Церулоплазмин человека (α₂-гликопротеин плазмы крови) – единственная оксидаза млекопитающих, имеющая голубой цвет. Этот фермент образован одной полипептидной цепью с установленной первичной структурой (1046 аминокислотных остатков), имеет молекулярную массу 132 000 датьтон и содержит 6 атомов меди трех различных типов и четыре цепочки олигосахаридов, построенных из остатков гексозамина и сиаловой кислоты. Церулоплазмин – мультифункционапьный белок, обладающий активностью ферроксидазы, аминоксидазы и частично супероксидлисмутазы, участвующий в гомеостазе меди, играющий роль реактанта острой фазы в воспалительных процессах и защищающий липидные мембраны от перекисного окисления.

Ключевую роль в обмене меди играет печень. Поступая в гепатоциты через систему воротной вены, первоначатьно медь связывается металлотионеином печени. Синтез металлотионеина регулируется содержанием цинка и меди в печени на уровне транскрипции мРНК. Этот белок выполняет функции детоксикации меди и ее внутриклеточного транспорта. Повышение содержания меди может привести к амплификации генов металлотионеина и резкому повышению его синтеза.

Медь, первоначально связанная метатлотионеином, в дальнейшем включается в церулоплазмин, другие медьсодержащие ферменты и компоненты желчи. Наряду с функциями оксидазы церулоплазмин также выполняет роль транспортного белка, переносящего медь на тканевые ферменты, в первую очередь, на цитохромоксидазу. Важную роль в гомеостазе меди играют лизосомы гепатоцитов, удаляющие комплекс медь-тионеин из цитоплазмы. Последний превращается в них в водонерастворимую полимерную форму. Лизосомы захватывают частично десиатированный церулоплазмин, который подвергается глубокому протеолизу и затем выводится из гепатоцитов в желчные протоки. Однако большая часть асиалоцерулоплазмина (∼70%) поступает в желчь, минуя лизосомы. Кроме того, часть интактного церулоплазмина может поступать в желчь непосредственно из печеночных кровеносных сосудов через синусоиды между печеночными балками.

Церулоплазмин, утративший сиаловую кислоту, немедленно узнается галактозоспецифическим рецептором гепатоцита и поступает внутрь клетки в результате эндоцитоза. Интересно, что рецепторы для церулоплазмина присутствуют и в клетках других тканей, например в миоцитах и эритроцитах (специфический рецепторный белок с молекулярной массой 60 000 дальтон). Связанный этим рецептором церулоплазмин обеспечивает значительную устойчивость эритроцитов к гемолизу.

Содержимое лизосом после частичного протеолиза высвобождается в желчные протоки, прилегающие к гепатоциту, и выводится наружу. Считается, что комплекс медь-металлотионеин с трудом поддается действию протеолитических ферментов. Первоначально медь в желчных протоках находится в составе низкомолекулярных соединений – комплексов с аминокислотами и желчными кислотами. По мере продвижения в желчных ходах она образует соединение с высокомолекулярными белками или конъюгатами билирубина, недоступными для обратного всасывания.

Для гомеостаза меди существенное значение имеет скорость биосинтеза металлотионеина. Чем больше синтезируется белка, тем больше меди накапливается в клетке. Нарушение регуляции синтеза металлотионеина, ведущее к накоплению избытка меди в печени, происходит в первую очередь при БВК, а также под воздействием токсичных веществ, вызывающих дерепрессию тионеиновых генов. К появлению избытка меди приводят также нарушения выделительной функции лизосом в результате дефектов мембран или цитоскелета. Следует отметить, что любая задержка выделения этого микроэлемента из клетки приводит к индукции биосинтеза металлотионеина, образуя порочный круг. Медь повреждает мембраны и цитоскелет, что, в свою очередь, сопровождается дальнейшим ее накоплением в клетке.

Синтез церулоплазмина происходит на рибосомах печени, осуществляющей по меньшей мере три процесса метаболизма меди в органанизме: синтез церулоплазмина, депонирование меди в составе металлотионеина и ее превращение в недиализируемую форму, выделяемую через желчь. Эти процессы происходят в пространственно разобщенных компартментах (отсеках) ткани печени, причем между первым и вторым компартментом происходит непрерывный обмен «рыхло» связанной меди. Ежедневно в организме человека примерно 0,5 мг меди включается в состав церулоплазмина и выделяется с желчью в виде трудно диализируемого соединения, почти не подвергающегося обратному всасыванию.

Содержание меди в плазме регулируется нейрогуморальными механизмами. Отмечено повышение концентрации меди в крови при гипертиреозе и ее снижение при гипофункции щитовидной железы. При физиологическом повышении содержания эстрогенов в крови (например, при беременности или использовании препаратов с эстрогенным действием) уровень меди в крови растет, что связано с индукцией синтеза церулоплазмина. Болевое раздражение, стрессы и инфекционные заболевания также вызывают повышение содержания в крови меди и церулоплазмина. Усвоение и обмен меди тесно связаны с содержанием в пище других макро- и микроэлементов, например молибдена, марганца, цинка, свинца, стронция, кадмия, серебра и др.