英文名称 :copper deficiency
铜是人体必需的微量元素。足月新生儿体内铜总量约20mg,约1/2是在妊娠后3个月从母体获得的。其中50%~60%贮存于肝脏(成人仅为5%),可供生后数个月的需要。胎儿在孕20周后,肝铜浓度即高于成人,其生后3~4个月降至成人水平。低体重早产儿每日最低铜需要量约100μg/kg,婴幼儿80μg/kg,年长儿40μg/kg,成人2~5mg。
含铜丰富的食物为肝、肾、甲壳类、谷类、黄豆、硬壳果等。正常饮食的成人和儿童不易缺铜,但乳类含铜较少,人乳为400μg/L(初乳600μg/L),牛乳300μg/L。单纯给予乳类喂养的婴儿,尤其是早产儿,易发生铜缺乏症。
铜由小肠吸收,与白蛋白及氨基酸结合入肝,一部分以金属巯组氨酸三甲基内盐(metallothionein)形式贮存于肝,一部分与肝产生的α2球蛋白结合成血浆铜蓝蛋白(ceruloplasmin)进入血循环。多余的铜主要通过胆汁迅速排出(占排出总量的80%),与蛋白及各种配体结合,不能再吸收。少量经肠上皮细胞排出,从肾排出甚微(占4%)。铜排出量随肠吸收量的多少而增减,以维持平衡。肠中的锌、钼、镉、汞、银、硫化物和植酸可阻碍铜吸收。
1.摄入不足
婴儿单纯食用乳类而未添加辅食、长期使用肠道外营养者而营养液中未添加铜、重症营养不良等易发生铜缺乏。
2.吸收障碍
长期呕吐、慢性腹泻、胰腺纤维囊性变、Menkes病以及使用螯合剂(如D-青霉胺)或口服抑制铜吸收的药物(如长期服铁剂、钙剂)等均可导致铜吸收障碍。
3.排泄增多
肾病综合征、蛋白丧失性胃肠综合征等患儿随着蛋白质大量丢失排铜显著增加。
4.需求增加
处于快速生长阶段,铜需要量大而供给量相对不足。
体内的铜参与30余种酶的构成,在许多代谢途径中具有重要作用。缺铜时可发生代谢和功能障碍,以及病理改变。现将部分酶的作用及其功能障碍时的影响概述如下。
1.血浆铜蓝蛋白
作用包括:①血浆铜的90%~95%与铜蓝蛋白结合,运送给红细胞、骨髓和需铜组织。血浆铜蓝蛋白浓度与血浆铜浓度相关(r=0.89,P<0.001)。缺铜时,血浆铜蓝蛋白减少,铜供应不足。②铜蓝蛋白具有亚铁氧化酶的作用,可将从肠吸收和从贮存部位释放的Fe2+氧化为Fe3+,然后铁才能与运铁蛋白结合而转运。缺铜时铁的吸收和转运障碍,可产生小细胞低色素性贫血。此外,原卟啉合成减少(见下),与其结合成血红素所需用的铁减少,铁沉积在胞浆里,形成铁粒幼细胞。③铜蓝蛋白具有多酚氧化酶的作用,可氧化某些二胺及多酚如去甲肾上腺素、肾上腺素和5‐羟色胺等,对调节神经递质和神经系统的功能有重要影响。
2.δ氨基‐γ‐酮戊酸(ALA)脱水酶
是将ALA催化为胆色素原所需的酶,再经过其他酶的连续催化,生成原卟啉。原卟啉在亚铁螯合酶作用下,与Fe2+结合成血红素,再与珠蛋白构成血红蛋白。缺铜时原卟啉、血红素及血红蛋白生成减少。血红素是构成肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶、过氧化氢酶和尿黑酸氧化酶的必要成分。
3.细胞色素氧化酶(cytochromeoxidase)
能源物质在体内氧化过程中,通过细胞内线粒体的电子转递系统(呼吸链)在多种酶和辅酶的连锁反应下,将代谢物脱下的氢逐步转递,产生能量,最后与氧化合成水。所产生的大量能量的40%~50%以上用于将ADP磷酸化生成ATP贮存,小部分用于线粒体内离子转移和代谢更新,其余以热的形式发散。细胞色素氧化酶是电子转递系统(呼吸链)最后阶段所需的酶,缺乏时将发生能量代谢障碍,影响细胞功能,造成神经系统等的损害。
4.超氧化物歧化酶(SOD)
在上述系统的终末,每个氧离子需接受4个电子才能完全还原,与4H+生成2分子水。如果接受的电子不足,形成超氧阴离子O2-,可致组织损伤。正常情况下超氧阴离子被SOD催化,O2-+2H+→O2+H2O2,生成的H2O2进一步分解。缺铜时可发生神经脱髓鞘,与此酶的缺乏有关。
5.多巴胺‐β‐羟化酶
可将多巴胺催化为去甲肾上腺素,进而转化为肾上腺素。缺铜时此路径障碍是发生神经系统功能障碍的原因之一。
