Ceruloplazmina (ferroksydaza) - funkcje w organizmie

Ceruloplazmina(ferroksydaza) jest białkiem zawierającym w strukturze jony miedzi. Jest uważana za główną miedzioproteinę w ludzkim osoczu. Badanie stężenia tego enzymu wykonuje się w sytuacji podejrzenia zaburzenia gospodarki miedzi w organizmie. O czym mogą świadczyć wyniki badania? Jaka jest funkcja ceruloplazminy w ludzkim ciele?

Spis treści

1. Ceruloplazmina - funkcje
2. Ceruloplazmina w procesach antyoksydacyjnych
3. Ceruloplazmina w procesach oksydacyjnych
4. Kiedy spada poziom ceruloplazminy?
5. Kiedy poziom ceruloplazminy jest zbyt wysoki?
6. Mutacje genu kodującego ceruloplazminę
7. Ceruloplazmina - badanie poziomu ceruloplazminy
8. Dlaczego w trakcie choroby Wilsona spada poziom ceruloplazminy?

Ceruloplazmina (ferroksydaza) jest białkiem należącym do oksydaz multimiedziowych, czyli enzymów zawierających atomy miedzi, zdolnych do katalizowania reakcji utleniania substratów. Jest ona najważniejszym białkiem przenoszącym miedź we krwi. Ceruloplazmina odgrywa również rolę w metabolizmie żelaza w naszym organizmie.

Ceruloplazmina - funkcje

Ceruloplazmina jest enzymem syntetyzowanym w wątrobie. W swojej strukturze białkowej zawiera 6 atomów miedzi. Jest odpowiedzialna za transport wspomnianego metalu. Ponad 95% miedzi transportowanej w organizmie jest związane właśnie z ceruloplazminą.

Aktywność enzymatyczna opisywanego białka dotyczy przekształcania jonów żelaza 2+ w utlenione jony żelaza 3+. Dzięki temu pomaga w transporcie tego pierwiastka w organizmie.

Normalne stężenie ceruloplazminy w zdrowym organizmie wynosi 20-50 mg/dL.

Ceruloplazmina w procesach antyoksydacyjnych

Cerruplazmina oprócz funkcji związanych z transportem miedzi oraz przekształcaniem jonów żelaza, posiada również zdolność usuwania rodników nadtlenkowych. Jet to reaktywna forma tlenu, która jeżeli nie zostanie zdezaktywowana, może wywołać uszkodzenia w organizmie.

Ceruloplazmina w procesach oksydacyjnych

Ceruplazmina jest odpowiedzialna również za przeprowadzanie reakcji utlenienia. Enzym ten aktywuje oksydację różnych złożonych związków w organizmie. Do tej grupy należą:

• norepinefryna
• serotonina
• związki sulfhydrylowe
• kwas askorbinowy

Kiedy spada poziom ceruloplazminy?

Ze względu na to, że ceruloplazmina jest syntezowana w wątrobie, jej stężenie we krwi spada w trakcie zaburzeń pracy tego narządu.

Inne przyczyny niskiego poziomu we krwii ceruloplazminy:

• uwarunkowania genetyczne
• niski poziom miedzi w organizmie związany z niedożywieniem
• niedostateczne wchłanianie miedzi z jelita - choroba Menkesa (choroba kręconych włosów)
• choroba Wilsona
• przedawkowanie witaminy C
• zespół nerczycowy

Stężenie ceruloplazminy we krwi jest zależne od stężenia miedzi w organizmie. Forma enzymu pozbawiona jonów metalicznych nazywana jest apoceluroplazminą. Jest nietrwała i rozpada się jeżeli nie zostaną do niej przyłączone jony miedzi.

Kiedy poziom ceruloplazminy jest zbyt wysoki?

Ceruloplazmina należy do tak zwanych białek ostrej fazy. Oznacza to że jej poziom podnosi się w trakcie procesów zapalnych toczących się w organizmie. Martwica tkanek oraz przewlekłe stany zapalne mogą doprowadzić do wzrostu syntezy tego enzymu w wątrobie.

Wyższe niż normalnie poziomy ceruloplazminy występuje w przypadku:

• zatrucia miedzią
• niedoboru cynku
• ciąży
• przyjmowania doustnej antykoncepcji hormonalnej
• chłoniaka
• stanu zapalnego
• reumatoidalnego zapalenia stawów
• anginy
• choroby Alzheimera
• schizofrenii

Mutacje genu kodującego ceruloplazminę

Mutacje w obrębie informacji genetycznej dotyczącej ceruloplazminy są niezwykle rzadkie. Chorobą wywołaną tego rodzaju uszkodzeniem jest aceruloplazemia. W jej wyniku dochodzi do nadmiernej kumulacji żelaza w organizmie.

