Ceruloplasmina ar putea fi măsurată prin teste imunologice de masă și metode de activitate enzimatică, exprimate în unități de masă (g/L) și respectiv în unități de activitate (U/L).

prezentare

Termeni asociați:

  • Antioxidant
  • Enzimă
  • Proteină
  • Albumină
  • Ferritin
  • Transferrin
  • Boala Wilson
  • Nivelul sanguin al Ceruloplasminului
  • Nivelul de sânge de cupru

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Ceruloplasmin

rezumat

NUTRIENȚI INORGANICI

Ceruloplasmin

Ceruloplasmin constă dintr-un singur lanț polipeptidic cu o greutate moleculară de 132.000. Aproximativ jumătate din atomii de cupru legați de ceruloplasmină sunt în stare cuprică (Cu 2+) și jumătate se află în stare cupruasă (Cu +). Ceruloplasminul este sintetizat în ficat, unde primește șase atomi de cupru și este apoi secretat în plasmă. Proteina este fabricată și în celulele albe din sânge (Juan și colab. 1997). Ceruloplasminul este mai mare decât albumina și are aproximativ aceeași dimensiune ca anticorpii. Dimensiunea mare previne pierderea ceruloplasminului (și a cuprului legat) prin glomerul renal și în urina în curs de dezvoltare. Majoritatea cuprului plasmatic nu provine din mesele consumate recent, ci din cuprul consumat în săptămânile sau lunile anterioare. Acest cupru este direct încorporat în ceruloplasmina hepatică din dietă sau este eliberat lent în timpul fluctuației normale a enzimelor care necesită cupru și apoi legat de ceruloplasmină.

Ceruloplasminul nu pare absolut necesar pentru viață, deoarece s-a constatat că mai multe persoane nu au această proteină. Cu toate acestea, aceste persoane suferă de diabet și degenerescență retinală, iar depozitele de fier apar în creier, ficat și pancreas (Harris, 1995). Rolul fiziologic exact al ceruloplasminului rămâne neclar, dar este legat cumva de transferul de fier în și din feritină. Feritina este o imensă proteină de stocare a fierului multisubunitară cu o greutate moleculară totală de 450 kDa. Poate conține până la 2500 de atomi de fier. Studiile au arătat că fierul poate fi încorporat spontan în feritină și că ceruloplasmina poate încărca fierul în feritină.

Există unele dovezi că ceruloplasmina este implicată în metabolismul fierului. S-a sugerat că ceruloplasmina și feritina din plasmă funcționează împreună pentru a reduce nivelul ionilor feroși liberi din plasmă. Aici, ceruloplasmina catalizează oxidarea Fe 2+ (feros) la Fe 3+ (feric), forma metalului care se leagă de feritină. Ceruloplasminul acționează ca oxidant în acest proces. Această funcție propusă poate reduce deteriorarea lipidelor de membrană posibil cauzate de cantitatea mică de Fe 2+ în circulație. Se crede că ceruloplasmina poate fi utilizată în mobilizarea fierului din depozitele intracelulare. Aici, proteina poate facilita transferul fierului din feritină în transferină (Frieden și Hsieh, 1976). O relație între cupru și fier este sugerată de faptul că șobolanii cu deficit de cupru pot dezvolta anemie cu deficit de fier, așa cum este evidențiat prin măsurători ale hemoglobinei și hematocritului (Johnson și Dufault, 1989; Cohen și colab. 1985). Ceruloplasminul poate funcționa și într-un mecanism unic de transport al fierului, așa cum se menționează în secțiunea Fier.

Determinarea directă a cuprului nelegat de ceruloplasmină în plasmă

Calculul cuprului nelegat de ceruloplasmină din cupru total și ceruloplasmină

Cuprul nelegat de ceruloplasmină este în general estimat prin următoarele formule [12-14]:

Unități americane: cupru nelegat de ceruloplasmină = cupru seric total (în µg/dL) - [3,15 × ceruloplasmină (în mg/dL)] [normal •

Unități SI „modificate”, în special în Canada: cupru nelegat de ceruloplasmină = [cupru seric total (în olmol/L) × 63,5] - [3,15 × ceruloplasmină (în mg/L)] [normal •

Unități SI standard: cupru nelegat de ceruloplasmină = cupru seric total (în μmol/L) - [0,049 × ceruloplasmină (în mg/L)] [normal

Genetica bolii Parkinson

Ceruloplasmin.