6.赖氨酸氧化酶(lysyloxidase)
是胶原和弹性蛋白分子内和分子间形成共价键而紧密交联所需的酶。缺乏时共价键形成障碍,结缔组织和血管壁的胶原纤维与弹性纤维的张力和弹性减低甚至断裂,可导致血管扩张或破裂。骨有机质损害可发生类似婴儿维生素C缺乏的骨骼变化。
7.酪氨酸酶(tyrosinase)
可将二羟苯丙氨酸(DOPA)转变为黑色素。缺乏时皮肤和头发黑色素形成障碍。
1.血细胞检查
红细胞、血红蛋白、网织红细胞、白细胞和中性粒细胞均降低,血小板正常。多为小细胞低色素贫血。
2.骨髓检查
红细胞和粒细胞系统增生减低,成熟障碍,红细胞和粒细胞质中有空泡形成,铁粒幼红细胞增加。
3.生化检查
(1)血浆铜:正常成人为10.9~21.08μmol/L。正常足月儿为3.14~10.99μmol/L;早产儿更低,39~40周为(8.18±1.82)μmol/L,35~36周为(6.15±2.17)μmol/L,25~28周仅为(4.49±2.68)μmol/L。足月儿于生后1个月增至成人水平,早产儿迟至生后3~4个月才达到此水平,可能与肝脏产生铜蓝蛋白的功能不成熟有关。但也有人提出新生儿血浆铜到1岁才达成人水平。成人低于10.9μmol/L,新生儿低于7μmol/L提示缺铜。
(2)血浆铜蓝蛋白:正常成人为0.93~2.65μmol/L。正常新生儿为0.06~1.99μmol/L。生后与血浆铜并行增高达成人水平,缺铜时降低。
1.营养性铜缺乏症
普遍通过口服硫酸铜治疗,效果良好。Sutton等(1985)报道极低体重早产儿的营养性铜缺乏症4例,简介如下,供参考:
例①:口服硫酸铜,含铜4μmol/kg,共21天,同时喂饲铜含量较高的奶(SMA,含铜1.10μmol/100ml)。例②和例③:口服硫酸铜的剂量同例①,但给予7天,喂饲一般配方奶(OCF,含铜0.61μmol/100ml)。例④:未给予硫酸铜,仅喂饲铜含量较高的奶(SMA)。喂饲的铜量以例①最多,其次为例②和例③,例④最少。临床症状均较快恢复。由于各地不一定都有含铜量较高的早产儿配方奶,似以例②和例③的方法更为适用。开始补铜治疗后,观察症状的变化,检测血浆铜和铜蓝蛋白,必要时调节补铜方案。达到疗程后,改用生理需要量。
2.Menkes病
Menkes病的治疗常是不成功的,尤其对于散发的病例,因为确诊常太晚。早期治疗,近半数的患者可得到良好效果。未在生后早期用铜剂进行治疗的患儿常死于3岁以内。
Kaler和Holmes等(2008)报道应用铜早期治疗Menkes病所产生的效果不同或失败,决定于:①在出生后是否早期确定诊断;②其基因ATP7A异常的类型和残留的铜转运活性的程度。如果不存在残留的铜转运活性,即使进行早期治疗,效果也不佳。在确诊和考虑是否适合进行早期治疗时,涉及复杂基因检查和相关的生物化学检测,需要请遗传专家会诊和共同讨论确定。
近年来早期治疗本病的报道几乎都用组氨酸铜(copperhistidine),但市场尚无销售。这里介绍Kaler的报道(2006)供参考。使用之前,请仔细阅读药品说明书,慎重使用。剂量应根据患者的血浆铜和铜蓝蛋白值以及铜平衡情况进行评估和调整。
(1)组氨酸铜(copperhistidine):
为冻干粉末,室温保存情况下,有效期至少1个月,但在患者家中常保存在冰箱的冷冻室内。使用时,每瓶加生理盐水2ml,其稀释后的浓度为500μg/ml,供皮下注射用。
剂量:①<12个月为0.5ml,皮下注射,每日2次。
②>12个月为0.5ml,皮下注射,每日1次。
(2)氯化铜(copperchloride或称cupricchloride):
包装:2mg/5ml。皮下注射500μl(=0.5ml)相当于200μg铜。
剂量:①<12个月为0.5ml,皮下注射,每日2次。
②>12个月为0.5ml,皮下注射,每日1次。
(3)硫酸铜(coppersulfate或称cupricsulfate):
包装:2mg/5ml(=400μg/ml)。
剂量:①<12个月为0.5ml,皮下注射,每日2次。
②>12个月为0.5ml,皮下注射,每日1次。