Kupferstoffwechsel

Kupferstoffwechsel beschreibt die Aufnahme, Verteilung, Nutzung, Speicherung und Ausscheidung von Kupfer im menschlichen Körper. Kupfer ist ein essentielles Spurenelement, das als Cofaktor zahlreicher Enzyme dient, unter anderem in der Energieproduktion, dem Bindegewebe, der Immunfunktion und der Neurotransmitter-Synthese. Die Homöostase wird weitgehend durch die Leber, den Darm und spezifische Transporter reguliert, sodass ausreichende Mengen vorhanden, aber eineÜberladung vermieden wird.

Absorption und Transport erfolgen überwiegend im Dünndarm. Über den Kupfertransporter CTR1 wird Kupfer in Enterozyten aufgenommen. Innerhalb der Zelle wird Kupfer durch Chaperonproteine wie Atox1, CCS und COX17 gezielt zu den jeweiligen Zielenzymen geleitet. In Enterozyten kann Kupfer vorübergehend an Metallothionein gebunden werden. Aus dem Darm gelangen Kupfer und seine Metaboliten in die Pfortader und gelangen zur Leber, dem zentralen Regulationsorgan.

Die Leber spielt eine zentrale Rolle bei der Verteilung und Ausscheidung von Kupfer. Dort wird Kupfer in Ceruloplasmin eingebaut und dem Blutkreislauf zugeführt oder in Vesikeln gespeichert. Aus der Leber wird Kupfer durch ATP7B in die Galle abgegeben und damit großenteils über den Stuhl ausgeschieden. Zusätzlich exportiert ATP7A Kupfer aus Enterozyten in die Blutbahn. Ein geringer Teil Kupfer bleibt in Geweben gespeichert, insbesondere gebunden an Metallothionein.

Klinisch bedeutsame Störungen des Kupferstoffwechsels umfassen Cu-Mangel, Menkes-Krankheit (ATP7A-Mutation) und Wilson-Krankheit (ATP7B-Mutation). Menkes-Krankheit führt zu systemischer Kupferunterversorgung und schweren neurologischen Defiziten. Wilson-Krankheit verursacht Kupferansammlung in Leber und Gehirn; typischerweise treten Lebererkrankungen, neuropsychiatrische Symptome und Kayser-Fleischer-Ringe auf. Therapie erfolgt je nach Störung durch Kupferchelation oder Zinktherapie zur Hemmung der Resorption, begleitet von Maßnahmen zur Leber- oder Nervenschonung.