铜和铜缺乏与过多 刘湘云.doc

第四节 铜和铜缺乏与过多 一、概念铜是人体的必需微量元素，是一种过渡金属，原子量为63.54。63 Cu和65 Cu为铜的稳定性核素，可作代谢示踪用。在生物体内及溶液中铜总是以Cu2+和Cu+价态出现，尤以前者为主。铜具有氧化还原化学性质，使它特别适合于释放和接受电子，尤其能将电子直接传递给分子氧。铜的化合物虽具有高度不溶性，但也有很强的复合化性质，铜蛋白主要存在于氧化酶中，生物体内许多涉及氧的电子传递和氧化还原反应多由含铜酶催化，因此呈现重要的生理生化功能。二、体内分布和食物来源（一）体内分布 成年人体内含铜量约50120mg。胎儿期含铜量相对较多，约为成人20倍。出生以后逐渐降低。全身各器官组织都有铜存在，脑和肝含量最高，心、肾、毛发次之，脑垂体、甲状腺和胸腺最低。骨骼、肌肉、脾脏含铜量约占全身总量的50%，20%在肝中，5%10%在血液中。正常人血清或血浆中含铜0.81.2g/ml，浓度较稳定，血浆中的铜约有93%与铜蓝蛋白牢固结合，7%与蛋白质或氨基酸结合。在红细胞中铜约为0.91.0g/ml，60%的铜存在于超氧化物歧化酶（Cu-Zn金属酶）中，另有40%与别的蛋白质和氨基酸松结合。（二）食物来源和需要量 铜广泛存在于各种食物中，以坚果、贝类食物含量较高(0.3 2mg/l00g)，其次为豆、谷、土豆、蘑菇、番茄、香蕉、葡萄及肉类(0.10.3 mg/l00g)，一般蔬菜含量更少(0.1mg/kg)。人乳（产后达0.620.89mg/L），较牛乳、乳类(0. 240.8mg/L)含铜量高，晚期人乳则减少。正常足月新生儿每天对铜的需要为0.61. 2mol/kg，早产儿应增加至每天1.6mol/kg。婴儿06个月每天应摄入铜的量为0.40.6mg/d，喂配方奶的婴儿应增至50g/kg，喂大豆配方奶的则应增至60 g/kg，7个月1岁每天应摄入铜的量为0.6mg/d，13岁为0. 8mg/d，410岁为1.0mg/d，大于11岁为1.52mg/d，成年人为l.52.5mg/d。年龄每天对铜的需要量新生儿正常足月新生儿0.61. 2mol/kg早产儿1.6mol/kg06个月的婴儿0.40.6mg7个月1岁0.6mg13岁0. 8mg410岁1.0mg大于11岁1.52mg成年人l.52.5mg三、生理功能和代谢（一）生理功能铜参与体内不少酶的组成和催化作用，发挥很重要的生理功能，主要有以下几方面：影响中枢神经系统结构与功能 如：含铜的细胞色素氧化酶，与神经髓鞘磷脂合成有关，含铜酶多巴胺-羟化酶及单胺氧化酶参加神经递质儿茶酚胺代谢，以及铜离子参与某些神经肽活性等。缺铜时脑组织变性萎缩，发育迟滞，功能障碍。参与铁代谢与造血功能，如铜蓝蛋白又称亚铁氧化酶，催化Fe2+变成Fe3+，使铁离子能与运铁蛋白结合进行运输。将铁从肠腔和组织储存处运送至红细胞生成处和珠蛋白结合形成血红蛋白。缺铜时红细胞寿命短。参与结缔组织合成，胶原蛋白合成需含铜酶（赖氨酸氧化酶）催化交联反应。缺铜时骨质疏松，血管壁弹性张力降低。催化正常黑色素合成需含铜酶（酪氨酸酶），缺铜时毛发皮肤色素减少，使毛发角化，出现铜丝样头发，称卷发症( Menke病)；铜与体温调节、葡萄糖及胆固醇代谢、免疫功能、心功能及血液凝固等均有关，此外，铜锌超氧化物歧化酶SOD是重要的清除氧自由基酶。有2种以上的含铜酶具有抗氧化作用，除SOD外，细胞外的铜蓝蛋白和细胞内的铜硫蛋白都有抗氧化作用，为重要的自由基清除剂。（二）铜代谢 食物中铜主要在小肠吸收，含铜量低时靠主动吸收，含铜量高时也可经被动扩散吸收。小肠吸收率随体内含铜量高低而调整，高时吸收少，低时吸收多，以保持体内铜平衡。血液中铜与白蛋白、转铜蛋白、氨基酸结合，运输至肝、肾被摄取，在肝脏内参入铜蓝蛋白。铜除少量储存于肝脏外，大多经铜蓝蛋白形式运送至组织，与细胞表面受体结合后，部分铜摄入细胞内，铜蓝蛋白在肝内降解，由胆汁排出至肠道，部分再吸收。大部分随粪便排出，表皮脱落、汗液、尿液也可排泄少量。进食过多的铁、锌和维生素C可使铜的吸收和利用率降低。四、铜的缺乏 （一）后天性铜缺乏症在遗传上正常的人，后天性、环境性或膳食异常很少会引起临床上明显的铜缺乏。目前见于严重营养不良者、早产儿、人工喂养、低出生体重儿以及长期静脉营养而未补充铜的病人，还见于肾病综合征，铜蓝蛋白合成减少或排泌增多等情况，常与其他营养素缺乏同时存在。