Bakır metabolizması

Bakır, birçok protein için ko-faktördür. Gıdalarla alınan bakır duodenum ve proksimal jejunumdan emilir. Albümin ve aminoasit histidine bağlanarak karaciğere taşınır. Bakır, mitokondrial enerji jenerasyonunda (sitokrom- c-oksidaz), demir homeostazında, serbest oksijen detoksifikasyonunda, konnektif doku formasyonunda, dopamin ve melanin biyosentezinde rol oynar. Vücuttaki total bakır miktarı, 100 mgr civarındadır. Günde 1.5-4 mgr miktarında bakır diyetle alınır, önerilen miktar 0.9 mgr olup, barsak hücrelerinde metallothionein ile non-toksik olarak depo edilir. ATP7A ve ATP7B, homolog bakır transporter proteinleridir. ATP7A’daki mutasyon, Menkes hastalığına neden olur. Bakırın dolaşıma geçmesine engel olur ve bakır eksikliğine neden olur.

Cu emildikten sonra portal sisteme hızlıca geçer ve albüminle birleşip karaciğere gelir. KC’de metallothionein ile depo edilir. Karaciğer bakırı bazı metabolik olaylarda kullanır. Serüloplazmin kana salınır ve bakırı bağlar. Hepatositten de, bazolateral yüzeydeki transporterlarla (hCTR1: yüksek affiniteli transport, hCTR2: düşük affiniteli transport) ATP7B aracılığı ile, sinüzoidlere yani safraya atılır. Hücre içindeki bakır ise, şaperonlar ile etkileşerek, spesifik intrasellüler hedeflere gider

Bakırın hepatosit içindeki trafiğinde rol oynayan proteinler;

• Ctr1 (copper transporter 1),
• metallothioneinler (MT)
• metalloşaperonlardır.

Ctr1, bakırın hepatosite alınmasında rol oynar. Metallothioneinler, sisteinden zengin intrasellüler bir protein grubu olup, metal iyonları (bakır, kadmiyum ve çinko) bağlama kapasitesine sahiptir. MT1 ve MT2, intrasellüler proteinleri bakır toksisitesinden korur. Metalloşaperonlar, fizyolojik durumlarda bakırın spesifik proteinlere gönderilmesinde ve bakırın metallothioneinlerden bakır muhteva eden proteinlerin sentezlenmesinde rol oynar. Hepatositler, sitoplazmadaki bakır durumunu algılar, intrasellüler bakır konsantrasyonuna göre bakır salınımını düzenler. Bu düzenleme ATP7A ile olmaktadır. ATP7B, sekiz transmembran segment, altı bakır bağlayan bölge, bir ATP-bağlayan domain, bir transmembran katyon kanalı, bir fosforilasyon bölgesi ve bir transdüksiyon domain’e sahiptir. ATP7B’nin fonksiyonu, intrasellüler bakır homeostazına göre değişmektedir. Düşük bakır seviyelerinde, transporter-Golgi ağı, Golgi komplexinden sinuzoidal plazma membranına seruloplazmin ve diğer cuproenzimler için bir yol oluşturur ve bakır seruloplazmine dahil edilir. Buna karşılık, hücreler yüksek bakıra maruz kalınca, intrasellüler ATP7B’nin intrasellüler trafiği transporter-Golgi komplexinden post-Golgi veziküler kompartmana kayar, biliyer bakır ekskresyonuna neden olur. Bir kere bakır sitozolden uzaklaşırsa, ATP7B trans-Golgi ağına tekrar geri döner.

Serüloplazmin, bir ferrooksidazdır, toksik ferröz demiri nontoksik ferik forma dönüştürür. Serüloplazmin olmayınca, demir konsantrasyonu artabilir. Aposerüloplazmin; bakır içermeyen serüloplazmindir. Aposerüloplazmin düzeyi ve yarılanma ömrü azalmıştır. Holoserüloplazmin ise, bakır ile bağlı serüloplazmin olup, 1 mol serüloplazmin 6 bakır atomunu bağlar. Serüloplazmin 132 kDA ağırlığında olup, KC’de sentez edilir. Akut faz reaktanıdır. Bakırın %90’nını bağlar. Serüloplazmin düzeyi doğumda düşüktür, erken çocukluk çağında artar. Seruloplazmin’in yüksek olduğu durumlar; aktif inflamasyon, gebelik, östrojen kullanımı, oral kontraseptif kullanımı gibi durumlardır. Serüloplazmin düzeyinin düşük olduğu diğer durumlar; Menkes hastalığı, herediter aserüloplazminemi, protein kaybettiren enteropatiler özellikle Gluten hastalığı, şiddetli karaciğer yermezliği ve Wilson hastalığı heterozigot taşıyıcılarıdır.