Kupfer |
EDV-Kürzel: CUVA
Kategorie:
Pharmakologie/Toxikologie, Umweltgifte
Messmethode:
Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma
Ansatzzeit:
bei Bedarf
Material:
Heparin-Blut: 1 mL
EDTA-Blut: 1 mL
Symptom/Krankheit:
Lebercirrhose; Ataxie; Hypomimie; Hepatitis; Morbus Wilson; Menkes-Syndrom; Kayser-Fleischer-Cornealring; Rigor
Referenzbereich / Interpretation:
10,2 - 26,0 µmol/L [64,8 - 165,2 µg/dL]
Bemerkung:
Kupfer (Elementsymbol Cu) mit der Ordnungszahl 29 ist ein Element der 1. Nebengruppe im Periodensystem. Schmelzpunkt 1.083 °C, Siedepunkt 2.600 °C. Mit einer Dichte von 8,96 kg/L ist Kupfer ein Schwermetall.
Täglich werden 0,8 - 2,0 mg Kupfer mit der Nahrung aufgenommen, welches nach der Resorption fast vollkommen in den Hepatozyten zum Aufbau von Coeruloplasmin und kupferhaltigen Proteinen verwertet wird. Überschüssiges Kupfer wird mit der Galle über den Stuhl ausgeschieden.
Die Kupferkonzentration im Serum/Plasma ist bei folgenden Erkrankungen/Zuständen vermindert:
- Morbus Wilson
- Menkes-Syndrom bei Säuglingen (Entwicklungsstörung mit pigmentarmem Spindelhaarwuchs)
- nutritiver Kupfermangel: Zink-Selbstmedikation, totale parenterale Ernährung
Bei Verdacht auf Morbus Wilson (Rigor, Hepatitis, Kayser-Fleischer-Kornealring) sollten weitere Analysen angefordert werden:
- ATPB7-Genanalyse
- Coeruloplasmin
- Kupfer im Harn
Als Ursache für den Morbus Wilson wird der nicht ausreichender Einbau des Kupfers in das normal synthetisierte Apocoeruloplasmin angesehen. Das auf Chromosom 13 gelegene Wilson-Gen ATP7B kodiert für ein ATP-abhängiges Kupfertransportprotein, welches den Transport von zytoplasmatischen Kupferionen in den Golgi-Apparat garantiert. Im Golgi-Apparat erfolgt der Einbau des Kupfers in das (Apo)coeruloplasmin, das damit zum Holotranscobalamin wird. Auch die anderen kupferhaltigen Proteine wie Cytochrom c-Oxidase, Superoxid-Dismutase, Xanthinoxidase etc. erhalten im Golgi-Apparat ihr Kupfer.
Unter den bisher beschriebenen 150 Mutationen des WILSON-Gens ATP7B ist diejenige des Histidins 1069 (ATP7B.p. H1069Q) die wichtigste, da sie bei ca. 50 % der mittel- und nordeuropäischen Morbus Wilson-Patienten nachweisbar ist. Das Genprodukt kann bei diesen Patienten nicht mehr synthetisiert werden, so daß der Kupfertransport in das Golgi-Lumen des Hepatozyten unterbleibt. Apocoeruloplasmin kann folglich nicht mehr Kupfer binden und wird abgebaut.
Die verminderte Sekretion von Coeruloplasmin in das Blut erklärt die niedrige Kupferkonzentration bei WILSON-Patienten, da dieses überwiegend im Coeruloplasmin gebunden vorliegt.Schwerwiegendere Konsequenzen hat aber der gestörte intrazelluläre Transport zum Gallepol des Hepatozyten, da nunmehr keine Kupferausscheidung mehr erfolgt. Dementsprechend kumuliert das Metall in den Leberzellen bis zu toxischen Mengen, was deren Zelltod bedingt (Cirrhose).
Die Krankheit wird autosomal rezessiv vererbt, die Häufigkeit des rezessiven Gens in der Gesamtbevölkerung beträgt 1 : 90. Das Manifestationsalter liegt zwischen dem 6. und 40. Lebensjahr. Der Ausfall des Coeruloplasmins bei Morbus Wilson-Patienten zieht eine vermehrte Ablagerung von Kupfer in verschiedenen Geweben nach sich, obwohl die Ausscheidung des Metalls über die Niere erhöht ist. Jedoch kommt es wegen einer gleichzeitig vermehrten Kupferresorption aus dem Darm zu einer positiven Kupferbilanz, da die Ausscheidung über die Galle nicht Schritt hält. Betroffene Organe sind in erster Linie die Leber, (Stadien Fettleber, chronische Hepatitis und Cirrhose) sowie das Nervensystem. Die neurologischen Symptome werden häufig erst nach dem zehnten Lebensjahr manifest und äußern sich in einer Weise, die an den Morbus Parkinson erinnern: Rigor (starre Muskulatur), Hypokinese (Bewegungsarmut), Hypo- bzw. Amimie (ausdrucksarmes Gesicht ohne erkennbare Mimik), Tremor (Zittern), übermäßiger Speichelfluss und unkoordinierte Bewegungen. Begleitend dazu tritt der Kayser-Fleischer-Cornealring in Erscheinung, eine gold-grüne Verfärbung des Cornearandes an den Augen.