临床表现为贫血、中性粒细胞减少、结缔组织脆性增加、有出血倾向、骨质疏松，也有骨膜增厚及骨膜下新骨形成，并可发生动脉瘤、肺气肿、皮色减退、出现人体低温、低能现象，甚至出现心肌损害、脑损害现象。后天性铜缺乏症的治疗应针对缺乏的病因，其中铜盐(如硫酸铜)具有良好的疗效，使血清铜浓度迅速恢复，血浆铜蓝蛋白浓度渐趋正常，一般情况逐渐好转而康复。（二）先天性铜缺乏症1、概述及发病机制卷发综合征(Menke病)，是一种罕见的先天性铜代谢异常疾病，它是X染色体连锁隐性遗传病，男性发病，女性为携带者，1/3病例被确定为基因突变。据报道，每10万25万个活产婴儿中约有1名发生此病。此病特征是肝和血清中缺铜，更为明显的是许多特异性的铜蛋白，包括细胞色素C氧化酶、血浆铜蓝蛋白和赖氨酰氧化酶缺乏。2、临床表现典型病例多在23个月龄时出现精神运动发育倒退、喂养困难、生长迟缓及癫痫发作。惊厥发作表现多样，早期可为局灶阵挛，易出现持续状态，可为发热诱发，中晚期可有婴儿痉挛及强直阵挛与肌阵挛发作。典型的患婴头发短、稀少、粗糙和扭曲，在光镜下观察，患者毛发扭曲，并常有其他异常包括脆发症(发杆横向折断)及羽样脆发病(发杆纵向裂开)；皮肤白，毛发色浅；双下巴，面颊饱满与耳下垂，腭弓高，出牙迟；皮肤松弛，特别是颈项、腋窝及躯干。神经系统检查表现重度躯干肌张力减低，伴有头部控制力差，腱反射活跃。吸吮和哭声通常强而有力。视觉注视和跟踪常受损，但听觉正常。心脏和肺听诊通常无明显异常。常见低血糖。脑电图常呈中至重度异常。脑磁共振成像典型，包括反映髓鞘形成受损害的白质异常，或伴有巨大脑室的弥漫性脑萎缩，大脑血管扭曲，可有硬膜下积液或血肿。X线可见骨骼干骺端有骨刺，骨骼发育不良，先天性颅骨骨折等。视力下降甚至失明，角膜发育不良，视乳头苍白，网膜色素减低等。3、治疗及预后卷发综合征(Menke病)的治疗方案应考虑到以下几点：必须越过肠道，防止铜吸收阻滞；患者必须得到早期诊断和治疗；循环中的铜必须能进入大脑；铜在细胞内必须可被以铜作为辅助因子的酶所利用。注射铜治疗能克服胃肠道吸收障碍问题，满足了第一个要求。症状前诊断已取得进展。组胺酸铜皮下注射越早开始治疗效果越好，可以早至胎儿期，剂量为元素铜50150g(kgd)。通过注射每日获得正常浓度的血铜，部分功能性分子的铜结合部位可被饱和，部分铜的转运可进行。典型患者多在3岁以内死亡，少部分可生存至20岁。在美国国立卫生研究所，共有25例卷发综合征(Menke病)患者应用组氨酸铜进行了治疗，其中1l例1个月的婴儿，虽然很早期进行了治疗，但有5例死亡；11例较大龄时开始治疗的婴儿，6例死亡；3例症状较轻者均存活。由于正常的铜转运机制完全被阻滞，铜替代治疗不能缓解已有的神经系统症状，但铜转运ATP酶可能残留部分活性的患者，疗效好于预期。五、铜的中毒（一）后天性铜中毒 因误服含铜外用药，铜污染的水、铜制容器储装酸性食物及服大量铜盐等可引起急性铜中毒，出现上腹疼痛、恶心呕吐及腹泻，重症可发生肝硬化、昏迷、少尿、肝脏坏死等而致死。中国营养学会建议可耐受的铜最高摄人量( UL)成年人为8mg/d，14岁为1.52.0 mg/d,714岁为3.55. 0 mg/d。（二）先天性铜中毒1、概述及发病机制肝豆状核变性(Wilson病)是一种常染色体隐性遗传的铜代谢障碍所引起的少见疾病。该病起因是由于先天性的铜代谢障碍，使铜不能合成铜蓝蛋白而广泛沉积在肝、脑、肾、角膜等器官组织中，引起肝硬化、豆状核变性、肾功能不全、角膜褐色素环，有时可并发急性溶血。血清铜浓度及铜蓝蛋白氧化酶活性降低，尿铜排泄增多。肝豆类核变性者铜吸收增加，达56%。而同时肝脏合成铜蓝蛋白远少于正常，从胆汁排出铜的过程发生障碍，于是引起大量铜在肝脏内沉着，肝铜浓度可达正常人的2050倍以上。肝内铜沉着超过肝脏铜结合力时，血浆游离铜(非铜蓝蛋白结合铜)就上升至正常的510倍，这就导致铜在肝、脑、角膜、肾等器官组织中沉着，造成危害。2、临床表现角膜周边有黄棕色或黄绿色角膜色素环（KF环）肝豆状核变性的症状是肝硬化，大脑豆状核区功能不全的神经性异常、共济失调、肢体震颤，角膜外缘呈棕色或灰绿色的环，皮肤色素沉着，与低磷酸盐血症及低尿酸血症一起出现的以氨基酸尿、磷酸盐尿、尿酸尿为特点的肾异常。血清铜浓度通常降低，尿铜排出量显著增加，铜蓝蛋白浓度一般下降，白细胞色素氧化酶活力下降。3、治疗本病治疗原则是消除身体组织中过量的铜，并防止铜在各器官组织继续沉积。为此，应尽量减少铜的摄人