Дефицит меди
| Дефицит меди | |
|---|---|
| Другие имена | Гипокупемия |
 | |
| Кольцевой сидеробластный мазок – признак дефицита меди в крови. | |
| Специальность | Эндокринология  |
| Факторы риска | Алкоголизм , шунтирование желудка |
Дефицит меди , или гипокупремия , определяется либо как недостаточность меди для удовлетворения потребностей организма, либо как уровень меди в сыворотке крови ниже нормального диапазона. [1] Симптомы могут включать усталость , снижение эритроцитов , раннее поседение волос и неврологические проблемы, проявляющиеся в виде онемения , покалывания, мышечной слабости и атаксии . [2] Нейродегенеративный синдром дефицита меди был выявлен в течение некоторого времени у жвачных животных, у которых он широко известен как « раскачивание ». [3] Дефицит меди может проявляться параллельно с дефицитом витамина B12 и других питательных веществ. [2]
Обзор
[ редактировать ]Наиболее распространенной причиной дефицита меди является удаленная операция на желудочно-кишечном тракте, например, желудочное шунтирование , из-за мальабсорбции меди или токсичности цинка . С другой стороны, болезнь Менкеса — это генетическое заболевание, связанное с дефицитом меди, сопровождающееся широким спектром симптомов, которое часто приводит к летальному исходу. [4]
Медь необходима для функционирования многих ферментов, таких как цитохром-с-оксидаза , которая представляет собой комплекс IV в митохондриальной цепи переноса электронов , церулоплазмин Cu/Zn , супероксиддисмутаза и аминоксидазы . [3] Эти ферменты катализируют реакции окислительного фосфорилирования , транспорта железа, удаления и нейтрализации антиоксидантов и свободных радикалов, а также синтеза нейромедиаторов соответственно. [3] Диеты различаются по количеству содержащейся в них меди, но могут обеспечивать около 5 мг/день, из которых усваивается только 20–50%. [2] В рационе пожилых людей содержание меди может быть ниже рекомендуемой суточной нормы. [2] Диетическая медь содержится в цельнозерновых злаках , бобовых , устрицах , мясных субпродуктах (особенно в печени ), вишне , темном шоколаде , фруктах , зеленых листовых овощах, орехах , птице , черносливе и соевых продуктах, таких как тофу . [5]
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). [2]
Признаки и симптомы
[ редактировать ]Симптомы крови
[ редактировать ]Характерными гематологическими (кровяными) последствиями дефицита меди являются анемия (которая может быть микроцитарной , нормоцитарной или макроцитарной ) и нейтропения . [6] Тромбоцитопения (низкий уровень тромбоцитов ) является необычным явлением. [2] [7]
Результаты аспиратов периферической крови и костного мозга при дефиците меди могут имитировать миелодиспластический синдром . [8] Аспират костного мозга в обоих случаях может выявить дисплазию предшественников клеток крови и наличие кольцевых сидеробластов ( эритробластов, содержащих множественные гранулы железа вокруг ядра). В отличие от большинства случаев миелодиспластического синдрома, в аспирате костного мозга при дефиците меди характерно наличие цитоплазматических вакуолей внутри предшественников красных и лейкоцитов, а кариотипирование в случаях дефицита меди не выявляет цитогенетических особенностей, характерных для миелодиспластического синдрома. [6] [7]
Анемия и нейтропения обычно проходят в течение шести недель после замены меди. [8]
Неврологические симптомы
[ редактировать ]Дефицит меди может вызвать широкий спектр неврологических проблем, включая миелопатию , периферическую невропатию и оптическую невропатию . [3] [7]
миелопатия
