Měď

 

OSN-SAbstraktOSN-E

Měď je esenciální stopový prvek, kov. Deplece vzácně, nadměrný přívod je toxický. Je kofaktorem mnoha metaloenzymů (např. cytochrom-c-oxidáza, superoxiddismutáza, urikáza, dopamin-beta-hydroxyláza, tyrosináza, ceruloplazmin). Je důležitý při oxidačně-redukčních reakcích, při syntéze melaninu a kolagenu, při transportu Fe, metabolismu katecholaminů, má antioxidační účinky. Resorpce v organismu pomocí metalothioneinu (soutěží o vazebné místo s Zn a Cd). V krvi je měď vázána na albumin, histidin a transkuprein, odtud je aktivně vychytávána hepatocyty. V játrech se zabudovává do ceruloplasminu (genetická porucha vede k Wilsonově chorobě). Volná měď je toxická, ukládá se v játrech, mozkových buňkách, renálních tubulech. Deficit vzniká při poruchách výživy, dlouhodobé parenterální výživě, hyperkatabolismu. Projevy: porušená chuť, poruchy pigmentace, mozkové funkce, hematologické a kostní změny (Menkesův syndrom poruchy ve vstřebávání Cu). Toxické účinky: gastroenteritida, intravaskulární hemolýza, jaterní cirhosa, renální selhání, neurologické poruchy. Léčba Penicilaminem, exkrece močí.

 

Chemické vlastnosti

Název:

Latinsky:

Anglicky:

Značka:

Protonové číslo:

Atomová hmotnost:

Skupina:

Perioda:

Skupenství:

Oxidační číslo:

Měď

Cuprum

Copper

Cu

29

63,55

I.B

4

pevné

I, II

 

Funkce

Měď je po Fe a Zn třetím nejhojněji zastoupeným esenciálním stopovým prvkem v lidském těle. Je nezbytná pro správnou funkci každé buňky lidského organismu. Je široce rozšířena v biologických tkáních, kde se nachází ve formě organických komplexů, většinou metalloproteinů a metaloenzymů. Nejdůležitější proteiny obsahující měď u lidí jsou: (v závorkách jsou uvedeny další užívané názvy).

 

Cu-obsahující enzymy

·         Aminooxidázy

·         Aminooxidáza (flavin-obsahující) - monoaminoxidáza, tyraminoxidáza

·         Aminooxidáza (Cu-obsahující)- diaminooxidáza, histamináza

·         Lyzyloxidáza

·         Peptidylglycin-α-amidating monooxygenáza (PAM)

 

 

 

 

·       Monophenol monooxygenáza (tyrozináza)

 

Cu-vázající proteiny

·         Metalothionein

·         Albumin

·         Transkuprein

·         Krevní srážecí faktor V

·         Nízkomolekulární ligandy

·         Aminokyseliny

·         Peptidy

 

OSN-SRole v metabolismuOSN-E

Většina fyziologických funkcí Cu vychází z reakcí, které katalyzují enzymy obsahující Cu. Lyzyloxidáza je klíčovým enzymem při síťování (cross-lin-king) pojivových tkání. Katalyzuje oxidaci lyzolových a hydroxylyzylových zbytků v polypeptidových řetězcích elastinu a kolagenu. Má tak zásadní význam pro pevnost, pružnost a ohebnost vláknitých bílkovin pojivové tkáně. Je důležitá při výstavbě kostí, mineralizaci kostry, podílí se na zabezpečení integrity pojivových tkání v srdci a cévním systému.

 

Důležitou roli má Cu v metabolismu Fe a erytropéze. Oxidázová aktivita ceruloplazminu v plazmě je esenciální pro oxidaci Fe2+ na Fe3+, což umožňuje mobilizaci zásobního Fe z feritinu, jeho vestavění do transferinu a použití pro syntézu hemoglobinu. Jako součást krevního srážecího faktoru V je důležitá pro srážení krve.

 

Přítomností v enzymu tyrosináze je Cu zapojena do syntézy melaninu, podílí se na pigmentaci kůže, vlasů a očí a prostřednictvím cytochromoxidázy je zapojená do energetiky v respiračních řetězcích.

