Vorkommen und Exposition
Die wichtigsten Lieferanten des essentiellen Spurenelementes Kupfer (Cu) sind Getreide und Fleisch. Als Belastungsquellen sind vor allem Leitungswasser aus alten Kupferleitungen, Kupfergefäße, Amalgamfüllungen und Fungizide von Bedeutung.
Aufnahme
Im Dünndarm resorbiertes Kupfer wird an Albumin gebunden zur Leber transportiert und überwiegend fäkal-biliär wieder ausgeschieden. Ein kleiner Anteil wird in der Leber in Coeruloplasmin eingebaut und gelangt über die Blutbahn in die Gewebe. Serumkupfer ist zu mehr als 90 % an Coeruloplasmin gebunden. Nur 1 - 3 % wird renal ausgeschieden.
Physiologische Wirkung
Kupfer ist in mindestens 16 essentiellen Metalloproteinen enthalten und wird zur Aktivierung zahlreicher Enzyme benötigt. In den Erythrozyten ist es Bestandteil der antioxidativ wirkenden Superoxiddismutase (SOD). Besondere physiologische Bedeutung besitzt es für die ZNS-Funktion, Bindegewebs- und Blutbildung.
Toxische Wirkung
Wiederholt traten frühkindliche Leberzirrhosen durch hoch Kupfer-belastetes Trinkwasser auf. Bei Kindern und Erwachsenen wird eine mögliche neuro- und lebertoxische Wirkung diskutiert. Kupferüberladung scheint die Speicherung toxischer Schwermetalle zu begünstigen.
Bewertung
Die Kupferkonzentration im Serum ist wenig aussagekräftig, da sie in weiten Bereichen homöostatisch reguliert wird.
Ein vermindertes Kupfer im Serum findet sich bei Morbus Wilson und Menkes-Syndrom (siehe unten) sowie bei nutritivem Kupfermangel (besonders bei Neu- und Frühgeborenen, totaler parenteraler Ernährung und Zink-Selbstmedikation), nephrotischem Syndrom (durch renalen Kupferverlust erhöhtes Kupfer im Urin, vermindertes Coeruloplasmin im Serum) und erhöhter Kortikosteroidkonzentration.
Erhöhtes Kupfer im Serum hat geringen diagnostischen Wert, da vielfältige Ursachen in Frage kommen: zu lange Stauung bei der Blutentnahme, Infektionen, inflammatorische Prozesse, Stress, Diabetes mellitus, Malignome, hepatobiliäre Erkrankungen, Pankreasinsuffizienz, Gravidität (3. Trimenon), Einnahme von Östrogenen, akute Kupfervergiftung (selten).
Ein erhöhtes Kupfer im Urin findet sich bei akuter Kupfervergiftung, teilweise leicht erhöht bei chronischer Kupfervergiftung bzw. –überladung, sowie bei Cholestase, Morbus Wilson, nephrotischem Syndrom.
Morbus Wilson
Ein genetisch bedingter mangelnder Kupfereinbau in Coeruloplasmin führt zu Anreicherung von Kupfer in Leber, ZNS, Niere und Auge. Beim M. Wilson ist das freie Kupfer im Serum erhöht sowie das Coeruloplasmin meist stark erniedrigt. Das freie Kupfer im Serum kann bei niedrigem Coeruloplasmin wie folgt berechnet werden: Cu(F)[mg/l] = Cu(T)[mg/l] - Cp[mg/l] x 0,34; mit Cu(F) = freies Kupfer, Cp = Coeruloplasmin, Cu(T) = totales, gemessenes Kupfer (Normbereich für freies Kupfer: < 15 µg/dl, erhöht > 25 µg/dl).
Die Kupferausscheidung im Urin ist beim M. Wilson auf meist > 100 µg/24 h erhöht; nach Mobilisation mit D-Penicillamin 4 x 250 mg oral oft > 1000 µg/24 h, Rückgang bei entleerten Kupferdepots.
Menkes-Syndrom
Eine X-chromosomale Störung der Kupferresorption und –verwertung führt zu einer Kupferverteilungsstörung mit ZNS-Schäden, gestörter Bindegewebsbildung und Kinky-Hair-Syndrom. Das Kupfer im Serum und das Coeruloplasmin sind stark vermindert. |