[ редактировать ]Медьдефицитная миелопатия у человека была обнаружена и впервые описана Шлепером и Штюренбургом в 2001 году. [9] Они описали пациента с гастрэктомией и частичной резекцией толстой кишки в анамнезе, у которого наблюдался тяжелый тетрапарез и болезненные парестезии, у которого при визуализации была обнаружена гиперинтенсивность Т2 дорсомедиального шейного отдела спинного мозга. При дальнейшем анализе было обнаружено, что у пациента снизились уровни сывороточного коэрулоплазмина, сывороточной меди и меди в спинномозговой жидкости. Пациента лечили парентерально медью, и парестезии у пациента исчезли. С момента этого открытия возросла и возросла осведомленность о миелопатии с дефицитом меди и ее лечении, и Кумар рассмотрел это заболевание. Пациенты обычно испытывают затруднения при ходьбе ( затруднения походки ), вызванные сенсорной атаксией (нарушение координации мышц) из-за спинного отдела позвоночника. дисфункции [7] или дегенерация спинного мозга ( миелопатия ). [3] [10] Пациенты с атаксической походкой имеют проблемы с балансировкой и неустойчивую широкую походку. Они часто чувствуют дрожь в туловище, вызывающую рывки в стороны и выпады. [11]
При МРТ головного мозга часто наблюдается усиление передачи сигналов Т2 в задних столбах спинного мозга у пациентов с миелопатией, вызванной дефицитом меди. [3] [7] [12] Передача сигналов Т2 часто является индикатором какой-либо нейродегенерации. На МРТ спинного мозга наблюдаются некоторые изменения, затрагивающие грудной и шейный отделы спинного мозга, а иногда и оба. [3] [7] Медьдефицитную миелопатию часто сравнивают с подострой комбинированной дегенерацией (SCD). [10] Подострая комбинированная дегенерация также является дегенерацией спинного мозга, но витамина B12 . причиной дегенерации позвоночника является дефицит [3] SCD также имеет такую же высокую интенсивность передачи сигналов T2 в заднем столбе, что и пациент с дефицитом меди на МРТ. [12]
Периферическая нейропатия
[ редактировать ]Другим распространенным симптомом дефицита меди является периферическая нейропатия , которая представляет собой онемение или покалывание, которые могут начинаться в конечностях и иногда могут прогрессировать радиально внутрь по направлению к туловищу. [7] [13] В опубликованном отчете «Достижения в области клинической неврологии и реабилитации» (ACNR) у 69-летнего пациента наблюдалось прогрессирующее ухудшение неврологических симптомов. [14] Эти симптомы включали снижение рефлексов верхних конечностей с аномальными рефлексами нижних конечностей, снижение чувствительности к легкому прикосновению и уколам булавкой выше талии, потерю ощущения вибрации в грудине и заметное снижение проприоцепции или ощущения собственной ориентации. [14] Многие люди с неврологическими последствиями дефицита меди жалуются на симптомы, очень похожие или идентичные симптомам пациента. [3] [13] Это онемение и покалывание представляют опасность для пожилых людей, поскольку увеличивают риск падения и получения травм. Периферическая нейропатия может стать очень инвалидизирующей, в результате чего некоторые пациенты будут вынуждены пользоваться инвалидными колясками или тростями для передвижения, если нет правильного диагноза. Редко дефицит меди может вызвать серьезные симптомы инвалидности. Дефицит должен присутствовать в течение длительного периода времени, пока не проявятся такие инвалидизирующие условия.
Оптическая нейропатия
[ редактировать ]У некоторых пациентов с дефицитом меди наблюдаются признаки ухудшения зрения и потери цвета. [13] Зрение обычно теряется в периферических проекциях глаза. [13] Двусторонняя потеря зрения обычно происходит очень постепенно. [13] [15] Оптическая когерентная томография (ОКТ) показывает некоторую потерю слоя нервных волокон у большинства пациентов, что позволяет предположить, что потеря зрения и потеря цветового зрения были вторичными по отношению к оптической невропатии или нейродегенерации. [13]
Причины
[ редактировать ]Операция
[ редактировать ]Бариатрическая хирургия является частой причиной дефицита меди. [3] [6] Бариатрическая хирургия, такая как желудочное шунтирование , часто используется для контроля веса у людей, страдающих морбидным ожирением. Нарушение работы кишечника и желудка в результате операции может вызвать трудности с всасыванием не только меди, но и железа, витамина B12 и многих других питательных веществ. [3] Симптомы миелопатии, вызванной дефицитом меди , могут развиваться в течение десятилетий.
