В настоящее время известны следующие медьсодержащие белки организма человека: церулоплазмин, супероксиддисмутаза, тирозиназа, дофамингидроксилаза, группа аминооксидаз, включая очень важный фермент лизилоксидазу, цитрохром-с-оксидазу. Все эти ферменты обеспечивают протекание с нужной скоростью окислительно- востановительных метаболических реакций. Роль меди в редокс-процессах объясняется существованием двух близких устойчивых ( в комплексных соединениях) степеней окисления (+1 и +2), между которыми возможны обратимые переходы. Все перечисленные медьсодержащие белки играют ключевую роль в обмене веществ разных классов, поэтому недостаток меди в организме является причиной различных микроэлементозов.

Центральную роль в обмене меди играет печень; до 80% усвоенной организмом меди выделяется с желчью. Всасывание ионов меди происходит в желудке и тонкой кишке за счет образования комплексов со специальным белком- металлотионеином. Важную роль в транспорте меди играют белок транскупреин и трипептид, состоящий из остатков глицина, гистидина и лизина. Ионы меди вообще имеют большое сродство к имидазольному ядру гистидина.

Церулоплазмин- основной медьсодержащий белок плазмы, содержащий в молекуле по четыре атома Сu (I) и Cu(II). Помимо транспортной функции, он, по всей видимости,влияет на редокс-равновесие Fe (III)- Fe (II), что необходимо для обмена железа. В ряде случаев при дефиците меди концентрация церулоплазмина снижается, что может стать причиной анемии.

Функция тирозиназы заключается в гидроксилировании тирозина. Эта одна из общих реакций синтеза меланина- пигмента кожи и волос. При снижении активности тироксиназы возникает депигментация, описанная как для человека (альбинизм), так и для ряда сельскохозяйственных животных (овец, индюков и др.). Для биологических экспериментов специально были выведены животные-альбиносы (морские свинки, крысы и кролики).

Дофамингидроксилаза необходима для синтеза катехоламинов: адреналина (гормон) и норадреналина (медиатор). При недостаточности дофамингидроксилазы и цитохром-с-оксидазы, фермента терминального этапа окисления в электронотранспортной цепи, развиваются нейродегенеративные процессы.

Особенно отчетливо в клиническом отношении проявляется снижение активности лизилоксидазы, обеспечивающей окисление NH2-групп боковых цепей лизина до альдегидных групп. Этот процесс необходим для формирования зрелого коллагена- белка соединительной ткани. Отдельные цепи коллагена образуют между собой поперечные сшивки за счет взаимодействия альдегидной группы и аминогруппы ли двух альдегидных групп.

7

При сниженной активности лизилоксидазы возникают различные поражения соединительной ткани.

К медьдифицитным состояниям относят болезнь Марфана, сопровождающуюся тяжелой патологией сердечно-сосудистой системы (деструкция эластических мембран аорты и формирование аневризм), болезнь Менкеса, обусловленную нарушением процесса поступления меди в кровеносное русло из клеток слизистой желудка и тонкой кишки, синдром Элерса-Данло, проявляющийся в аномальном формировании кровеносных сосудов и склонности к кровоизлияниям, повышенной растяжимости и ранимости кожи, эмфиземе легких, перфорациях кишечника и т.д.

Тяжелой патологией обмена меди является гепатоцеребральная дистрофия (болезнь Вильсона). В основе этого заболевания лежит нарушение выделения печенью меди, в результате чего она накапливается в больших количествах в самой печени, а также в ЦНС, в роговице глаза (образуется кольцо зеленого цвета, что характерно для многих соединений меди) и в почках. У здоровых людей только 4% абсорбированной организмом меди выделяется с мочой; при гепатоцеребральной дистрофии концентрация меди в моче значительно увеличивается (гиперкупририя). Избыток меди в ЦНС, печени и почках резко тормозит протекание там окислительно-восстановительных реакций из-за окисления меркапто-групп –SH активных центров ферментов и коферментов, например липоевой кислоты. В то же время избыток меди в указанных органах приводит к значительному уменьшению церулоплазмина в плазме и , следовательно, доступности меди для включения ее в активные центры ферментов в других органах. Лечение гепатоцеребральной дистрофии проводят с помощью хелатотерапии.

У многих животных имеется еще одна оксидаза-уратоксидаза, обеспечивающая превращение мочевой кислоты в аллантоин. У человека этот фермент отсутствует, поэтому подагра, обусловленная накоплением мочевой кислоты и ее солей,- заболевание, специфическое для человека.

Химия медьсодержащих природных соединений еще недостаточно изучена. Так, например, в головном мозге найдены медьсодержащие пептиды (нейрокупреин, альбокупреин и др.), функции которых пока не известны. В то же время субстраты, посредством которых медь влияет на обмен холестерина (недостаток меди приводит к гиперхолестеринанемии), воспалительные и аутоиммунные процессы, синтез нейропептидов, надежно не идентифицированы. Предполагают, что некоторые из них также могут содержать медь.

У моллюсков и некоторых членистоногих имеется специальный медьсодержащий белок гемоцианин, функционирующий как переносчик кислорода, аналогично гемоглобину млекопитающих. Вопреки названию этот белок не содержит гема. В настоящее время в природе найдено только одно соединение гема с медью- зеленый пигмент турацин в перьях африканской птицы.

8

При длительном воздействии избыточных количеств меди возникает гиперкупреоз, при этом могут развиться язвенная болезнь желудка и поражение слизистой оболочки рта. На деснах появляется красная полоса. Отравление соединениями меди возможно при употреблении растительных продуктов, содержащих пестициды. Профессиональное отравление медью возможно у рабочих, занятых на обогащении и переработке медных руд («медная лихорадка»).

Концентрация меди в плазме увеличивается при некоторых заболеваниях (бронхиальная астма, инфаркт миокарда, новообразования и др.).

Метаболизм меди

В организм медь поступает в основном с пищей.

В желудочно-кишечном тракте абсорбируется до 95% поступившей в организм меди (причем в желудке ее максимальное количество), затем в двенадцатиперстной кишке, тощей и подвздошной кишке. Лучше всего организмом усваивается двухвалентная медь. В крови медь связывается с сывороточным альбумином (12-17%), аминокислотами - гистидином, треонином, глутамином (10-15%), транспортным белком транскуприном (12-14%) и церулоплазмином (до 60-65%).

Медь способна проникать во все клетки, ткани и органы. Максимальная концентрация меди отмечена в печени, почках, мозге, крови, однако медь можно обнаружить и в других органах и тканях.