Deficiențele în ceruloplasmină pot produce parkinsonism la șoareci (Tabelul 3). Ceruloplasminul este o feroxidază multicopter care oxidează fierul feros toxic la forma sa ferică netoxică. Șoarecii adulți deficienți ai genei ceruloplasminei (Cp (-/-)) prezintă deficite de coordonare motorie asociate cu o pierdere a neuronilor dopaminari trunchiului cerebral și creșterea depunerii de fier și a peroxidării lipidelor în mai multe regiuni ale creierului (160). Mutațiile, delețiile sau inserțiile genei ceruloplasminelor determină aceruloplasminemia, prezentând clinic tulburări extrapiramidale, ataxie cerebelară, demență progresivă și diabet zaharat (161).

Boala Wilson

Ceruloplasmin

Ceruloplasminul este o multicopper oxidază implicată în oxidarea substraturilor selectate. Este abundent în ser și conține o proporție substanțială de cupru în plasmă. Sinteza holoceruloplasminului are loc în hepatocite, iar timpul de înjumătățire al proteinelor este estimat la 5 zile. Ceruloplasminul este un reactant în fază acută, iar nivelul său crește în cazurile de inflamație, infecție și traume. Aproximativ 10% din ceruloplasmina sintetizată este secretată din ficat fără cupru și se degradează rapid cu un timp de înjumătățire de aproximativ 5 ore.

Nivelul scăzut de ceruloplasmină apare la WD și la pacienții heterozigoti cu aceruloplasminemie. În această categorie ulterioară, nu există o patologie hepatică anormală asociată cu cuprul. Cu toate acestea, hepatocitele au o creștere semnificativă a conținutului de fier (Gitlin, 1998a). Alte cazuri de ceruloplasmină scăzută apar la nou-născuți, sugari în primele 6 luni de viață, pacienți care suferă de enteropatie care pierde proteine ​​și pacienți cu ciroză hepatică de alte cauze (Sokol și colab., 1994).

Boala Wilson

Metabolismul cuprului și fiziopatologia bolii Wilson

Cuprul este un metal esențial pentru funcționarea unei varietăți de enzime. Urmele de cupru sunt necesare pentru reacțiile enzimatice care implică țesut conjunctiv (lizil oxidază), eliminarea radicalilor liberi (superoxid dismutază), transferul de electroni (citocrom c oxidază), producția de pigment (tirozinază) și neurotransmisie (monaminoxidază) (Stremmel și colab.)., 1991; N. Gitlin, 1998). De asemenea, este implicat în formarea țesutului conjunctiv (lizil oxidază) și homeostazia fierului.

Alimentele bogate în cupru includ ciocolata, nucile și crustaceele. Aportul mediu zilnic de cupru din tractul gastro-intestinal este de 1,5-5 mg/zi, majoritatea cuprului fiind absorbit în stomac și duoden. Consumul excesiv de cupru induce producția unei metalotioneine în enterocitul care captează cuprul. Acest lucru permite eliminarea în siguranță a excesului de cupru prin eliminarea normală a celulelor senescente (Sternlieb, 1980; Loudianos și Gitlin, 1991).

Proteina ATP7B este exprimată în rețeaua trans-Golgi. Transportă cuprul în calea secretorie pentru încorporarea ulterioară în ceruloplasmină și într-un compartiment vezicular lângă membrana canaliculară. Cuprul din compartimentul vezicular este excretat în bilă și ATP7B este redistribuit înapoi la Golgi.

Mecanismul încorporării cuprului în ATP7B ATPaza depinde de funcția cuproproteinelor, care acționează ca proteine ​​chaperon pentru traficul de cupru intracelular. Mutațiile din ATP7B au ca rezultat o interacțiune anormală între ATPaza și proteinele chaperon și duc la acumularea de cupru în citoplasmă (Brewer și Yuzbasiyan-Gurkan, 1992; Payne și colab., 1998).