Токсичность цинка
[ редактировать ]Повышенное потребление цинка является еще одной причиной дефицита меди. [7] Цинк часто используется для профилактики или лечения простуды и синусита (воспаление носовых пазух из-за инфекции), язв, серповидно-клеточной анемии , целиакии , нарушений памяти и прыщей. [7] Цинк содержится во многих распространенных витаминных добавках, а также в кремах для зубных протезов. [7] [15] [16] Недавно было обнаружено несколько случаев миелонейропатии с дефицитом меди, вызванной длительным использованием кремов для зубных протезов, содержащих большое количество цинка. [15] [16]
Металлический цинк является основой всех денежных монет США, включая пенни с медным покрытием. У людей, которые проглатывают большое количество монет, будет повышен уровень цинка, что приведет к дефициту меди, вызванному токсичностью цинка, и связанным с ним неврологическим симптомам. Так произошло 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 . [17]
Наследственные заболевания
[ редактировать ]
Болезнь Менкеса – врожденное заболевание, которое является причиной дефицита меди. [4] [7] [18] Болезнь Менкеса — наследственное заболевание, вызванное дефектным геном, участвующим в метаболизме меди в организме. [7] Болезнь Менкеса включает в себя широкий спектр симптомов, включая вялый мышечный тонус, судороги , аномально низкие температуры и волосы своеобразного стального цвета, которые кажутся очень грубыми. [4] [18] Болезнь Менкеса обычно является смертельным заболеванием, при этом большинство детей умирают в течение первых десяти лет жизни. [4] [18]
Другой
[ редактировать ]Редко предполагается, что избыток добавок железа вызывает миелопатию, вызванную дефицитом меди . [3] Другой, более редкой причиной дефицита меди является целиакия , вероятно, вследствие мальабсорбции в кишечнике. [3] Тем не менее, большой процент, около 20% случаев, имеет неизвестные причины. [3]
Патофизиология
[ редактировать ]Медь действует как простетическая группа, которая обеспечивает перенос электронов в ключевых ферментативных путях, таких как цепь переноса электронов . [3] [2] [19] Медь интегрирована в ферменты цитохром-с-оксидазу , которая участвует в клеточном дыхании и окислительном фосфорилировании , дисмутазу Cu/Zn, которая участвует в антиоксидантной защите, и многие другие, перечисленные в таблице ниже. [2]
| Группа | Фермент | Функция |
|---|---|---|
| Оксидазы | Флавинсодержащая аминоксидаза | Метаболизм нейротрансмиттеров: норадреналина , дофамина , серотонина и некоторых пищевых аминов. |
| Белок-лизин-6-оксидаза ( лизилоксидаза ) | Синтез соединительной ткани – сшивание коллагена и эластина. | |
| Медьсодержащая аминоксидаза (семейство ферментов, включающее первичную аминоксидазу и диаминоксидазу ) | Окисление биогенных аминов, включая нейротрансмиттеры , гистамин , путресцин , кадаверин и ксенобиотические амины. | |
| Цитохром с оксидаза | Окислительное фосфорилирование, транспорт электронов в мембране митохондрий. | |
| Супероксиддисмутаза (дисмутаза Cu/Zn) | Антиоксидант и поглотитель свободных радикалов, окисляет опасные супероксиды в более безопасную перекись водорода. | |
| Фероксидаза I ( церулоплазмин ) | Транспорт железа-окисление Fe 2+ в Фе 3+ , хранение и транспортировка меди, антиоксидант и нейтрализатор свободных радикалов | |
| Гефестин (ферроксидаза) | Транспорт железа и окисление Fe 2+ в Фе 3+ в клетках кишечника, чтобы обеспечить усвоение железа | |
| Монооксигеназы | Дофамин бета-монооксигеназа | Превращение дофамина в норадреналин |
