Coeruloplasmin
Coeruloplasmin
Synonym(e)
Ferroxidase; EC 1.16.3.1; Cp
Englischer Begriff
ceruloplasmin; ferrooxidase
Definition
Kupferhaltiges Serumprotein mit enzymatischer Aktivität als Oxidase und diagnostischer Bedeutung für hereditäre Kupferstoffwechselstörungen (z. B. Morbus Wilson).
Molmasse
150 kDa.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Cp ist das entscheidende kupferhaltige, aus einer Polypeptidkette (1050 Aminosäuren) bestehende, 8 Atome Cu2+ pro Molekül enthaltende, deshalb blaugefärbte, in der α2-Globulinfraktion wandernde Glykoprotein (Glykoproteine; Kohlenhydratgehalt: 8 %, Molmasse: 150 kDa, pI 4,4) des menschlichen Serums. Der während der Peptidsynthese erfolgende Einbau von Kupfer (Cu2+) ist von einer ATPase 7b abhängig, die bei Morbus Wilson durch Mutation inaktiviert ist. Dadurch wird ein kupferfreies Apo-Cp gebildet, das bereits intrazellulär degradiert wird. Aufgrund des hohen Cu2+-Gehalts (0,34 % der Molmasse) sind ca. 95 % des Serumkupfers in der nicht dialysierbaren, kovalent mit Cp verbundenen Fraktion und 5 % in der dialysierbaren Kupferfraktion, die locker an Albumin und Histidine gebunden ist, vertreten. Die Synthese erfolgt in den Hepatozyten, die Halbwertszeit in der Zirkulation beträgt ca. 96 Stunden. Cp ist ein relativ schwach reagierendes positives Protein der Akute-Phase-Reaktion, dessen Zunahme bei akuten Entzündungen zur Grün-Blau-Verfärbung betroffener Seren führen kann.
Funktionelle Eigenschaften
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Inkorporation von Kupfer während der Cp-Synthese in den Hepatozyten, Sekretion und Transport des Cu2+-Cp zu Geweben des Cu2+-Verbrauchs. Cp ist im Gegensatz zu Albumin kein reversibles Kupfertransportprotein, da die Cu2+-Freisetzung an die Degradation des Cp gebunden ist. Kupfer kann nicht mit dem Cp-Apoprotein in der Zirkulation eine Verbindung eingehen. Dem Kupfertransport dient die dialysierbare Fraktion (s. o.).
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Katalytische Aktivität als Oxidase (Kupferoxidase, Ferrooxidase), die die Oxidation von Fe2+ zu Fe3+ vor Bindung an Transferrin, von Polyaminen, Katecholaminen, Polyphenolen und Askorbat katalysiert. Cp ist für den Eisentransport vom intra- zum extrazellulären Kompartiment und somit in Verbindung mit Ferroportin für den zellulären Eisenefflux verantwortlich.
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Antioxidanzfunktionen.
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Akute-Phase-Protein, jedoch schwächer als Haptoglobin, α1-saures Glykoprotein (Orosomukoid; Glykoprotein, α1-saures) und C-reaktives Protein (CRP).
Funktion – Pathophysiologie
Cp-Erniedrigung bei autosomal rezessiv vererbter hepatolentikulärer Degeneration (Morbus Wilson) mit Cu2+-Ablagerungen in Leber, Hirn, Kornea und Niere (Prävalenz 1:50.000–1:100.000).
Probenstabilität
Analytstabilität bei 4 °C 3 Tage, bei −20 °C 4 Wochen, bei −70 °C unbeschränkt.
Präanalytik
Vermeidung von Lipämie und Hämolyse.
Analytik
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Immunologische Methoden: Immunnephelometrie und Immunturbidimetrie, radiale Immundiffusion (RID; Immundiffusion, radiale nach Mancini, Carbonara und Heremans), Elektroimmunoassay (Elektroimmundiffusion)
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Funktionelle Methode mit Bestimmung der Cp-katalysierten Oxidation von p-Phenylendiamin bei 530 nm (Rotfärbung)
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Bei Acoeruloplasminämie (erstmals 1987 in Japan beschrieben, Prävalenz 1 auf 2 Mio.) ist eine Mutationsanalyse des Cp-Gens auf dem langen Arm des Chromosoms 3 notwendig. Gegenwärtig sind 45 verschiedene Mutationen bei über 60 Patienten beschrieben, was auf eine ausgeprägte molekulare Heterogenität dieser Erkrankung hinweist.
Referenzbereich – Erwachsene
0,18–0,45 g/L.
Referenzbereich – Kinder
Alter | Coeruloplasmin-Konzentration (g/L) |
|---|---|
Neugeborene (bis 3. Monat) | 0,05–0,18 |
Kleinkinder | 0,16–0,55 |
4–7 Jahre | 0,24–0,56 |
Indikation
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Verdacht auf hereditäre Kupferstoffwechselstörung (Morbus Wilson, Menke-Syndrom)
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Aktivitätsbeurteilung akuter und chronischer entzündlicher Prozesse (Akute-Phase-Reaktion)
Interpretation
Serumkonzentrationsveränderungen von Cp finden sich bei den in der folgenden Tabelle zur Bewertung der Serum-Coerulosplasmin-Konzentration genannten Erkrankungen:
Abnahme | Zunahme |
|---|---|
Hepatolentikuläre Degeneration (Morbus Wilson) Menke‘s-kinky-hair-Syndrom Proteinverlustsyndrome - Renal (Nephrose) - Enteral (exsudative Enteropathie) Schwere Leberparenchymerkrankungen (terminale Zirrhose) Malnutrition Malabsorption | Akute und chronische Entzündungen Gewebsnekrosen - Infektionen Tumoren in Verbindung mit Zellnekrosen - Akute Leukämien Lebererkrankungen - Floride Zirrhose Kontrazeptiva Schwangerschaft |
Erhöhungen gehen teilweise auf die Funktion von Cp als Akute-Phase-Protein (Akute-Phase-Proteine) zurück. Diagnostisch dominierend ist der Einsatz bei Morbus Wilson und Menke’s-kinky-hair-Syndrom. Bei Morbus Wilson (Kupferspeicherkrankheit durch über 250 Mutationsstellen des ATP-7b-Gens) ist in 80 % eine Konzentration <0,2 g/L und in 60 % <0,05 g/L festzustellen, doch sind Erniedrigungen weder 100 % sensitiv noch spezifisch für diese Erkrankung, die durch zusätzliche Untersuchungen der mit und ohne D-Penicillamin gesteigerten renalen Cu2+-Ausscheidung (>100 μg/24 Stunden), der erhöhten Cu2+-Ablagerung in Geweben, z. B. in Leber (>250 μg/g Trockengewicht) und in der Korneaperipherie in Form des bräunlichen Kayser-Fleischer’schen Kornealrings und durch molekulargenetische Untersuchungen des ATP-7b-Gens nachzuweisen ist. Weitere Ursachen der Erniedrigung sind:
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Renale, enterale und dermale Proteinverlustsyndrome
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Schwere Leberzellinsuffizienz
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Malnutrition
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Malabsorption
Diagnostische Wertigkeit
Sensitivität (Sensitivität, diagnostische) und Spezifität (Spezifität, diagnostische) der Cp-Erniedrigung für Morbus Wilson sind aus Gründen erworbener Ursachen weder absolut spezifisch noch sensitiv. Andererseits kann eine erworbene oder genetisch bedingte Erniedrigung teilweise überlagert sein durch eine Konzentrationserhöhung im Rahmen einer Akute-Phase-Reaktion und/oder Östrogenzufuhr.