Недостатність міді у людини позначається на енергетичному обміні. Дефіцит якого ферменту зумовлює цей процес?

Чому це правильна відповідь

Мідь є есенціальним мікроелементом, що входить до складу активних центрів кількох ферментів, найважливішим з яких для енергетичного обміну є цитохром-c-оксидаза (комплекс IV дихального ланцюга мітохондрій). Цей фермент містить два атоми міді (CuA і CuB) у складі гему a та гему a3, а також два геми a, і каталізує кінцеву реакцію перенесення електронів: 4 цитохром c (Fe²⁺) + O₂ + 4H⁺ → 4 цитохром c (Fe³⁺) + 2H₂O, локалізуючись на внутрішній мембрані мітохондрій усіх аеробних тканин. Мідь необхідна для правильної збірки комплексу та його редокс-перетворень, оскільки CuA приймає електрони від цитохрому c, а CuB разом з гемом a3 утворює бінuclearний центр, де відбувається відновлення кисню до води. При дефіциті міді порушується біогенез цитохромоксидази, знижується її активність, блокується перенесення електронів від комплексу III до кисню, накопичуються відновлені переносники (убіхінон, цитохром c) і різко падає синтез АТФ за рахунок окисного фосфорилювання. Регуляція активності цитохромоксидази відбувається на рівні експресії субодиниць (індукція гіпоксією через HIF-1), алостеричної модуляції АТФ/АДФ та фосфорилювання кіназами, але при дефіциті міді основним є порушення асиміляції міді хаперонами (COX17, SCO1, SCO2), що призводить до деградації незібраного комплексу. Клінічно дефіцит міді (спадковий, як при хворобі Менкеса, або набутий при мальабсорбції чи надмірному введенні цинку) проявляється м’язовою слабкістю, гіпотонією, лактацидозом, гіпоглікемією, неврологічними розладами та кардіоміопатією через енергетичний дефіцит у тканинах з високим споживанням кисню (мозок, м’язи, серце). Лактацидоз виникає внаслідок блокади аеробного окиснення пірувату та накопичення НАДН, що зсуває рівновагу лактатдегідрогенази в бік лактату. Саме цитохромоксидаза є правильним варіантом, оскільки вона безпосередньо залежить від міді як кофактора і є кінцевим етапом дихального ланцюга, порушення якого критично знижує ефективність окисного фосфорилювання та продукцію АТФ; ключова біохімічна ознака — редокс-роль міді в бінuclearному центрі комплексу IV внутрішньої мембрани мітохондрій, що відрізняє її від інших ферментів, які або не містять міді (сукцинатдегідрогеназа, лактатдегідрогеназа), або використовують інші кофактори (біотин у піруваткарбоксилазі, марганець в аргіназі).