| Пептидилглицинмонооксигеназа | пептидного гормона Созревание - амидирование альфа-концевой карбоновой группы глицина. | |
| Монофенолмонооксигеназа ( тирозиназа ) | меланина Синтез | |
| Цикл метилирования | Метионинсинтаза | Перенос метильной группы от метилтетрагидрофолата к гомоцистеину для образования метионина для цикла метилирования и тетрагидрофолата для пуринов синтеза . |
| Аденозилгомоцистеиназа ( S-аденозил-L-гомоцистеин ) | Регенерация гомоцистеина из аденозилгомоцистеина ( S-аденозил-L-гомоцистеина ) в цикле метилирования. |
Неврологический
[ редактировать ]
Цитохром с оксидаза
[ редактировать ]Было 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. [3] [10]
Цикл метилирования
[ редактировать ]
Другая гипотеза заключается в том, что миелопатия, вызванная дефицитом меди, вызвана нарушениями цикла метилирования . [10] Цикл метилирования вызывает перенос метильной группы (-CH 3 ) от метилтетрагидрофолата к ряду макромолекул предполагаемым медь-зависимым ферментом метионинсинтазой . [10] Этот цикл способен производить пурины , которые являются компонентом нуклеотидных оснований ДНК , а также миелина . белки [10] Спинной мозг окружен слоем защитного белкового покрытия, называемого миелином (см. рисунок). Когда этот фермент метионинсинтазы нарушается, метилирование снижается и миелинизация спинного мозга нарушается. Этот цикл в конечном итоге вызывает миелопатию . [10]
Гематологическая причина
[ редактировать ]Перевозка железа
[ редактировать ]Считается, что анемия , вызванная дефицитом меди, вызвана нарушением транспорта железа. Гефестин представляет собой медьсодержащий фермент ферроксидазу, расположенный в мышечной оболочке двенадцатиперстной кишки, который окисляет железо и облегчает его перенос через базолатеральную мембрану в кровообращение. [6] Другой фермент, транспортирующий железо, — церулоплазмин . [6] Этот фермент необходим для мобилизации железа из ретикулоэндотелиальных клеток в плазму. [6] Церулоплазмин также окисляет железо из двухвалентного состояния в трехвалентную форму, необходимую для связывания железа. [4] Нарушение этих медьзависимых ферментов, транспортирующих железо, может вызвать вторичную железодефицитную анемию. [6] Другое предположение о причине анемии связано с митохондриальным ферментом цитохром-с-оксидазой (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. [6] Более низкая скорость фермента может также привести к слипанию избытка железа, придавая гему необычную структуру. [6] Этот необычный образец также известен как кольцевидные сидеробластной клетки анемии.
Остановка роста клеток
[ редактировать ]Причина нейтропении до сих пор неясна; однако остановка созревания миелоцитов или предшественников нейтрофилов может вызвать дефицит нейтрофилов . [2] [6]
Цинковая интоксикация
[ редактировать ]Интоксикация цинком может вызвать анемию , блокируя всасывание меди из желудка и двенадцатиперстной кишки . [3] Цинк также усиливает экспрессию хелатора металлотионеина в энтероцитах , которые составляют большинство клеток кишечного эпителия. [3] Поскольку медь имеет более высокое сродство к металлотионеину, чем цинк, медь останется связанной внутри энтероцита, которая позже будет удалена через просвет . [3] Этот механизм используется в терапевтических целях для достижения отрицательного баланса при болезни Вильсона , которая связана с избытком меди. [3] Но у людей с дефицитом меди избыток цинка может привести к дальнейшему истощению этого механизма.
