Дефицит меди - Copper deficiency

Дефицит меди
Другие имена	Гипокупремия
Кольцо Мазок Сидеробласта 13.01.2010, признак дефицита меди в крови.
Специальность	Эндокринология
Факторы риска	Алкоголизм , шунтирование желудка

Дефицит меди , или гипокупремия , определяется либо как недостаточное количество меди для удовлетворения потребностей организма, либо как уровень меди в сыворотке ниже нормального диапазона. Нейродегенеративный синдром дефицита меди был обнаружен в течение некоторого времени у жвачных животных, у которых он широко известен как « раскачивание ». Дефицит меди может проявляться параллельно с недостатком витамина B12 и других пищевых продуктов.

Обзор

Наиболее частой причиной дефицита меди является удаленная желудочно-кишечная хирургия, такая как операция обходного желудочного анастомоза , из-за мальабсорбции меди или токсичности цинка . С другой стороны, болезнь Менкеса - это генетическое заболевание дефицита меди, сопровождающееся широким спектром симптомов, которое часто приводит к летальному исходу.

Медь необходима для функционирования многих ферментов, таких как цитохром-с-оксидаза , которая является комплексом IV в митохондриальной цепи переноса электронов , церулоплазмин , Cu / Zn- супероксиддисмутаза и аминоксидазы . Эти ферменты катализируют реакции окислительного фосфорилирования , транспорта железа, улавливания и нейтрализации антиоксидантов и свободных радикалов, а также синтеза нейротрансмиттеров соответственно. Диеты различаются по количеству содержащейся в них меди, но могут обеспечивать около 5 мг / день, из которых усваивается только 20-50%. В рационе пожилых людей может быть более низкое содержание меди, чем рекомендуемая суточная доза. Диетическая медь содержится в цельнозерновых злаках , бобовых , устрицах , мясных субпродуктах (особенно в печени ), вишне , темном шоколаде , фруктах , зеленолистных овощах, орехах , птице , черносливе и соевых продуктах, таких как тофу .

Дефицит меди может иметь множество гематологических последствий, таких как миелодисплазия , анемия , низкое количество лейкоцитов и низкое количество нейтрофилов (тип лейкоцитов, который часто называют «первой линией защиты» иммунной системы). Дефицит меди давно известен как причина миелодисплазии (когда профиль крови имеет индикаторы возможного развития лейкемии в будущем ), но только в 2001 году дефицит меди был связан с неврологическими проявлениями, такими как сенсорная атаксия (нерегулярная координация из-за проприоцептивной потери) , спастичность, мышечная слабость и, реже, потеря зрения из-за повреждения периферических нервов , миелопатия (заболевание спинного мозга) и редко оптическая нейропатия .

Признаки и симптомы

Симптомы крови

Характерными гематологическими (кровяными) эффектами дефицита меди являются анемия (которая может быть микроцитарной , нормоцитарной или макроцитарной ) и нейтропения . Тромбоцитопения (низкий уровень тромбоцитов ) встречается редко.

Обнаружение аспиратов периферической крови и костного мозга при дефиците меди может имитировать миелодиспластический синдром . Аспират костного мозга в обоих случаях может показывать дисплазию предшественников клеток крови и присутствие кольцевых сидеробластов ( эритробластов, содержащих несколько гранул железа вокруг ядра). В отличие от большинства случаев миелодиспластического синдрома, аспират костного мозга при дефиците меди обычно показывает цитоплазматические вакуоли в составе предшественников красных и белых клеток, а кариотипирование в случаях дефицита меди не выявляет цитогенетических особенностей, характерных для миелодиспластического синдрома.

Анемия и нейтропения обычно проходят в течение шести недель после замены меди.

Неврологические симптомы

Дефицит меди может вызвать широкий спектр неврологических проблем, включая миелопатию , периферическую невропатию и невропатию зрительного нерва .

Миелопатия

Миелопатия из-за дефицита меди у людей была обнаружена и впервые описана Шлепером и Штюренбургом в 2001 году. Они описали пациента с гастрэктомией и частичной резекцией толстой кишки в анамнезе, у которого был тяжелый тетрапарез и болезненные парестезии, и у которого на снимках был обнаружен дорзомедиальный шейный отдел спинного мозга Т2. гиперинтенсивность. При дальнейшем анализе было обнаружено, что у пациента снизились уровни сывороточного церулоплазмина, сывороточной меди и меди в спинномозговой жидкости. Пациента лечили парентерально медью, и парестезии у пациента исчезли. С момента этого открытия растет и растет осведомленность о миелопатии, вызванной дефицитом меди, и ее лечении, и это заболевание было рассмотрено Кумаром. Страдающие обычно присутствуют трудности при ходьбе ( походка сложности) , вызванные сенсорной атаксии (нерегулярные координации мышц) в связи с дорсальной колонке дисфункции или дегенерации спинного мозга ( миелопатия ). Пациенты с атаксической походкой имеют проблемы с равновесием и демонстрируют неустойчивую широкую походку. Они часто чувствуют дрожь в туловище, вызывающую подергивания в стороны и выпады.