Ceruloplasmin

Ceruloplasminul este o oxidază multi-cupru implicată în oxidarea substraturilor selectate. Este abundent în ser și conține o proporție substanțială de cupru în plasmă. Sinteza holoceruloplasminului are loc în hepatocite, iar timpul de înjumătățire al proteinelor este estimat la 5 zile. Ceruloplasminul este un reactant în fază acută și nivelul său crește în cazurile de inflamație, infecție și traume. Aproximativ 10% din ceruloplasmina sintetizată este secretată din ficat fără cupru și se degradează rapid cu un timp de înjumătățire de aproximativ 5 ore.

Nivelul scăzut de ceruloplasmină apare la WD și la pacienții heterozigoti cu aceruloplasminemie. În această categorie ulterioară, nu există o patologie hepatică anormală asociată cu cuprul. Cu toate acestea, hepatocitele au o creștere semnificativă a conținutului de fier (J.D. Gitlin, 1998). Alte cazuri de ceruloplasmină scăzută apar la nou-născuți, sugari în primele 6 luni de viață, pacienți care suferă de enteropatie care pierde proteine ​​și pacienți cu ciroză hepatică de alte cauze (Sokol și colab., 1994).

Enzime și mecanisme enzimatice

8.14.2.5.1 (iii) Ceruloplasmin (EC 1.16.3.1)

Înmuierea cristalelor pentru scurte perioade de timp cu Fe (II) și Fe (III) (1 mmol l -1 FeSO4 timp de 3 h și 1 mmol l -1 FeCl3 timp de 21 h) duce la îndepărtarea cuprului labil și la apariția fierului la locurile din apropierea exteriorului moleculei. Acestea sunt denumite site-urile „deținătoare” și patru reziduuri încărcate negativ își definesc mediile. O interpretare a acestor observații este că siturile labile acționează ca locuri de oxidare a substratului. Pentru Fe (II) mecanismul de oxidare ar implica mai întâi cationul care ocupă un sit labil (deplasând mai întâi orice Cu (II) prezent prin reducerea acestuia la Cu labil (I)) și apoi eliberând un electron. Fe oxidat (III) s-ar transloca apoi la locul de reținere.

În strânsă legătură cu ceruloplasmina este hephaestinul, care este o feroxidază transmembrana dependentă de cupru necesară pentru transportul eficient al fierului din enterocitele intestinale în circulație. 244 Hephaestin este alcătuit din 1185 aminoacizi cu un peptid semnal N-terminal putativ. Este 50% identic cu ceruloplasmina. Spre deosebire de omologul său seric, hephaestinul conține 86 de aminoacizi suplimentari la capătul C-terminal. Acest segment include un singur domeniu transmembranar prezis, sugerând că hephaestinul este o proteină legată de membrană cu un ectodomeniu mare asemănător ceruloplasminelor. Modelarea structurală comparativă a ectodomeniului hephaestin s-a bazat pe structura cristalină cunoscută a ceruloplasminei și a relevat câteva fapte importante. Ambele proteine ​​împărtășesc același β-fold și caracteristicile structurale cheie pentru plierea și funcția ceruloplasminului. Toate siturile de legare a cuprului ale ceruloplasminului sunt, de asemenea, conservate în structura hephaestinului. Site-ul presupus de legare a fierului cu tractul bogat în aspartat încărcat negativ în vecinătatea sa este, de asemenea, conservat în hephaestin. 245 Aceste observații indică faptul că hephaestinul are o activitate feroxidază similară cu ceruloplasmina.

Evaluarea populației pentru boala Wilson

Ceruloplasmin Screening

Ceruloplasminul este o a-2-glicoproteină care conține 90% cupru circulant în organism [43]. Ceruloplasminul este sintetizat inițial în hepatocite ca apoceruloplasmin. Cuprul este apoi încorporat în apoceruloplasmin de către Wilson ATPase pentru a forma holoceruloplasmin înainte de secreția în circulație. În WD, absența legării cuprului face ca ceruloplasmina să fie degradată rapid de proteaze plasmatice, ducând la ceruloplasmină plasmatică scăzută la majoritatea pacienților afectați. Ceruloplasminul este un reactant de fază acută, iar prezența nivelurilor scăzute de ceruloplasmină trebuie interpretată cu prudență, deoarece alte afecțiuni medicale pot duce, de asemenea, la ceruloplasmină scăzută (vezi Capitolul 9: Ceruloplasmin). Majoritatea pacienților cu WD au niveluri scăzute de ceruloplasmină plasmatică [44]. Studiile anterioare au demonstrat o precizie diagnostică scăzută a ceruloplasminului seric pentru screening-ul WD [45]. doar 48,3% la adulții cu WD comparativ cu purtătorii și martorii [46]. O revizuire retrospectivă a pacienților pediatrici cu hepatită a relevat acuratețea unui nivel de ceruloplasmină de [47] .