Диагностика
[ редактировать ]Диагноз дефицита меди может быть подтвержден сообщением человека о совместимых признаках и симптомах, результатами тщательного медицинского обследования и подтверждающими лабораторными данными. Низкие уровни меди и церулоплазмина в сыворотке соответствуют диагнозу, как и низкий уровень меди в 24-часовой моче. [20] Дополнительные подтверждающие данные анализа крови также включают нейтропению и анемию . [20] МРТ-изображения могут демонстрировать усиление сигнала Т2 в путях дорсальный столб – медиальная петля . [20]
Уход
[ редактировать ]Дефицит меди является очень редким заболеванием, и врачи часто ошибочно диагностируют его несколько раз, прежде чем прийти к выводу о дефиците меди посредством дифференциальной диагностики (анализ сыворотки меди и биопсия костного мозга обычно позволяют окончательно диагностировать дефицит меди). В среднем у пациентов диагностируется дефицит меди примерно через 1,1 года после того, как врачу сообщили о первых симптомах. [3] Дефицит меди можно лечить либо пероральными добавками меди, либо внутривенным введением меди. [7] Если присутствует интоксикация цинком, прекращения приема цинка может быть достаточно, чтобы восстановить уровень меди до нормального уровня, но обычно это очень медленный процесс. [7] Людям с интоксикацией цинком обычно приходится принимать добавки меди в дополнение к прекращению потребления цинка. Гематологические проявления часто быстро возвращаются к норме. [7] Прогрессирование неврологических симптомов можно остановить, а иногда и улучшить при соответствующем лечении, но часто наблюдается остаточная неврологическая инвалидность. [20]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Шайбер, Иво; Дринген, Ральф; Мерсер, Джулиан ФБ (2013). «Глава 11. Медь: последствия дефицита и перегрузки». В Астрид Сигель, Хельмут Сигель и Роланд К.О. Сигел (ред.). Взаимосвязь между ионами незаменимых металлов и заболеваниями человека . Ионы металлов в науках о жизни. Том. 13. Спрингер. стр. 359–387. дои : 10.1007/978-94-007-7500-8_11 . ISBN 978-94-007-7499-5 . ПМИД 24470097 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Хальфданарсон, ТР; Кумар, Н.; Ли, CY; Филики, РЛ; Хоган, WJ (2008). «Гематологические проявления дефицита меди: ретроспективный обзор». Европейский журнал гематологии . 80 (6): 523–531. дои : 10.1111/j.1600-0609.2008.01050.x . ПМИД 18284630 . S2CID 38534852 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v Джайзер, СР; Уинстон, терапевт (2010). «Меддефицитная миелопатия» . Журнал неврологии . 257 (6): 869–881. дои : 10.1007/s00415-010-5511-x . ПМЦ 3691478 . ПМИД 20232210 .
- ^ Jump up to: а б с д и Кодама, Х.; Фудзисава, К. (2009). «Метаболизм меди и наследственные нарушения транспорта меди: молекулярные механизмы, скрининг и лечение» . Металломика . 1 (1): 42–52. дои : 10.1039/B816011M .
- ^ «Информация о меди: преимущества, недостатки, источники питания» .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Клевай, Л.М. (2006). « Миелодисплазия», миелонейропатия и дефицит меди» . Труды клиники Мэйо . 81 (1): 132. дои : 10.4065/81.1.132 . ПМИД 16438490 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот Кумар, Н. (2006). «Меддефицитная миелопатия (раскачивание человека)» . Труды клиники Мэйо . 81 (10): 1371–84. дои : 10.4065/81.10.1371 . ПМИД 17036563 .
- ^ Jump up to: а б Фонг, Т.; Видж, Р.; Виджаян, А.; ДиПерсио, Дж.; Блиндер, М. (2007). «Дефицит меди: важное соображение при дифференциальной диагностике миелодиспластического синдрома» . Гематологическая . 92 (10): 1429–30. дои : 10.3324/гематол.11314 . ПМИД 18024379 . S2CID 12958829 .
- ^ Шлепер, Б.; Стюренбург, HJ (2001). «Миелопатия, связанная с дефицитом меди, у 46-летней женщины». Журнал неврологии . 248 (8): 705–6. дои : 10.1007/s004150170118 . ПМИД 11569901 . S2CID 10318175 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Джайзер, СР; Уинстон, врач общей практики (2008). «Меддефицитная миелопатия и подострая комбинированная дегенерация спинного мозга: почему фенотип так похож?». Журнал неврологии . 255 (2): 229–236. дои : 10.1016/j.mehy.2008.03.027 . ПМИД 18472229 .