 

Na úrovni CNS ovlivňuje tvorbu myelinu v nervové tkáni a tvorbu katecholaminů. Z dalších fyziologických funkcí Cu je to působení v termoregulaci, důležitá je role v antioxidačních systémech (ceruloplazmin, superoxiddismutáza) a ovlivnění imunitních funkcí.

 

Metabolismus

Resorpce Cu z gastrointestinálního traktu se pohybuje mezi 12-50 %. Měď je resorbována v žaludku a tenkém střevě. Vysoký příjem vitamínu C, Fe a Zn významně redukuje resorpci Cu. Měď, která vstoupí do nitra buněk sliznice gastrointestinálního traktu je vázána na metalothionein, který reguluje rychlost transportu Cu z buněk do vnitřního prostředí. Resorpce Cu je silně ovlivňována jejím obsahem v dietě. Resorpce klesá ze 75 % při 0,4 mg Cu/den až na 12 % při 7,5 mg Cu/den.

Po resorpci je Cu transportována vázána primárně na albumin přes aminodusík a imidazolový dusík histidinu, transkuprein a nízkomolekulární ligandy. Tato primárně vázaná Cu je rychle vychytávána játry, v menší míře pak ledvinami. Centrální úlohu v metabolismu a homeostáze Cu mají játra. V játrech je Cu inkorporována do ceruloplazminu a část do metalothioneinu, především při vysokém příjmu Cu. Měď vázaná na ceruloplazmin je uvolňována do krve a přenášena k buňkám se specifickými receptory pro ceruloplazmin. Po navázání ceruloplazminu na receptory na povrchu buňky je Cu uvolněna z vazby na ceruloplazmin a vstupuje do buňky.

Měď je vylučována především žlučí ve formě špatně vstřebatelných komplexů do gastrointestinálního traktu (menší množství Cu může být znovu resorbováno ve střevě), dále se do střeva dostává určité množství Cu z pankreatické a intestinální tekutiny a společně s neresorbovanou Cu z diety je vyloučeno stolicí. Vylučování Cu gastrointestinálním traktem je jedním z hlavních regulačních mechanismů udržování rovnováhy mezi příjmem a potřebou Cu.

 

OSN-SDistribuce v organismu, obsah ve tkáníchOSN-E

V lidském organismu se nachází 790 – 2350 μmol (50 – 150 mg). Nejvyšší koncentrace mědi je v játrech, která slouží jako depotní orgán, dále je měď ve větším množství v myokardu, svalech, ledvinách, slezině, mozku, pankreatu a kostní dřeni.

 

Orientační koncentrace Cu ve tkáních a orgánech (hodnoty na kg čerstvé tkáně), Geigy Scientific Tables, 1981

 

 

 

mg.kg-1

Svalovina

Dospělí

1,3-2,7

Srdce

Dospělí

3,4

Játra

Dospělí

5-10

Ledviny

Dospělí

2-4

Slezina

Dospělí

1,2-13

Kostní dřeň

Dospělí

1,0-1,4

Plíce

Dospělí

1,1-3,0

Pankreas

Dospělí

1,3-1,7

Mozek

Dospělí

1,4-5,3

Vlasy

Děti (0-15 let)

2,7-152

 

Dospělí (nad 16 let)

3,6-177

 

Deficit

Deficit mědi u lidí se nevyskytuje příliš často. Může se objevit u kojenců s umělou výživou, při nevhodně stopovými prvky zajištěné realimentaci po těžkých malnutričních a katabolických stavech a v průběhu dlouhodobé parenterální výživy. Častěji se deficit Cu objevuje v rámci enteropatií a malabsorpce nejrůznějšího původu.

