Davetli Derleme

Bakır Metabolizması Bozuklukları

10.4274/trs.2023.223787

  • Mehmet Fatih Erbay
  • Nur Betül Karatoprak

Trd Sem 2023;11(1):7-11

Bakır, tüm canlılarda oksidatif metabolizma için hayati öneme sahip, beynin normal gelişimi ve fonksiyonel devamlılığı için gerekli bir elementtir. Vücuttaki homeostazisi hassas olarak korunur. Bu dengenin bozulması nörodejeneratif hastalıklara zemin hazırlamaktadır. Bu hastalıklar için en tipik iki örnek Menkes (MH) ve Wilson hastalıklarıdır (WH). Başka nörodejeneratif hastalıklar da bozulmuş bakır homeostazisi ile ilişkilendirilmekte ancak bu hastalıkların gelişimde bakırın rolü MH ve WH’nin aksine henüz tam olarak anlaşılabilmiş değildir.

Anahtar Kelimeler: Manyetik rezonans görüntüleme, McKinney tutulum paternleri, sitotoksik ödem, toksik lökoensefalopati

GİRİŞ

Bakır, tüm canlılarda oksidatif metabolizma için gereken elzem bir elementtir. İnsanlarda karaciğerde demir ve çinkodan sonra en bol bulunan geçiş metalidir. Beyinde ise bakır, birçok redoks (indirgeyici) tepkimelerinde enzimlerin yapısal bileşeni ve/veya kofaktörü olarak beynin normal gelişimi ve fonksiyonuna katkı sağlar. Bakır bağımlı enzimler enerji ve demir metabolizması, antioksidatif defans, nörotransmitter ve nöropeptid sentezi gibi birçok biyolojik süreçte rol alır. Bakırın indirgeyici yani antioksidan rolü ile aynı zamanda serbest oksijen radikalleri oluşturma potansiyeli arasında ince bir çizgi vardır. Bu nedenle bakırın taşınması, depolanması ve atılması şeklindeki hassas homeostazisinin bozulması beyinde nörodejeneratif hastalıklara zemin hazırlamaktadır [1, 2]. Bu hastalıklar için en tipik iki örnek Menkes (MH) ve Wilson hastalıklarıdır (WH). Bu hastalıklar dışında yine bozulmuş bakır homeostazisi ile ilişkilendirilen nörodejeneratif hastalıklar arasında Alzheimer hastalığı, prion hastalıkları, Parkinson hastalığı ve Huntington hastalığı sayılabilir ancak bu hastalıkların gelişimde bakırın rolü MH ve WH’nin aksine henüz tam olarak anlaşılabilmiş değildir. Bu nedenle bu konu başlığı altında MH ve daha çok WH üzerinde durulacaktır [1].


Menkes Hastalığı

X’e bağlı resesif genetik geçişli, ölümcül olabilen fakat nadir görülen bir bakır metabolizma bozukluğudur. İlk defa 1962’de John Menkes tarafından tanımlanmış olan hastalık, çocukluk döneminde gelişme geriliği, ilerleyici nörolojik bozulma, ilaca dirençli epileptik nöbetler, kıvırcık saç görünümü, iskelet anormallikleri (uzun kemik diafizlerinde fraktürler, kafatasında solucan delikleri görünümü) ve gelişme geriliği ile karakterizedir. Ölümün erken çocukluk döneminde görüldüğü MH’de görülen diğer anormallikler arasında subdural hematomlar, intrakraniyal arterlerde tortiozite, serebrovasküler olaylar sayılabilir. Teşhis klinik, radyolojik ve laboratuvar bulgular yardımıyla konulur. Kandaki düşük bakır ve seruloplazmin seviyeleri tipiktir [3, 4].


Wilson Hastalığı

Hepatolentiküler dejenerasyon adıyla da bilinen WH, otozomal resesif geçişli, başta karaciğer ve beyinde olmak üzere çeşitli dokularda anormal bakır birikimi ile karakterize, konjenital nadir bir bakır metabolizma bozukluğudur. Kesin nedeni bilinmemekle birlikte, 13. kromozomdaki ATP7B genine ait bir mutasyon sonucu gelişir. Bu gen bakırın taşınması ile ilgili bir proteinin ekspresyonunu kodlar. Tanı, çeşitli nörolojik ve hepatik klinik semptomlar varlığında biyokimyasal bakır testleri veya gözlerde kornea çevresindeki Kayser-Fleischer halkalarının izlenmesi ile konulur. Akut yetmezlik veya kronik dekompanse karaciğer hastalığı şeklinde prezente olan bir primer karaciğer hastalığı olduğundan hangi tipte hepatik ensefalopatiye (HE) neden olduğunu söylemek zor olabilir. Beyinde anormal bakır birikiminin de doğrudan nöropsikiyatrik bulguları tetikleyebileceğini hatta HE’nin oluşturduğu tablo ile örtüşebileceğini göz önünde bulundurmak gerekir. Her iki durumu yani nöropsikiyatrik WH ve karaciğer yetmezliği kaynaklı HE’yi birbirinden ayıracak tek bir test bulunmamakla birlikte bunun için iyi bir klinik değerlendirme ve farkındalık gerekir. Dolayısıyla karaciğer yetmezliğine sekonder gelişen her HE’nin aynı zamanda WH açısından araştırılması elzemdir. WH’deki nörolojik bulgulardan, beyinde aşırı artan bakırın neden olduğu doğrudan sinir harabiyeti sorumlu tutulmaktadır. Adölesan ve erişkinlerdeki göze çarpan nörolojik bulguları kanat çırpma şeklinde tremor (en sık), Parkinson benzeri akinetik rijidite, ataksi ve en şiddetlisi olarak distoni şeklinde sıralamak mümkündür. Bunun yanında bilişsel bozulma, depresyon ve psikoz gibi psikiyatrik belirtiler ortaya çıkabilir. Hastaların dörtte birinde psikiyatrik semptomlar ilk başvuru nedeni olabilir. Nörolojik bozukluğun derecesi “Unified Wilson’s Disease Rating Score” ile ölçülür [5-7]. Bazı hastalarda tedaviye rağmen semptomlar devam edip hatta şiddetlenebilmektedir.