- ^ Демонстрация атаксической походки. Медицинское онлайн-видео
- ^ Jump up to: а б Боламперти, Л.; Леоне, Массачусетс; Стекко, А.; Реджани, М.; Пириси, М.; Каррьеро, А.; и др. (2009). «Миелоневропатия из-за дефицита меди: клинические данные и данные МРТ после приема меди». Неврологические науки . 30 (6): 521–4. дои : 10.1007/s10072-009-0126-7 . ПМИД 19768378 . S2CID 21488713 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Пинелес, СЛ; Уилсон, Калифорния; Бальцер, LJ; Слейтер, Р.; Галетта, СЛ (2010). «Комбинированная оптическая нейропатия и миелопатия, вторичная по отношению к дефициту меди». Обзор офтальмологии . 55 (4): 386–392. doi : 10.1016/j.survophthal.2010.02.002 . ПМИД 20451943 .
- ^ Jump up to: а б Джайзер, СР; Дадди, Р. (2007). «Дефицит меди маскируется под подострую комбинированную дегенерацию спинного мозга и миелодиспластический синдром» (PDF) . ACNR: Достижения в области клинической неврологии и реабилитации . 7 (3): 20–21. Архивировано из оригинала (PDF) 1 августа 2020 г. Проверено 29 ноября 2010 г.
- ^ Jump up to: а б с Спинацци, М.; Де Лаззари, Ф.; Таволато, Б.; Анджелини, К.; Манара, Р.; Армани, М. (2007). «Миелооптиконейропатия при дефиците меди, возникающая после частичной резекции желудка. Нарушают ли баланс синдром избыточного бактериального роста в тонкой кишке и скрытое употребление цинка?». Журнал неврологии . 254 (8): 1012–7. дои : 10.1007/s00415-006-0479-2 . ПМИД 17415508 . S2CID 28373986 .
- ^ Jump up to: а б Хедера, П.; Пельтье, А.; Финк, Дж. К.; Уилкок, С.; Лондон, З.; Брюэр, Дж.Дж. (2009). «Миелополинейропатия и панцитопения из-за дефицита меди и высокого уровня цинка неизвестного происхождения II. Крем для зубных протезов является основным источником избыточного содержания цинка». Нейротоксикология . 30 (6): 996–9. Бибкод : 2009NeuTx..30..996H . дои : 10.1016/j.neuro.2009.08.008 . ПМИД 19732792 .
- ^ Дхаван, СС; Райдер, К.М.; Причард, Э. (2008). «Массовое проглатывание копейки: добыча с местными и системными эффектами». Журнал неотложной медицины . 35 (1): 33–37. doi : 10.1016/j.jemermed.2007.11.023 . ПМИД 18180130 .
- ^ Jump up to: а б с Калер, СГ; Лью, CJ; Донсанте, А.; Хикс, доктор медицинских наук; Сато, С.; Гринфилд, Дж. К. (2010). «Молекулярные корреляты эпилепсии при ранней диагностике и лечении болезни Менкеса» . Журнал наследственных метаболических заболеваний . 33 (5): 583–9. дои : 10.1007/s10545-010-9118-2 . ПМК 3113468 . ПМИД 20652413 .
- ^ Вест, Кэтрин Э.; Хашеми, Хаяа Ф.; Кобин, Пол А. (2013). «Медный металлом в эукариотических клетках». В Банки, Люсия (ред.). Металломика и клетка . Ионы металлов в науках о жизни. Том. 12. Спрингер. стр. 451–78. дои : 10.1007/978-94-007-5561-1_13 . ISBN 978-94-007-5560-4 . ПМИД 23595680 . электронная книга ISBN 978-94-007-5561-1 ISSN 1559-0836 электронный- ISSN 1868-0402
- ^ Jump up to: а б с д Гудман, Джей Си (декабрь 2015 г.). «Неврологические осложнения бариатрической хирургии». Текущие отчеты по неврологии и нейробиологии . 15 (12): 79. дои : 10.1007/s11910-015-0597-2 . ПМИД 26493558 . S2CID 21401030 .