Deficit Cu snižuje krevní hemoglobin, vzniká mikrocytární hypochromní anémie, leukopenie, kostní změny a osteoporóza. Anémie nereaguje na podání železa. Na kostech jsou známky osteoporózy, pohárkovitě rozvlákněné metafýzy dlouhých kostí a periostální apozice provázené zvýšenou aktivitou alkalické fosfatázy v séru, po substituci mědi projevy mizí. Snižuje tvorbu katecholaminů, v nervové tkáni snižuje tvorbu myelinu a objevují se nekrózy. Působí zpomalení mentálního vývoje. Zvyšuje hladinu sérových triacylglycerolů, fosfolipidů a cholesterolu, vede ke snížení poměru mononenasycených a nasycených mastných kyselin v séru. Působí snížení tvorby inzulinu a poruchu glukózové tolerance. Deficit mědi také působí poruchy pigmentace, poruchy tvorby kolagenu a elastinu vedoucí ke vzniku pseudorachitidy, zpoždění růstu a narušení elasticity arterií, fibrózu a hypertrofii myokardu.  

 

Hodnocení stavu zásobení

K určení stavu zásobení organismu mědí se využívá stanovení mědi a ceruloplazminu v krevním séru. Některými autory je rovněž doporučováno využití SOD. Koncentrace Cu a ceruloplazminu je dobrým indikátorem silného deficitu, ale nemusí být dostatečně citlivé při marginálním zásobení. Navíc je nutno brát v úvahu, že ceruloplazmin je protein akutní fáze zánětu a tedy k jeho zvýšení v krevním séru společně s mědí dochází za řady situací. Ceruloplazmin se zvyšuje v rámci reakce organismu na stres a různé typy zátěže, jeho zvýšení spolu s Cu provází cholestázu, podléhá vlivu estrogenů a klesá v rámci snížené proteosyntézy při bílkovinné malnutrici a jaterní insuficienci v oblasti proteosyntézy. Řada prací prokazuje hyperkuprémii v krvi při generalizovaném nádorovém bujení.

 

Referenční rozmezí

Potřeba - doporučené dávky Cu v dietě

 

Věk

Dávka

0 - 4 měsíců

0,4-0,6 mg/den

4 - 12 měsíců

0,6-0,7 mg/den

1 - 4 roky

0,7-1,0 mg/den

4 - 7 let

1,0-1,5 mg/den

7 - 10 let

1,0-2,0 mg/den

> 10 let

1,5-2,5 mg/den

Dospělí

1,5-3,0 mg/den

 

Zdroje

Hlavním zdrojem mědi pro lidský organismus je zelená zelenina, ústřice, ryby a vnitřnosti. Dále jsou to ořechy, sušené ovoce a čokoláda. Běžná smíšená strava je dostatečným zdrojem mědi.

 

Toxicita

Toxické projevy zvýšeného příjmu mědi se objevují až tehdy, když se příjem mědi zvýší 200-500násobně nad doporučený příjem. Vdechovaná ve formě aerosolu nebo jemného prachu vyvolává příznaky akutní intoxikace „horečku z kovů“ s příznaky stejnými jako v případě Zn tj. kašlem, třesavkou, teplotou, malátností a bolestí hlavy.

 

Perorální požití gramových dávek rozpustných solí Cu vede k iritaci zažívacího traktu se zvracením a průjmy. Následné vysoké koncentrace Cu v séru provází ikterus s poškozením jater, ledvin a intravazální hemolýzou s častým fatálním průběhem.

 

Chronickou otravu Cu může způsobit i její vysoký obsah v pitné vodě, který bývá považován za jeden z možných faktorů vyvolávajících jaterní cirhózu indických dětí.

 

Genetické poruchy metabolismu mědi:

Choroba Menkesova je fatální onemocnění charakterizované mentální retardací, abnormálními vlasy a maldistribucí Cu. Koncentrace Cu a ceruloplazminu v krvi je nízká, obdobně jako koncentrace Cu v játrech a mozku, ale Cu se kumuluje ve střevní mukóze, svalech, slezině a ledvinách. Syntéza ceruloplazminu, superoxiddismutázy a cytochromoxidázy je narušena.

