دورة النحاس ومرض ويلسون: فهم عميق للعلاقة البيوكيميائية والمرضية

مقدمة

النحاس عنصر نزر ضروري للحياة، يلعب دورًا حيويًا في العديد من التفاعلات الإنزيمية والعمليات البيولوجية. تحتاجه الخلايا البشرية بكميات ضئيلة لتفعيل إنزيمات أساسية مثل السيتوكروم سي أوكسيداز، وديسموتاز الفائق للأكسيد (SOD)، وإنزيمات أخرى تلعب أدوارًا في التنفس الخلوي، ومحاربة الجذور الحرة، وإنتاج الميلانين، وتكوين النسيج الضام، وتطور الدماغ. ورغم أهمية النحاس، فإن تراكمه الزائد داخل الجسم، نتيجة خلل في توازنه الحيوي، يمكن أن يؤدي إلى أمراض خطيرة، لعل أبرزها هو مرض ويلسون (Wilson’s disease)، اضطراب وراثي نادر يسبب خللاً في استقلاب النحاس، مما يؤدي إلى تراكمه السمي في الكبد، والدماغ، وأعضاء أخرى.

في هذا المقال، سيتم تناول دورة النحاس الطبيعية في الجسم، والآليات البيوكيميائية المتحكمة فيها، وتوضيح كيفية حدوث الاضطراب في هذه الدورة في حالة مرض ويلسون، مع عرض للمظاهر السريرية، وآليات التشخيص، والاستراتيجيات العلاجية المعتمدة، ودور الوراثة الجزيئية في تفسير الظاهرة.

أولاً: دورة النحاس الطبيعية في الجسم

امتصاص النحاس

يبدأ تنظيم النحاس من خلال امتصاصه من الطعام. يوجد النحاس بشكل طبيعي في العديد من الأطعمة مثل الكبد، المحار، المكسرات، الحبوب الكاملة، الشوكولاتة الداكنة، والبقوليات. يدخل النحاس الجسم من خلال الأمعاء الدقيقة، تحديدًا الجزء العلوي من العفج والصائم، حيث يُمتص على شكل أيونات نحاسية (+Cu²). ويُقدّر أن الجسم يمتص حوالي 30-50٪ من النحاس الغذائي المتناول يوميًا.

يتم نقل النحاس عبر الخلايا المعوية باستخدام بروتينات ناقلة خاصة، أهمها بروتين CTR1 (Copper Transporter 1)، الذي يعمل على نقل أيونات النحاس إلى داخل الخلايا.

النقل داخل الجسم

بعد امتصاصه، يُنقل النحاس عبر الدم إلى الكبد، ويُرتبط ببروتين ناقل يُعرف باسم ألبومين أو ألفا-2 ماكروغلوبولين. في الكبد، يتم إدخال النحاس إلى الخلايا الكبدية، حيث يُخزن أو يُجهز للإفراز إلى البلازما من خلال بروتين ناقل نوعي يعرف باسم ATP7B، وهو ناقل غشائي يعتمد على الطاقة.

وظيفة البروتين ATP7B

يلعب البروتين ATP7B دورًا محوريًا في تنظيم مستويات النحاس في الكبد. إذ يقوم بأمرين أساسيين:

1. تحميل النحاس إلى السيرولوبلازمين (Ceruloplasmin): وهو البروتين الرئيسي الناقل للنحاس في البلازما.

2. إفراز النحاس الزائد إلى العصارة الصفراوية (Bile): حيث يتم التخلص منه عبر البراز.

أي خلل في وظيفة ATP7B يؤدي إلى احتباس النحاس داخل الخلايا الكبدية، مما يؤدي إلى التسمم التدريجي الذي يُعتبر السمة المميزة لمرض ويلسون.

ثانيًا: مرض ويلسون – اضطراب في استقلاب النحاس

التعريف

مرض ويلسون هو اضطراب وراثي جسمي متنحي ناتج عن طفرات في جين ATP7B الموجود على الكروموسوم 13. يؤدي هذا الخلل الجيني إلى فقدان القدرة على إفراز النحاس الزائد إلى العصارة الصفراوية، وكذلك ضعف تحميله إلى السيرولوبلازمين، مما يؤدي إلى تراكم النحاس بشكل سام داخل الأنسجة الحيوية، وأبرزها الكبد والدماغ.

الوبائيات

• يصيب المرض نحو 1 من كل 30,000 شخص.

• معدل الحاملين للطفرة الجينية يبلغ نحو 1 من كل 90 شخصًا.

• يُشخّص عادة بين سن 5 إلى 35 عامًا، لكن قد يظهر في سن مبكر جدًا أو متأخر.

ثالثًا: الآليات المرضية لتراكم النحاس

عند غياب أو اختلال وظيفة ATP7B، لا يتمكن الكبد من التخلص من النحاس الزائد. يتراكم النحاس بداية داخل الخلايا الكبدية، حيث يؤدي إلى:

• إجهاد أكسدي: بفعل تفاعله مع الهيدروجين بيروكسيد وتوليد الجذور الحرة.

• تلف الميتوكوندريا: مما يؤثر على التنفس الخلوي وإنتاج الطاقة.

• تنشيط آليات الالتهاب والموت الخلوي (Apoptosis).