Studiile anterioare au demonstrat că, în timp ce nivelurile de holoceruloplasmin au fost reduse la pacienții cu WD, nivelurile de apoceruloplasmin au fost comparabile cu cele observate la indivizii neafectați [48]. Pe baza acestor constatări, Endo și colegii au dezvoltat un test imunosorbent legat de enzimă sandwich (ELISA) folosind un anticorp monoclonal specific holoceruloplasminei pentru a măsura nivelurile de ceruloplasmină în pete de sânge uscate [49]. Testarea inițială a 126.810 nou-născuți nu a detectat niciun pacient cu WD, dar studiul ulterior al copiilor în vârstă de școală primară cu 24.165 copii a identificat trei pacienți afectați [50]. Într-un alt studiu japonez, utilizând același test bazat pe ELISA, au fost identificați doi pacienți presimptomatici cu WD la 2789 de copii cu vârsta cuprinsă între 1 și 6 ani [51] .

Un studiu pilot de screening în masă la 3667 copii pentru WD în Coreea utilizând testul ELISA sandwich a identificat un individ presimptomatic [52]. Într-un studiu de validare ulterior, o analiză retrospectivă a 353 pete de sânge uscate nou-născute a arătat o concentrație medie de ceruloplasmină de 40,0 ± 14,4 mg/dL [53]. Au fost recuperate pete de sânge uscate nou-născute de la doi pacienți afectați cunoscuți, iar concentrațiile de ceruloplasmină au fost de 2,6 și 2,8 mg/dL. Un studiu separat de screening al ceruloplasminelor pe pete de sânge uscate de

100.000 de nou-născuți din Minnesota nu au reușit să detecteze niciun pacient cu WD (date nepublicate). Nivelurile de ceruloplasmină la unii nou-născuți au fost instabile și fiziologic mai scăzute decât la copiii mai mari și adulți și continuă să crească la nivelurile adulților la 12 luni după naștere înainte de stabilizarea în jurul vârstei de 3 ani [50]. Prin urmare, se credea că vârsta optimă a screeningului pe bază de ceruloplasmină este

Tabelul 26.1. Studii anterioare de screening al populației folosind teste Ceruloplasmin

An Studiu Număr de subiecți Gama de vârstă Cazuri pozitive CP la pacienții pozitivi (mg/dL) CP medie (mg/dL) PPV (%)/Rata FP (%) Valoare limită CP Metode/eșantioane
1993-1995Yamaguchi și colab. [50] 126.810 e cel mai frecventNou-născuți0n/An/An/A−2 până la −2,5 SDELISA/DBS
1977–1996Yamaguchi și colab. [50] Cel mai frecvent 24.165Copilărie târzie la școala elementară3n/AN/A (98,83% ecranate au avut CP> 20)n/A−2 până la −2,5 SDELISA/DBS
1997Cauza și colab. [45] 2867Adulți1 (apoi sora ei)n/A±PPV 5,9%20 mg/dLImunodifuzie/ser radial
1999Ohura și colab. [51] 27891-6 ani2Pt1: 4.0,3.512,4 ± 3,95Rata FP 0,6%A 3-a percentilăELISA/DBS
Pt2: 1,7,1,5
2001Hahn și colab. [52] 3667De la 3 luni la 15 ani12.330,5 ± 9,5PPV 9,1%15 mg/dLELISA/DBS
2002Owada și colab. [54] Cel mai frecvent 48.819Copii din școala primară2HCP urinar [53] 1398Nou-născut la 18 ani, retrospectiv0N/A, controale pozitive retrospective 2.6, 2.8Nou-născut: 47,2 ± 15,5n/A [77] Cel mai frecvent 11.3623 ani113,3, 1,3, 24,9 ng/mg CrCtrl WD: 13,2 ± 9,25 ng/mg Crn/A1% din participanți [70] 5290Nou-născut (Sardinia)1: 2707n/An/An/An/ABazat pe PCR/DBS
397Nou-născut (Kalymnos)27: 20.000

DBS, pete de sânge uscate; ELISA, test imunosorbent legat de enzime; CP, ceruloplasmină; HCP, holoceruloplasmină; Cr, creatinină; WD, boala Wilson.; N/A, nu este disponibil; PPV, valoare predictivă pozitivă; FP, fals pozitiv.