 

Choroba Wilsonova představuje samostatnou jednotku v patofyziologii Cu (popsána Wilsonem v r. 1912). U této choroby existují dvě základní poruchy metabolismu mědi: omezení inkorporace Cu do ceruloplazminu v játrech a omezení vylučování Cu žlučí. To vede k pozitivní bilanci Cu a její akumulaci v játrech. Zvyšuje se na ceruloplazmin nevázaná měď v plazmě, což vede ke zvýšenému vylučování ledvinami a k jejímu ukládání do dalších tkání, především rohovky (tvoří zde Kayserův-Fleischerův prstenec), do mozku (především v oblasti bazálních ganglií), do ledvin, svalů a kostí. Toxický účinek intracelulárně nahromaděné Cu vede k poškození a nekróze buněk.

 

Přesto, že se jaterní symptomatologie Wilsonovy choroby může objevit v kterémkoliv věku, je nejčastější výskyt mezi 8-20 lety. Projevy připomínají chronickou hepatitidu, cirhózu, ale i akutní selhání jater. Mezi neurologickými projevy dominuje dysartrie, dysfagie, celková rigidita a tremor. Významné jsou i psychiatrické příznaky: abnormální chování, změna osobnosti, poruchy paměti.

 

V laboratorní diagnostice je typické výrazné snížení ceruloplazminu v séru, kde je Cu většinou snížená. Můžeme však zjistit i normální nebo zvýšenou hodnotu. Potom se jedná o tzv. volnou, na ceruloplazmin nevázanou měď, která je toxická a svědčí pro dekompenzaci choroby s častou průvodní intravaskulární hemolýzou. Vylučování Cu močí je zvýšeno a po podání penicilaminu dochází k dalšímu mnohonásobnému zvýšení vylučování. Ve stolici je snížený obsah Cu jako důsledek její snížené exkrece žlučí. V játrech lze prokázat zvýšený obsah Cu s hodnotami více než 4,7 μmol/g (300 μg).

 

Lokus pro Wilsonovu chorobu byl lokalizován na dlouhém raménku chromozomu 13. Genetická diagnostika je zvlášť indikována v rodinách s výskytem Wilsonovy choroby k odhalení asymptomatických homozygotů.

Wilsonova choroba se vyskytuje v mnohočetných klinických i laboratorních formách s frekvencí cca 1:30000. Představuje závažné ohrožení života. Jen včasná diagnostika a účinná doživotní léčba mohou předejít vzniku orgánových komplikací. Je třeba vyšetřit i sourozence postiženého jedince vzhledem k pravděpodobnosti výskytu metabolického defektu Cu v rodině. Případy opožděné diagnózy Wilsonovy choroby nejsou ani nyní vzácné.

 

Dětská cirhóza – je hereditární onemocnění charakterizované rychlou akumulací mědi v játrech.

 

OSN-SLiteraturaOSN-E

·       World Health Organization 1996: Trace elements in human nutrition and health., 343 s.

·       Lentner, C. 1981: Geigy Scientific Tables, Volume 1. CIBA-GEIGY Limited, Basle, 295 s.

·       Zadák, Z.: Výživa v intenzivní péči. Grada Publishing a.s., 2002, 488 s.

·       Shils M. E., Olson, J. A., Shike, M., Ross, A. C. 1999: Modern Nutrition in Health and Disease: Turnlund, R. J.: Copper. 9th edition, Williams & Wilkins, s.241-252

·       Biesalski, H. K. , Grimm, P. 1999: Taschenatlas der Ernahrung. Georg Thieme Verlag Stuttgart, 342 s.

·       Uderwood, E. J., Suttle, N. F. 1999: The mineral nutrition of livestock. 3rd edition, CABI Publishing, 614 s.

 

Další informace

·        Stopové prvky

·        Stopové prvky - biochemické funkce

·        Stopové prvky - efekt příjmu

·        Stopové prvky - přepočty

·        Stopové prvky a VR

·        Analýzy stopových prvků

·        Penicilamin

·        Antidota specifická - přehled

·        Cu v plazmě

 

 

OSN-SAutorské poznámkyOSN-E

Alena Pechová, Jaroslava Vávrová, Antonín Kazda, Antonín Jabor