Soru

Zorluk: Çok zorBakır Metabolizması ve Bozuklukları

Menkes hastalığı (kinky hair disease) tanısı alan hastalarda, bakır-histidin kompleksleri ile yapılan parenteral tedavinin plazma bakır ve seruloplazmin düzeylerini normale getirebilmesine rağmen, nörolojik progresyonu durdurmada sıklıkla yetersiz kalmasının temel moleküler mekanizması aşağıdakilerden hangisidir?

  1. Bakırın kan-beyin bariyerini oluşturan endotel hücrelerinden beyin parankimine geçişini sağlayan ATP7AATP7A proteininin defektif olması nedeniyle endotelde hapsolmasıCevap
  2. B
    Seruloplazmin sentezinin karaciğerde durması nedeniyle bakırın beyin dokusuna taşınması için gerekli olan ferroksidaz aktivitesinin sağlanamaması
  3. C
    Beyin dokusunda bakırı tutan ve nöronal sağkalımı sağlayan ATP7BATP7B izoformunun aşırı ekspresyonu sonucu bakırın hızla beyin omurilik sıvısına pompalanması
  4. D
    İntravenöz yolla verilen bakırın, plazmadaki metallotiyoneinlere aşırı bağlanarak kan-beyin bariyerini geçemeyecek kadar büyük kompleksler oluşturması
  5. E
    Nöronal hücre membranlarında bulunan CTR1CTR1 reseptörlerinin genetik olarak down-regüle olması nedeniyle bakırın hücre içine alınamaması

Cevap

Menkes hastalığında nörolojik tedavinin başarısız olma nedeni, bakırın kan-beyin bariyeri endotelinden beyin parankimine geçişini sağlayan ATP7A proteininin fonksiyon kaybı sonucu bakırın endotel hücrelerinde hapsolmasıdır.
Menkes hastalığında mutasyona uğrayan ATP7AATP7A geni, bakırın hücre dışına salınımını (efflux) sağlayan bir PP-tipi ATPATP azı kodlar. Bu protein intestinal enterositlerin bazolateral membranında bulunduğu gibi, kan-beyin bariyerini oluşturan vasküler endotel hücrelerinin abluminal (beyne bakan) yüzeyinde de bulunur. ATP7AATP7A fonksiyonu olmadığında, bakır endotel hücrelerine girebilir (CTR1CTR1 aracılığıyla) ancak beyin dokusuna pompalanamaz. Bu durum bakırın endotel hücrelerinde birikerek hapsolmasına ve kan düzeyleri normale çekilse dahi beyin parankiminin şiddetli bakır eksikliği yaşamasına neden olur.

Adım Adım Çözüm

1
ATP7AATP7A proteininin doku dağılımını analiz etme
ATP7AATP7A karaciğer dışındaki çoğu dokuda (barsak epiteli, kan-beyin bariyeri endoteli vb.) eksprese edilir.
Menkes hastalığındaki multisistemik bulguları anlamak için proteinin nerede görev yaptığını bilmek gerekir.
2
Kan-beyin bariyerindeki (KBB) transport mekanizmasını inceleme
Bakır, CTR1CTR1 ile endotel hücresine girer; beyin parankimine (abluminal yüzey) çıkışı ise ATP7AATP7A aracılığıyla olur.
Parenteral (damar içi) verilen bakırın neden beyne ulaşamadığını açıklayan kritik nokta endotel bariyeridir.
3
Menkes mutasyonunun KBB üzerindeki etkisini değerlendirme
ATP7AATP7A çalışmadığında, endotel hücresine giren bakır beyin parankimine pompalanamaz ve hücre içinde birikir.
Bu 'hücresel hapsolma' (trapping) fenomeni, plazma bakır düzeyleri normale dönse bile beyin parankiminin bakır eksikliğinde kalmasına yol açar.
4
Nörolojik hasarın biyokimyasal kökenini bağlama
Bakır eksikliği; sitokrom c oksidaz (enerji), dopamin beta-hidroksilaz (katekolamin) ve PAM (nöropeptid) gibi enzimlerin aktivitesini bozar.
Tedavinin neden nörolojik yıkımı durduramadığı bu taşıma defektiyle kesinleşir.

Anahtar Kavram

ATP7A proteininin kan-beyin bariyeri endotelindeki 'pompa' görevi ve eksikliğinde gelişen hücresel bakır hapsolması.

İpuçları

1
ATP7AATP7A proteini sadece barsaklarda değil, vücudun pek çok bariyer dokusunda bakırı hücre dışına pompalamakla görevlidir.
2
Kan-beyin bariyerinde bakırın kandan endotel hücresine girişi normaldir, ancak endotelden beyin tarafına çıkışı bir pompa gerektirir.
3
Parenteral tedaviyle plazma bakırı yükselse de, kan-beyin bariyerindeki endotel hücreleri bakırı beyne aktarmak yerine kendi içinde hapseder.

Daha Fazla Pratik

Menkes hastalığında bakır eksikliğine bağlı olarak dopamin beta-hidroksilaz enzim aktivitesinin azalması sonucu oluşan katekolamin profilindeki (Dopamin/Norepinefrin oranı) değişiklikleri inceleyiniz.
Tahmini Süre:3m 0s
Bu soruyu puanla