Die für den Morbus Wilson typische Konstellation lautet:
- Kupfer im Serum erniedrigt (< 0,70 µg/dL oder < 10,1 µmol/L)
- Coeruloplasmin erniedrigt (< 150 g/L)
- Kupferausscheidung im Harn erhöht (> 70 µg/24 h)
- Kupferablagerungen in den oben angeführten Geweben
Physiologisch ist die Kupferkonzentration im letzten Drittel der Schwangerschaft und bei Einnahme von Estrogenen bzw. hormonellen Kontrazeptiva erhöht. Eine regelmäßige Konzentrationserhöhung findet man bei akuten und chronischen Infektionen, bei Eisenmangelanämie und bei verschiedenen Tumoren (Bronchial-, Mamma- und Prostatakarzinom), besonders auch bei Leberschädigungen mit Cholestase, Leberkarzinom und im Rahmen der exokrinen Pankreasinsuffizienz.
Täglich werden 0,8 - 2,0 mg Kupfer mit der Nahrung aufgenommen, welches nach der Resorption fast vollkommen in den Hepatozyten zum Aufbau von Coeruloplasmin und kupferhaltigen Proteinen verwertet wird. Überschüssiges Kupfer wird mit der Galle über den Stuhl ausgeschieden.
Die Kupferkonzentration im Serum/Plasma ist bei folgenden Erkrankungen/Zuständen vermindert:
- Morbus Wilson
- Menkes-Syndrom bei Säuglingen (Entwicklungsstörung mit pigmentarmem Spindelhaarwuchs)
- nutritiver Kupfermangel: Zink-Selbstmedikation, totale parenterale Ernährung
Bei Verdacht auf Morbus Wilson (Rigor, Hepatitis, Kayser-Fleischer-Kornealring) sollten weitere Analysen angefordert werden:
- ATPB7-Genanalyse
- Coeruloplasmin
- Kupfer im Harn
Als Ursache für den Morbus Wilson wird der nicht ausreichender Einbau des Kupfers in das normal synthetisierte Apocoeruloplasmin angesehen. Das auf Chromosom 13 gelegene Wilson-Gen ATP7B kodiert für ein ATP-abhängiges Kupfertransportprotein, welches den Transport von zytoplasmatischen Kupferionen in den Golgi-Apparat garantiert. Im Golgi-Apparat erfolgt der Einbau des Kupfers in das (Apo)coeruloplasmin, das damit zum Holotranscobalamin wird. Auch die anderen kupferhaltigen Proteine wie Cytochrom c-Oxidase, Superoxid-Dismutase, Xanthinoxidase etc. erhalten im Golgi-Apparat ihr Kupfer.
Unter den bisher beschriebenen 150 Mutationen des WILSON-Gens ATP7B ist diejenige des Histidins 1069 (ATP7B.p. H1069Q) die wichtigste, da sie bei ca. 50 % der mittel- und nordeuropäischen Morbus Wilson-Patienten nachweisbar ist. Das Genprodukt kann bei diesen Patienten nicht mehr synthetisiert werden, so daß der Kupfertransport in das Golgi-Lumen des Hepatozyten unterbleibt. Apocoeruloplasmin kann folglich nicht mehr Kupfer binden und wird abgebaut.
Die verminderte Sekretion von Coeruloplasmin in das Blut erklärt die niedrige Kupferkonzentration bei WILSON-Patienten, da dieses überwiegend im Coeruloplasmin gebunden vorliegt.Schwerwiegendere Konsequenzen hat aber der gestörte intrazelluläre Transport zum Gallepol des Hepatozyten, da nunmehr keine Kupferausscheidung mehr erfolgt. Dementsprechend kumuliert das Metall in den Leberzellen bis zu toxischen Mengen, was deren Zelltod bedingt (Cirrhose).
Die Krankheit wird autosomal rezessiv vererbt, die Häufigkeit des rezessiven Gens in der Gesamtbevölkerung beträgt 1 : 90. Das Manifestationsalter liegt zwischen dem 6. und 40. Lebensjahr. Der Ausfall des Coeruloplasmins bei Morbus Wilson-Patienten zieht eine vermehrte Ablagerung von Kupfer in verschiedenen Geweben nach sich, obwohl die Ausscheidung des Metalls über die Niere erhöht ist. Jedoch kommt es wegen einer gleichzeitig vermehrten Kupferresorption aus dem Darm zu einer positiven Kupferbilanz, da die Ausscheidung über die Galle nicht Schritt hält. Betroffene Organe sind in erster Linie die Leber, (Stadien Fettleber, chronische Hepatitis und Cirrhose) sowie das Nervensystem. Die neurologischen Symptome werden häufig erst nach dem zehnten Lebensjahr manifest und äußern sich in einer Weise, die an den Morbus Parkinson erinnern: Rigor (starre Muskulatur), Hypokinese (Bewegungsarmut), Hypo- bzw. Amimie (ausdrucksarmes Gesicht ohne erkennbare Mimik), Tremor (Zittern), übermäßiger Speichelfluss und unkoordinierte Bewegungen. Begleitend dazu tritt der Kayser-Fleischer-Cornealring in Erscheinung, eine gold-grüne Verfärbung des Cornearandes an den Augen.
Die für den Morbus Wilson typische Konstellation lautet:
- Kupfer im Serum erniedrigt (< 0,70 µg/dL oder < 10,1 µmol/L)
- Coeruloplasmin erniedrigt (< 150 g/L)
- Kupferausscheidung im Harn erhöht (> 70 µg/24 h)
- Kupferablagerungen in den oben angeführten Geweben
Physiologisch ist die Kupferkonzentration im letzten Drittel der Schwangerschaft und bei Einnahme von Estrogenen bzw. hormonellen Kontrazeptiva erhöht. Eine regelmäßige Konzentrationserhöhung findet man bei akuten und chronischen Infektionen, bei Eisenmangelanämie und bei verschiedenen Tumoren (Bronchial-, Mamma- und Prostatakarzinom), besonders auch bei Leberschädigungen mit Cholestase, Leberkarzinom und im Rahmen der exokrinen Pankreasinsuffizienz.