostatní zeleninaovoce, ostatní zelenina 16 DeficitDeficit •• vrozenývrozený •• získanýzískaný 17 DeficitDeficit •• vrozenývrozený •• získanýzískaný 18 MenkesovaMenkesova chorobachoroba ((KinkyKinky ((steelysteely)) -- hairhair diseasedisease)) SyndromSyndrom uzlíčkovatýchuzlíčkovatých vlasůvlasů •• GR dědičnáGR dědičná •• mutace genu pro transportující ICmutace genu pro transportující IC ATPázuATPázu 7A na X7A na X chomozomuchomozomu →→ •• porucha absorpceporucha absorpce CuCu střevní sliznicístřevní sliznicí •• možnostmožnost využití molekulární analýzy (PCR)využití molekulární analýzy (PCR) genu progenu pro ATP7AATP7A propro prenatální diagnostikuprenatální diagnostiku v rodinách postiženýchv rodinách postižených MenkesovouMenkesovou chorobouchorobou •• ↓↓ hladina mědi,hladina mědi, ceruloplazminuceruloplazminu a aktivitaa aktivita měď obsahujících enzymůměď obsahujících enzymů 19 MenkesovaMenkesova chorobachoroba -- klinickyklinicky •• projevy během prvních 8 týdnů, většinaprojevy během prvních 8 týdnů, většina dětí umírá do tří letdětí umírá do tří let •• porucha růstu, změny skeletuporucha růstu, změny skeletu •• brzký nástup těžké mentální a fyzickébrzký nástup těžké mentální a fyzické retardaceretardace •• cerebrální acerebrální a cerebelárnícerebelární symptomatologiesymptomatologie (atrofie,(atrofie, demyelinizacedemyelinizace,, gliózaglióza, cystická, cystická degenerace)degenerace) •• vlasyvlasy tenké,tenké, depigmentovanédepigmentované, lomivé, stočené, lomivé, stočené (vzhled ocelové „vlny“,(vzhled ocelové „vlny“, pillipilli tortitorti), s), s uzlíčkovatýmuzlíčkovatým zesílenímzesílením 20 DeficitDeficit •• vrozenývrozený •• získanýzískaný 21 Získaný deficitZískaný deficit -- příčinypříčiny •• malnutricemalnutrice,, parenterální výživa bezparenterální výživa bez suplementacesuplementace CuCu •• p.o. terapie zinkem nebo terapie Dp.o. terapie zinkem nebo terapie D-- penicilaminempenicilaminem •• těžké průjmy,těžké průjmy, enteropatieenteropatie,, malabsorbcemalabsorbce •• u podvyživených nebo nedonošenýchu podvyživených nebo nedonošených kojenců živených mlékem skojenců živených mlékem s nedostatečným množstvímnedostatečným množstvím CuCu 22 Získaný deficitZískaný deficit –– klinický obrazklinický obraz •• hypochromníhypochromní normocytárnínormocytární anémieanémie •• neutropenieneutropenie •• poruchy kostního metabolismuporuchy kostního metabolismu –– osteoporóza, fraktury, špatný vývojosteoporóza, fraktury, špatný vývoj metafýzmetafýz (defekt syntézy kolagenu a(defekt syntézy kolagenu a elastinuelastinu,, lysyloxidázalysyloxidáza)) •• poruchy GITporuchy GIT •• depigmentacedepigmentace •• neurolneurol. poruchy z. poruchy z demyelinizacedemyelinizace 23 ToxicitaToxicita •• zvýšená hladina u hepatitidy, některých anémií,zvýšená hladina u hepatitidy, některých anémií, akutní leukémie,akutní leukémie, lymfomůlymfomů, MM,, MM, melanomumelanomu,, schizofrenieschizofrenie •• akutní intoxikaceakutní intoxikace -- od 250 mgod 250 mg CuCu,, nauzeanauzea,, zvracení, průjem, bolest vzvracení, průjem, bolest v epigastriuepigastriu; může až šok,; může až šok, kóma a akutníkóma a akutní hepatálníhepatální aa renálnírenální selháníselhání •• chronickáchronická intoxikaceintoxikace –– cirhózacirhóza (dětská cirhóza v Indii(dětská cirhóza v Indii vyvolána mlékem a vodou kontaminovanými skladovánímvyvolána mlékem a vodou kontaminovanými skladováním vv mosazných nádobách?)mosazných nádobách?) 24 WilsonovaWilsonova chorobachoroba ((hepatolentikulárníhepatolentikulární degenerace)degenerace) •• AR dědičná,AR dědičná, incidence 5incidence 5 --10 :1 00010 :1 000 000000 •• mutace genu pro transportní intracelulárnímutace genu pro transportní intracelulární ATPázuATPázu 7B7B →→ •• excesivní vstřebáváníexcesivní vstřebávání CuCu střevní sliznicí, poruchastřevní sliznicí, porucha žlučové eliminacežlučové eliminace CuCu a zabudovánía zabudování CuCu dodo cerulooplazminucerulooplazminu, nízká nebo žádná syntéza, nízká nebo žádná syntéza ceruloplazminuceruloplazminu •• 1.1. projevyprojevy někdy již v 5. roce, většinou ažněkdy již v 5. roce, většinou až kolem 10.kolem 10. -- 20. roku20. roku •• ↓↓ celkovcelkováá CuCu /S/S ((6,36,3 -- 9,49,4 µµµµµµµµmol/l)mol/l),, ↑↑ volnávolná ((neceruroplazminováneceruroplazminová)) CuCu /S/S,, ↓↓ ceruloplazminceruloplazmin /S/S (<0,2(<0,2 g/l)g/l) ,, ↑↑ exkreceexkrece CuCu močímočí ((>> 1,571,57 µµµµµµµµmol/d,mol/d, tj.tj. >> 400400 µµµµµµµµg/d)g/d) 25 WilsonovaWilsonova chorobachoroba •• klinicky příznaky jaterní a neurologické poruchyklinicky příznaky jaterní a neurologické poruchy •• volná měď proniká do:volná měď proniká do: * jater:* jater: ikterusikterus,, anorexie,anorexie, nauzeanauzea, úbytek na váze,, úbytek na váze, otoky,otoky, krvácivost, cirhóza;krvácivost, cirhóza; * mozku:* mozku: dysfcedysfce bazálních gangliíbazálních ganglií →→ rigidita neborigidita nebo parkinsonskýparkinsonský třes, dystonie,třes, dystonie, poruchy řeči, u dětí poruchyporuchy řeči, u dětí poruchy chování a osobnosti;chování a osobnosti; ** ledvin: zvýšené vylučování močí;ledvin: zvýšené vylučování močí; * rohovky:* rohovky: hnědozelenýhnědozelený KeyserKeyser--FleischnerůvFleischnerův prstenecprstenec 26 WilsonovaWilsonova chorobachoroba •• možnostmožnost molekulární analýzy genu pro ATP7Bmolekulární analýzy genu pro ATP7B pomocí PCRpomocí PCR –– detekcedetekce nemocinemoci v klinickyv klinicky latentní fázilatentní fázi •• vyšetřit rodinné příslušníky!vyšetřit rodinné příslušníky! ((CuCu/S,/S, ceruloplazminceruloplazmin/S,/S, CuCu/U; PCR)/U; PCR) •• Léčba:Léčba: penicilaminpenicilamin (1(1 -- 22 g/d)g/d) ZnZn (25(25 -- 5050 mg 3x denně mezi jídly)mg 3x denně mezi jídly) vit. Bvit. B66 ((penicilaminpenicilamin je jehoje jeho antimetabolitemantimetabolitem))