În prezent, testarea ceruloplasminei la începutul copilăriei sau copilăriei pare a fi singura abordare rentabilă a screening-ului bazat pe populație pentru WD. Studiile din Japonia au avut un cost mediu de 2,50 USD pe test, neajustat pentru inflație. Cu toate acestea, modelul de screening bazat pe copilărie se bazează pe infrastructura obligatorie a programului de asistență medicală din Japonia, care nu este universal disponibilă în alte țări. În Statele Unite, acest program ar fi dificil de implementat, având în vedere resurse federale limitate, un aflux și un eflux semnificativ de populație și lipsa de urmărire obligatorie de rutină a asistenței medicale pediatrice.

Din punct de vedere tehnic, imunoanalizele bazate pe ELISA pentru cuantificarea ceruloplasminelor în plasmă și urină, indiferent de tipul de anticorp utilizat împotriva diferitelor epitopi de ceruloplasmină, pot să nu fie suficient de sensibile pentru a detecta pacienții nou-născuți cu WD. Luate împreună, în timp ce majoritatea pacienților cu WD par să aibă niveluri scăzute de ceruloplasmină la momentul inițial, valoarea predictivă scăzută pozitivă, ratele fals pozitive la heterozigoți și nou-născuții normali și legarea variabilă a anticorpilor fac ca testele bazate pe ELISA să fie mai puțin decât ideale pentru screeningul populației WD.

Metabolismul fierului și tulburări conexe

101.4.8 Aceruloplasminemia

Ceruloplasminul este o feroxidază dependentă de cupru implicată în oxidarea fierului feros la fierul feric și se consideră că deficiența acestuia interferează cu eliberarea fierului din celule în plasmă ca transferină (448). Au fost descrise mai multe mutații în gena ceruloplasminului în aceruloplasminemie (MIM # 604290), toate ducând la trunchierea porțiunii carboxil terminale a proteinei, care este cunoscută ca fiind esențială pentru coordonarea unui cluster de cupru trinuclear (revizuit de Harris și colab., 1998) (449). Caracteristicile clinice ale bolii sunt marcate de supraîncărcarea cu fier a parenchimului hepatic, a celulelor insulei pancreatice și a creierului, în special a retinei și a ganglionilor bazali, rezultând diabet și simptome neurologice (450-452). Tratamentul cu desferoxamină a fost susținut (453) .

Tulburări ale supraîncărcării cu fier

Alan C. Paterson, Antonello Pietrangelo, în MacSween's Pathology of the Liver (Ediția a șasea), 2012

Acaeruloplasminemia

Caeruloplasminul este o glicoproteină serică și o mapare a feroxidazei care conține cupru la cromozomul 3q21-24.7. 150 Este sintetizat de hepatocite și catalizează oxidarea fierului feros în fier, acest lucru fiind necesar pentru eliberarea fierului în transferrina plasmatică. Recunoașterea acestui rol a venit odată cu identificarea pacienților cu acaeruloplasminemie, 151.152 o boală autozomală recesivă extrem de rară descrisă în principal la pacienții japonezi. Pierderea mutațiilor funcționale în gena caeruloplasminului duce la supraîncărcarea fierului în ficat și pancreas și neurodegenerare progresivă.

Pacienții dezvoltă diabet zaharat, degenerescență retiniană, ataxie și demență târzie în viață. 153 Un grad ușor până la moderat de anemie cu fier seric scăzut și SF crescut este o caracteristică constantă, iar modelul de supraîncărcare hepatică a fierului amintește de HC ereditar. 154.155 După cum au remarcat Bosio și colegii săi, deși rare la caucazieni, acaeruloplasminemia este uneori identificată și ar trebui inclusă în diagnosticul diferențial al anemiei cu SF ridicat. 154