Metabolismo del Cu

Il rame nell’ambiente

• Noto ed usato da 10.000 anni

• Nell’ambiente:

H2O mare 0,15 g/L

H2O dolce 1-20 g/L

Sedimenti 2-740 g/g (secco)

Atmosfera 5-20 ng/m3

Suolo 50 g/g (secco)

Alimenti 1 g/g

Essenziale per tutti gli organismi viventi

Estremamente tossico se le concentrazioni superano la soglia di tossicità

La doppia vita del rame

Stress ossidativo

Cu+

Stress ossidativo

Cu2+

+

+

Essenziale: Il rame è coenzima di alcuni importanti enzimi: citocromo-c ossidasi, SOD, lisil-ossidasi, dopamina-b-idrossilasi; amina ossidasi, efestina E’ inoltre legato a metallotioneina, prione, precursore del b-amiloide

tossico

Omeostasi

Dieta

Trasporto

Escrezione

Assorbimento intestinale

Distribuzione

Metabolismo del rame

• 1-1,2 mg/d con la dieta• 10 mg/d soglia di tossicità• Assorbito a livello intestinale (35-60%), trasporto al

fegato legato ad albumina serica, il resto eliminato con feci e urine.

• Nel corpo 50-120 mg: 40% muscoli, 15% fegato, 10% sangue (80-120 g/100mL plasma), 10% cervello, poi cuore, reni

• Indicatori di stato: [Cu] plasma 100 g/100mL, [Cu] eritrociti 1g/ml, [Cu] capelli 10-20 g/g, [Cp] plasma 0,2-0,4 mg/ml

Animali di interesse veterinario

• Ampie variazioni nei limiti di tolleranza

• Maiali molto tolleranti, sopportano diete che contengono fino a 250 mg Cu/kg di alimento

• Bovini abbastanza tolleranti

• Pecore sono particolarmente sensibili all’intossicazione da Cu; nell’alimento 5-10 mg Cu/kg.

Pecore North Ronaldsay

• Antica razza di pecore che vivono nelle isole Orcadi.

• Le pecore in genere sono sensibili al Cu (nell’alimento 5-10 mg Cu/kg), ma questa razza di pecore lo è in modo particolare: si tratta dei mammiferi più suscettibili a Cu che si conoscano.

• Animali-Modello

Cu+

Omeostasi del rame

Puig S. and D.J. Thiele 2002, 6:171-180

Ctr1

Espresso in modo ubiquitario; il suo coinvolgimento nell’assorbimento intestinale è ancora in dubbio.

CCS

Metallotioneina

ATOX

I due monomeri sono rappresentati in blue e giallo. Il rame in azzurro e le 4 Cys che legano il metallo in verde.

ATP-asi7B

Ceruloplasmina

Malattie di Wilson e Menkesquando non funzionano le ATP-asi

• Wilson: la forma mutante di ATP7B (espressa soprattutto nel fegato) impedisce l’ingresso del Cu nel Golgi e la successiva eliminazione: il Cu si accumula nel fegato

• Menkes: la forma mutante di ATP7A (espressa in tutti i tessuti tranne il fegato) provoca bassi livelli di Cu in molti organi, come il cervello.