Nagromadzenie się tego metalu w mózgu prowadzi do charakterystycznych objawów neurologicznych, takich jak:

• ataksja móżdżkowa
• demencja

Nadmiar żelaza może również gromadzić się w wątrobie, trzustce, a nawet siatkówce oka. Kumulacja tego pierwiastka może doprowadzić do

• marskości wątroby
• zaburzeń hormonalnych
• utraty wzroku

Ceruloplazmina - badanie poziomu ceruloplazminy

Pomiar ten nie jest standardowym testem wykonywanym w trakcie badania biochemicznego krwi. Badanie wykonuje się w sytuacji podejrzenia zaburzeń gospodarki miedziowej jak również niektórych chorób wątroby.

Pomiar stężenia ceruloplazminy we krwi służy przede wszystkim do diagnostyki choroby Wilsona. W trakcie jej przebiegu dochodzi do znacznego spadku poziomu enzymu przenoszącego miedź w osoczu krwi.

Dodatkowo, oprócz poziomy ceruloplazminy, zazwyczaj zaleca się pomiar stężenia miedzi w osoczu krwi oraz 24 godzinne oznaczenie zawartości tego pierwiastka w wydalanym moczu.

Badanie wykonuje się zazwyczaj u pacjentów między 20 a 40 rokiem życia, z rozpoznaniem marskości lub zapalenia wątroby o nieznanej przyczynie. Dodatkowe objawy będące wskazaniem do wykonania pomiaru:

• drżenia kończyn górnych
• ślinotok
• zaburzeniami apetytu
• utrudnienia w poruszaniu
• zaburzenia w komunikacji
• problemy z utrzymaniem równowagi

Dlaczego w trakcie choroby Wilsona spada poziom ceruloplazminy?

Choroba Wilsona jest ściśle powiązana z niedostateczną syntezą ceruloplazminy z apoceruloplazminy w organizmie. Zaburzenie ma podłoże genetyczne.

W trakcie choroby dochodzi do wzrostu stężenia miedzi w organizmie. Jest to związane z zaburzeniem transportu miedzi. W wyniku tego miedź nie wiąże się prawidłowo do białka transportującego.

W zdrowym organizmie nadmiar pierwiastka wydalany jest wraz z żółcią w formie ceruloplazminy. U cierpiących na chorobę Wilsona ten proces jest zaburzony.

Dzieje się tak w konsekwencji upośledzenia syntezy ceruloplazminy z apoceruloplazminy w hepatocytach. Przyczyną tego jest wada białka dostarczającego ten pierwiastek do komórek wątroby.

Miedź nie dociera do apoceruloplazminy w hepatocytach, jednocześnie kumulując się w organizmie.

W trakcie choroby Wilsona jony metalu gromadzą się w formie niezwiązanej w osoczu i organach, między innymi w wątrobie i mózgu. Proces prowadzi do uszkodzenia narządów poprzez toksyczne oddziaływanie miedzi.

Choroba Wilsona jest chorobą wrodzoną, jednak nie wykazuje wyraźnych objawów w pierwszych latach życia. Dysfunkcje pojawiają się zazwyczaj u pacjentów między 10 a 40 rokiem życia. Ze względu na kumulację miedzi w wątrobie u dużej części chorych pojawia się marskość wątroby lub stan zapalny tego narządu.

U większości pacjentów z chorobą Wilsona pojawiają się zaburzenia neuropsychiatryczne. Są one związane z kumulacją miedzi w mózgu. Najczęstsze objawy ze strony układu nerwowego to:

• zaburzenia nastroju
• zaburzenia osobowości
• zaburzenia funkcji poznawczych
• objawy psychotyczne

Ze względu na niespecyficzność objawów, choroba Wilsona jest nieprawidłowo rozpoznawana jako różnego rodzaju zaburzenia psychiczne, np. schizofrenia.

Charakterystyczne objawy choroby Wilsona to:

• drżenia rąk
• niski apetyt
• zaburzenia w pisaniu
• ślinotok
• zachwiania równowagi
• nadmierne napięcie mięśni
• zaburzenia mowy
• zaburzenia połykania
• ruchy mimowolne

Występowanie tych objawów może być wskazaniem do badania poziomu ceruloplazminy we krwi.

Bardzo charakterystycznym objawem choroby Wilsona jest pojawienie się na rogówce oka barwnego okręgu. Zmiana jest nazywana pierścieniem Kaysera-Fleischera. Potwierdzenie jego obecności na oku jest jedną z procedur diagnostycznych.

O autorze

mgr farmacji Sara Janowska

Doktorantka interdyscyplinarnych studiów doktoranckich z zakresu nauk farmaceutycznych i biomedycznych realizowanych na Uniwersytecie Medycznym w Lublinie oraz Instytucie Biotechnologii w Białymstoku.Absolwentka studiów farmaceutycznych na Uniwersytecie Medycznym w Lublinie ze specjalizacją Lek Roślinny. Uzyskała tytuł magistra broniąc pracy z dziedziny botaniki farmaceutycznej na temat właściwości antyoksydacyjnych ekstraktów pozyskanych z dwudziestu gatunków mchów. Obecnie w pracy naukowej zajmuje się syntezą nowych substancji przeciwnowotworowych oraz badaniem ich właściwości na liniach komórek nowotworowych. Przez dwa lata pracowała jako magister farmacji w aptece otwartej.

mgr farmacji Sara Janowska