Manyetik rezonans görüntüleme (MRG), nörolojik WH’de beynin değerlendirildiği en duyarlı kesitsel yöntemdir. MRG sinyal özellikleri özellikle T1 sekansta değişkendir. Şiddetli hepatik disfonksiyonlu WH’de globus pallidum, putamen ve mezensefalonda T1 hiperintensite görülür. Nörolojik semptomlu hastalarda bazal ganglionlarda ve derin gri cevher yapılarında T1 sinyali bu defa düşer ve T2’de ise hiperintensite izlenir. Putaminal T2 hiperintensite nörolojik tutulumlu WH’de en sık bulgudur. Erken dönemde tutulum alanlarında difüzyon ağırlıklı görüntülemede difüzyon kısıtlılığı izlenebilir (Resim 1) [6, 8, 9]. Beyinde aşırı bakır birikimine rağmen patolojik bulgular bazal ganglionlar, talamus, mezensefalon ve pons ile sınırlıdır. Ancak histopatolojik çalışmalarda atrofi, süngerimsi yumuşama, nöron kaybı ve kavitasyon oluşumu gibi başka bulgulara da rastlanmıştır. WH’nin karakteristik MRG bulguları arasında, T2 ağırlıklı görüntülerde orta beyinde substansiya nigranın lateral kesimleri ve kırmızı nükleusun hipointensitesi, tegmentumun hiperintensitesi ve superior kollikulusların hipointensitesinin oluşturduğu “dev panda yüzü” işareti ve putamenin lateral sınırının T2 hiperintens izlendiği “parlak klastrum” işareti sayılabilir (Resim 2). Ayrıca yine beyin sapında bu defa pons düzeyinde santral tegmental traktların T2 hipointensitesinin gözler, akuaduktun serebri 4. ventrikül açılımının T2 hiperintensitesinin pandanın burun ve ağzı, superior serebellar pedinküllerin de pandanın yanaklarını oluşturduğu “minyatür panda yüzü” işareti de karakteristik görünümler arasında sayılmaktadır. Panda yüzlerinin aynı anda hastada görülmesi tipiktir ve “çift panda işareti”adını alır [8].


Resimler

  1. Scheiber IF, Mercer JF, Dringen R. Metabolism and functions of copper in brain. Prog Neurobiol 2014; 116: 33-57.
  2. Ruiz LM, Libedinsky A, Elorza AA. Role of copper on mitochondrial function and metabolism. Front Mol Biosci 2021; 8: 711227.
  3. Akinseye ON, Yazdani R, Tornow KA, Reeder KN, Clarke RL, Pfeifer CM. Imaging findings of Menkes disease, a radiographic mimic of abusive trauma. Radiol Case Rep 2019; 14: 993-6.
  4. Manara R, D’Agata L, Rocco MC, Cusmai R, Freri E, Pinelli L et al. Menkes Working Group in the Italian Neuroimaging Network for Rare Diseases. Neuroimaging changes in menkes disease, part 1. AJNR Am J Neuroradiol 2017; 38: 1850-7.
  5. Ferenci P, Litwin T, Seniow J, Czlonkowska A. Encephalopathy in Wilson disease: copper toxicity or liver failure? J Clin Exp Hepatol 2015; 5(Suppl 1): 88-5.
  6. Kim TJ, Kim IO, Kim WS, Cheon JE, Moon SG, Kwon JW, et al. MR imaging of the brain in Wilson disease of childhood: findings before and after treatment with clinical correlation. AJNR Am J Neuroradiol 2006; 27: 1373-8.
  7. Zhong W, Huang Z, Tang X. A study of brain MRI characteristics and clinical features in 76 cases of Wilson’s disease. J Clin Neurosci 2019; 59: 167-74.
  8. Panda AK. Classic neuroimaging, the bird’s eye view in Wilson’s disease. BMJ Case Rep 2013; 2013: bcr2013200701.
  9. Sener RN. Diffusion MR imaging changes associated with Wilson disease. AJNR Am J Neuroradiol 2003; 24: 965-7.