При МРТ головного мозга часто наблюдается усиление передачи сигналов Т2 в задних столбах спинного мозга у пациентов с миелопатией, вызванной дефицитом меди. Передача сигналов Т2 часто является индикатором какой-то нейродегенерации. На МРТ спинного мозга наблюдаются некоторые изменения, затрагивающие грудной, шейный, а иногда и то, и другое. Миелопатию, вызванную дефицитом меди, часто сравнивают с подострой комбинированной дегенерацией (ВСС). Подострая комбинированная дегенерация также является дегенерацией спинного мозга, но вместо этого причиной дегенерации позвоночника является дефицит витамина B12 . SCD также имеет такую ​​же высокую интенсивность передачи сигналов T2 в заднем столбе, что и пациент с дефицитом меди при МРТ.

Периферическая невропатия

Другим распространенным симптомом дефицита меди является периферическая невропатия , которая представляет собой онемение или покалывание, которое может начаться в конечностях и иногда прогрессировать радиально внутрь к туловищу. В опубликованном отчете о клиническом случае у 69-летнего пациента прогрессивно ухудшались неврологические симптомы. Эти симптомы включали снижение рефлексов верхних конечностей с аномальными рефлексами нижних конечностей, снижение чувствительности к легкому прикосновению и уколу булавкой выше талии, потеря ощущения вибрации в грудины и заметное снижение проприоцепции или ощущения ориентации себя. Многие люди, страдающие неврологическими последствиями дефицита меди, жалуются на очень похожие или идентичные симптомы, что и пациенты. Онемение и покалывание представляют опасность для пожилых людей, поскольку повышают риск их падения и травм. Периферическая невропатия может привести к инвалидности, в результате чего некоторые пациенты будут зависеть от инвалидных колясок или трости для передвижения, если нет правильного диагноза. В редких случаях дефицит меди может вызывать серьезные симптомы инвалидности. Дефицит должен будет присутствовать в течение длительного времени, пока не проявятся такие состояния, приводящие к потере трудоспособности.

Оптическая невропатия

У некоторых пациентов, страдающих дефицитом меди, наблюдаются признаки потери зрения и потери цвета. Зрение обычно теряется при взгляде на периферию глаза. Двусторонняя потеря зрения обычно очень постепенная. Оптическая когерентная томография (ОКТ) показывает некоторую потерю слоя нервных волокон у большинства больных, что свидетельствует потеря потери зрения и цветовое зрения была вторичной по отношению к оптической невропатии или нейродегенерации.

Причины

Операция

Бариатрическая хирургия - частая причина дефицита меди. Бариатрическая хирургия, такая как операция обходного желудочного анастомоза , часто используется для контроля веса у больных с болезненным ожирением. Нарушение работы кишечника и желудка в результате операции может вызвать трудности с абсорбцией не только меди, но и железа, витамина B12 и многих других питательных веществ. Симптомы миелопатии, вызванной дефицитом меди, могут развиться в течение десятилетий.

Цинк токсичность

Повышенное потребление цинка - еще одна причина дефицита меди. Цинк часто используется для профилактики или лечения простуды и синусита (воспаление носовых пазух из-за инфекции), язв, серповидно-клеточной анемии , целиакии , нарушения памяти и угрей. Цинк содержится во многих распространенных витаминных добавках, а также в кремах для зубных протезов. Недавно было обнаружено, что несколько случаев миелоневропатии, вызванной дефицитом меди, были вызваны длительным использованием кремов для зубных протезов, содержащих большое количество цинка.

Металлический цинк является основой всех денежных монет Соединенных Штатов, включая пенни с медным покрытием. У людей, которые проглотят большое количество монет, будет повышенный уровень цинка, что приведет к дефициту меди, вызванному токсичностью цинка, и связанным с ним неврологическим симптомам. Так было с 57-летней женщиной с диагнозом шизофрения . Женщина съела более 600 монет, и у нее начали проявляться неврологические симптомы, такие как неустойчивая походка и легкая атаксия .

Наследственные расстройства

Болезнь Менкеса с симптомами редких курчавых волос стального цвета и бледности.

Болезнь Менкеса - врожденное заболевание, вызывающее дефицит меди. Болезнь Менкеса - это наследственное заболевание, вызванное дефектным геном, отвечающим за метаболизм меди в организме. Болезнь Менкеса включает в себя широкий спектр симптомов, включая вялый мышечный тонус, судороги , аномально низкие температуры и волосы особого стального цвета, которые кажутся очень грубыми. Болезнь Менкеса обычно приводит к летальному исходу, и большинство детей умирают в течение первых десяти лет жизни.

Другой

Редко предполагается, что избыток железа вызывает миелопатию, вызванную дефицитом меди . Другой более редкой причиной дефицита меди является глютеновая болезнь , вероятно, из-за мальабсорбции в кишечнике. Тем не менее, большой процент, около 20%, случаев имеет неизвестные причины.