مع استمرار التراكم، يفشل الكبد في احتواء النحاس، فينتشر إلى الدم ويتراكم في أنسجة أخرى مثل:

• الدماغ: خاصة العقد القاعدية، ما يؤدي إلى أعراض عصبية ونفسية.

• القرنية: حيث يتراكم النحاس في محيط العين مُسببًا “حلقة كايزر-فلايشر”.

• الكلى، القلب، البنكرياس، المفاصل: مؤدية إلى مظاهر جهازية متعددة.

رابعًا: الأعراض السريرية لمرض ويلسون

الأعراض الكبدية

تعد أولى المظاهر، وتظهر غالبًا في مرحلة الطفولة أو المراهقة:

• تضخم الكبد أو الطحال

• يرقان

• ارتفاع إنزيمات الكبد

• التهاب كبد مزمن

• تشمع الكبد أو فشل كبدي حاد

الأعراض العصبية والنفسية

تبدأ عادة في سن البلوغ:

• رعاش اليدين

• تيبس العضلات

• اضطرابات المشي والتوازن

• صعوبة في الكلام أو البلع

• تغيرات سلوكية: الاكتئاب، العدوانية، اللامبالاة

• الذهان في بعض الحالات

علامات أخرى

• حلقة كايزر-فلايشر: لون نحاسي في محيط القرنية، يظهر في أكثر من 95% من المرضى.

• فقر دم انحلالي

• قصور كلوي

• مشاكل قلبية: مثل اضطراب نظم القلب

خامسًا: التشخيص

الفحوصات المخبرية

الفحوصات الشعاعية

• تصوير بالرنين المغناطيسي للدماغ: يوضح ضمور العقد القاعدية أو مناطق فرط كثافة تشير إلى التراكم النحاسي.

• فحص القرنية: بواسطة مصباح الشق للكشف عن حلقة كايزر-فلايشر.

سادسًا: العلاج

العلاج الدوائي

1. العوامل المخلبية للنحاس (Chelating Agents):

   • D-Penicillamine: أكثر العلاجات استخدامًا، يحفّز إخراج النحاس عبر البول.

   • Trientine: بديل للمرضى الذين لا يتحملون البنسيلامين.

2. عوامل تمنع امتصاص النحاس:

   • زنك (كبريتات الزنك): يُعطى كعلاج صيانة، يُقلل من امتصاص النحاس في الأمعاء.

3. مضادات الأكسدة: في بعض الحالات، للحد من الضرر التأكسدي الناتج عن النحاس.

زرع الكبد

يُعتبر خيارًا في الحالات المتقدمة التي تعاني من فشل كبدي حاد أو تشمع متقدم غير مستجيب للعلاج الدوائي.

سابعًا: المتابعة والرعاية طويلة الأمد

مرضى ويلسون يحتاجون إلى متابعة مدى الحياة لتقييم:

• مستويات النحاس في البول والدم

• وظائف الكبد

• التزام المريض بالأدوية

• التقييم العصبي والنفسي المستمر

كما يجب توعية المريض باتباع نظام غذائي منخفض بالنحاس، وتجنب الأطعمة الغنية به مثل الكبد، المحار، المكسرات، والشوكولاتة.

ثامنًا: علم الوراثة الجزيئي ودوره في الفهم العلاجي

يوجد أكثر من 500 طفرة مختلفة في جين ATP7B، مما يجعل التنوع الجيني لمرض ويلسون كبيرًا. تختلف أنماط الطفرات بين الشعوب، وتُعد H1069Q من أكثر الطفرات شيوعًا في أوروبا الشرقية، في حين تختلف الطفرات المنتشرة في شرق آسيا والعالم العربي.

يمكّن التحليل الجيني العائلي من:

• تشخيص المرضى في المراحل المبكرة قبل ظهور الأعراض.

• فحص الأقارب للتأكد من حالتهم الجينية.

• تحديد الحاملين للمرض في إطار الاستشارات الوراثية.

تاسعًا: آفاق البحث المستقبلية

يُجرى حاليًا العديد من الأبحاث في مجالات العلاج الجيني واستهداف الآليات الجزيئية لتنظيم النحاس. تشمل هذه الأبحاث:

• تطوير ناقلات فيروسية لإيصال نسخة سليمة من ATP7B إلى الكبد.

• استخدام الجزيئات الصغيرة المعدلة لزيادة إفراز النحاس.

• تحسين فعالية الأدوية المخلبية من خلال استهدافها بشكل دقيق للخلايا المصابة.

خاتمة

مرض ويلسون يمثل نموذجًا معقدًا وفريدًا لكيفية اختلال دورة عنصر نزر مثل النحاس في الجسم، وتأثير ذلك على الصحة العامة. من خلال فهم دورة النحاس الطبيعية، والخلل الجيني الكامن في مرض ويلسون، يمكن التوصل إلى طرق فعالة في التشخيص المبكر والعلاج المستمر، مما يقلل من معدلات المضاعفات ويحسن نوعية الحياة للمصابين. كما يعكس هذا المرض أهمية الطب الجزيئي والوراثي في الكشف المبكر للأمراض الوراثية النادرة ووضع استراتيجيات علاجية فعالة لها.

المراجع:

1. Roberts, EA & Schilsky, ML. Diagnosis and treatment of Wilson disease: An update. Hepatology, 2008.

2. Ala, A., Walker, A.P., Ashkan, K., Dooley, J.S., & Schilsky, M.L. Wilson’s disease. The Lancet, 2007.