Медь

Медь (Cu) относится к эссенциальным МЭ, участвующим в функционировании металлоферментов, которых к настоящему времени известно более двадцати. На активность металлоферментов медь влияет как кофактор или как аллостерический регулятор. Cu-Zn-супероксиддисмутаза (СОД) - один из ферментов АО защиты организма, участвующий в элиминации супероксид-анион радикала, локализована в цитоплазме, в отличие от марганцевой СОД, представленной в митохондриях. В эритроцитах большая часть меди (60%) входит в состав этого фермента. Цитохром-с-оксидаза - фермент внутренней мембраны митохондрий, катализирующий восстановление молекулярного кислорода до воды с выделением свободной энергии, используемой для поддержания трансмембранного градиента протонов и синтеза АТФ.

Лизилоксидаза - фермент, катализирующий образование поперечных сшивок остатков оксилизина в коллагене и эластине, способствующих приданию этим важнейшим компонентам внеклеточного матрикса соединительной ткани должной механической прочности. Может обладать патологической функцией, облегчая метастазирование опухолевых клеток в костную ткань. Церулоплазмин — белок плазмы крови, обладающий, как и его мембранно-связанный гомолог гефестин, функцией ферроксидазы, катализирующей окисление поступающего из кишечника в кровь Fe^2+, до Fe³⁺, которое затем связывается и транспортируется трансферрином. Среди других медьсодержащих оксидоредуктаз следует указать на дофамин-р-монооксигеназу, пептидилглицин-монооксигеназу, катехолоксидазу (тирозиназу), участвующие в обмене катехоламинов, синтезе меланина из тирозина и др..

Физиологическая роль медьсодержащих белков включает транспортную функцию (металлотионеин, ферроксидаза I, транскупреин, альбумин); участие в свертывании крови (факторы V и VIII), образовании ангиогенина — индуктора формирования кровеносных сосудов; в синтезе аденозина и гомоцистеина. К медьсодержащим белкам относят прион, предшественник р-амилоидного белка, и другие белки, функции которых мало изучены [1,2].

Всасывание меди происходит на всем протяжении тонкой кишки. Биодоступность составляет около 30% [2]. В процессе транспорта через энтероциты тонкой кишки ионы меди связываются белком металлотионеином. Всосавшаяся медь поступает в воротную вену, связывается с альбумином, транскупреином (в меньшей степени — с АК) и транспортируется в печень, где затем может быть использована для синтеза церулоплазмина и других медьсодержащих белков. Путем выделения меди из организма является ее экскреция с желчью, с последующим удалением с калом. Экскреция меди с мочой в норме составляет не более 4%, однако при наследственных дефектах обмена меди в печени (болезнь Вильсона-Коновалова) может резко возрастать [ 1 ].

В организме взрослого человека содержится в среднем 80 мг меди (в интервале 50-120 мг) [2]. Кроме печени и мозга, концентрация меди высока в сердце, почках, костях и мышцах. Содержание меди в печени составляет 10% меди от ее общего содержания в организме, в костях и мышцах - около 50%. Медь, используемая в синтезе Cu-Zn-СОД, церулоплазмина, проникает в клетку через плазматическую мембрану с помощью интегрального высокоаффинного белка-переносчика hCtrl (human copper transport protein), который затем передает медь по назначению с помощью внутриклеточных переносчиков. Эти малые белковые молекулы, называемые шаперонами меди, связывают ионы меди и специфически доставляют их к определенным компартментам клетки, нуждающимся в этом МЭ. В ходе синтеза Cu-Zn-СОД в митохондриях медь поставляется через митохондриальные мембраны с помощью малого транспортного белка Сох17.

Алиментарный дефицит меди (ввиду ее широкого распространения в пищевых продуктах) встречается редко, например в результате введения прикорма детям раннего возраста с использованием исключительно молочных продуктов. Основными же причинами возникновения дефицита являются наследственные нарушения метаболизма, синдром нарушенного всасывания, нефротический синдром, БЭН, длительное парентеральное питание растворами, содержащими неадекватные количества этого МЭ. Симптомы дефицита — гипохромная анемия, нейтропения, гипопротеинемия с низким уровнем меди, церулоплазмина и железа в крови; нарушения формирования соединительной ткани, диарея; нарушения роста в детском возрасте, процессов ороговения кожи, гипопигментация волос и кожи; нарушения структуры волос и стенок кровеносных сосудов, в том числе расслоение стенок сосудов и формирование аневризм; неврологические симптомы.

К наследственным нарушениям обмена меди относят болезнь Менкеса (дефект тирозиназы, лизилоксидазы, цитохром-С-оксидазы и др.), сопровождающуюся тяжелыми поражениями ЦНС, нарушениями структуры и пигментации волос (синдром курчавых волос) и кровеносных сосудов; синдром Марфана, обусловленный дефектом лизилоксидазы и характеризуемый хронически развивающимися аномалиями скелета (необычно длинные и тонкие кости фаланг пальцев, патологическая гибкость суставов), нарушениями структуры эластичных и коллагеновых волокон, развитием аневризмы аорты; болезнь Вильсона-Коновалова, механизм развития которой связан с нарушением отщепления меди от церулоплазмина в гепатоцитах, что затрудняет ее выведение с желчью, с последующим развитием цирроза печени, дегенеративных изменений головного мозга, артритов и др.

При поступлении в организм в количестве 100 мг и более медь вызывает острое отравление, симптомами которого являются обильное слюноотделение, боль в эпигастрии, рвота, диарея, ожоги слизистых оболочек ЖКТ. Смертельная доза пятиводного сульфата меди (медного купороса) для человека составляет от 8 до 30 г. Значительно меньшие количества меди, длительно поступающие в организм, могут вызвать хроническую интоксикацию, симптомами которой являются гемолиз эритроцитов, желтуха, гематурия, протеинурия, гепатит и цирроз печени [4]. Интоксикация медью возможна в результате передозировки медьсодержащих препаратов и БАД, при использовании медной или латунной посуды для приготовления пищи, при потреблении питьевой воды с повышенным содержанием меди (более 2 мг/л) и наиболее часто — производственных факторов (при переработке медной руды, малахита и т.д.).

Содержание меди в цельной крови в норме находится в интервале 0,8-1,1 мг/л у мужчин и 1,0-1,4 мг/л у женщин; в сыворотке крови — 0,8-1,1 и 1,1-1,4 мг/л соответственно. Суточная экскреция меди с мочой у здоровых людей составляет не более 0,06 мг/сут и может значительно повышаться при наследственных дефектах обмена меди (см. выше). Одним из надежных показателей статуса меди является ее содержание в волосах, находящееся в норме в интервале 15-25 мг/кг.

Естественными источниками меди в питании человека являются мясо, субпродукты (печень), морепродукты (рыба, моллюски), орехи, цельнозерновые продукты, шоколад, отруби. В составе БАД к пище используются медные соли неорганических и органических кислот, сырье биотехнологического происхождения (дрожжи, спирулина, хелатные аминокислотные комплексы и др.), медные комплексы хлорофилла. Для обогащения продуктов энтерального зондового питания и детских смесей используется, как правило, сульфат меди (II) пятиводный.