Патофизиология

Медь действует как простетическая группа, которая обеспечивает перенос электронов в ключевых ферментативных путях, таких как цепь переноса электронов . Медь интегрирована в ферменты цитохром с оксидазы , которая участвует в клеточном дыхании и окислительном фосфорилировании , дисмутазу Cu / Zn, которая участвует в антиоксидантной защите, и многие другие, перечисленные в таблице ниже.

Неврологический

Механизм цитохром с оксидазы в митохондриальной мембране

Цитохром с оксидаза

Было высказано несколько гипотез о роли меди и некоторых ее неврологических проявлениях. Некоторые предполагают, что нарушения цитохром-с-оксидазы , также известной как Комплекс IV, цепи переноса электронов, ответственны за дегенерацию спинного мозга.

Цикл метилирования

Миелинизированный нейрон

Другая гипотеза состоит в том, что миелопатия, вызванная дефицитом меди, вызвана нарушениями цикла метилирования . Цикл метилирования вызывает перенос метильной группы (-CH ₃ ) от метилтетрагидрофолата к ряду макромолекул предполагаемым медьзависимым ферментом метионинсинтазой . Этот цикл способен производить пурины , которые являются компонентом нуклеотидных оснований ДНК , а также миелиновые белки. Спинной мозг окружен слоем защитного белкового покрытия, называемого миелином (см. Рисунок). Когда этот фермент метионинсинтазы нарушается, метилирование уменьшается и миелинизация спинного мозга нарушается. Этот цикл в конечном итоге вызывает миелопатию .

Гематологическая причина

Железный транспорт

Анемию , вызванная дефицитом меди , как полагает, вызвано нарушением железы транспортом. Гефестин - медьсодержащий фермент ферроксидаза, расположенный в мышечной оболочке двенадцатиперстной кишки, который окисляет железо и облегчает его перенос через базолатеральную мембрану в кровоток. Другой фермент, переносящий железо, - церулоплазмин . Этот фермент необходим для мобилизации железа из ретикулоэндотелиальной клетки в плазму. Церулоплазмин также окисляет железо из двухвалентного состояния в трехвалентную форму, которая необходима для связывания железа. Нарушение этих медьзависимых ферментов, транспортирующих железо, может вызвать вторичную железодефицитную анемию. Другое предположение о причине анемии связано с участием митохондриального фермента цитохром с оксидазы (комплекс IV в цепи переноса электронов). Исследования показали, что модели на животных с нарушенной цитохром-с-оксидазой не смогли синтезировать гем из трехвалентного железа с нормальной скоростью. Более низкая скорость фермента может также вызвать комкование излишка железа, придавая гему необычный узор. Этот необычный образец также известен как клетки сидеробластной анемии с кольцами .

Остановка роста клеток

Причина нейтропении до сих пор не выяснена; однако задержка созревания миелоцитов или предшественников нейтрофилов может вызвать дефицит нейтрофилов .

Цинковая интоксикация

Отравление цинком может вызвать анемию , блокируя всасывание меди из желудка и двенадцатиперстной кишки . Цинк также усиливает экспрессию хелатирующего металлотионеина в энтероцитах , которые составляют большинство клеток кишечного эпителия. Поскольку медь имеет более высокое сродство к металлотионеину, чем цинк, медь будет оставаться связанной внутри энтероцита, а затем выводиться через просвет . Этот механизм используется терапевтически для достижения отрицательного баланса при болезни Вильсона , которая связана с избытком меди.

Диагностика

Диагноз дефицита меди может быть подтвержден отчетом человека о совместимых признаках и симптомах, результатами тщательного физического обследования и подтверждающими лабораторными данными. Низкие уровни меди и церулоплазмина в сыворотке соответствуют диагнозу, как и низкий уровень меди в моче за 24 часа. Дополнительные результаты вспомогательного анализа крови также включают нейтропению и анемию . МРТ может продемонстрировать повышенный сигнал Т2 в путях дорсальной колонны и медиального лемниска .

Уход

Дефицит меди - очень редкое заболевание, и врачи часто ошибочно диагностируют его несколько раз, прежде чем сделать вывод о дефиците меди посредством дифференциальной диагностики (анализ сыворотки меди и биопсия костного мозга обычно являются окончательными в диагностике дефицита меди). В среднем у пациентов диагностируется дефицит меди примерно через 1,1 года после того, как их первые симптомы сообщаются врачу. Дефицит меди можно лечить либо пероральными добавками меди, либо внутривенно . Если присутствует интоксикация цинком, прекращения приема цинка может быть достаточно для восстановления нормального уровня меди, но обычно это очень медленный процесс. Людям, страдающим отравлением цинком, обычно необходимо принимать добавки с медью в дополнение к прекращению потребления цинка. Гематологические проявления часто быстро возвращаются к норме. Развитие неврологических симптомов будет остановлено и иногда улучшено с помощью соответствующего лечения, но остаточная неврологическая инвалидность является обычным явлением.

Смотрите также

• Медь в здоровье
• Дефицит меди и избыточные состояния здоровья (негенетические)

использованная литература

внешние ссылки