銅是生活中常見的金屬,同時也是人體必需的微量元素之一。
人體總含銅量約為100~150毫克,其中50%~70%在肌肉和骨骼,20%在肝臟,5%~10%在血液。銅廣泛分布于生物組織中,大部分以有機復合物存在,很多是金屬蛋白,以酶的形式起著功能作用。每個含銅蛋白的酶都具備它特有的生理生化作用,這些酶對生命過程都是至關重要的。
早在18世紀,銅已被證明為血液的正常成分。自19世紀至今,銅元素被人類研究發(fā)掘出越來越多的特性與功能,特別是近些年來發(fā)現(xiàn),機體很多蛋白質(zhì)和酶都含有銅。1928年,科學家們發(fā)現(xiàn),大鼠貧血只有在補鐵同時補充銅才能得到糾正,得出銅是哺乳動物的必需元素的結論。而現(xiàn)在,科學家們又把目光研究集中在過量銅可能給人體造成的危害上了。
銅的生理功能
銅的功能是多方面的,它對嬰兒生長,造血功能,促進骨骼強度,腦的發(fā)育,以及在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心臟、肝臟、免疫系統(tǒng),葡萄糖和膽固醇代謝中都起著一定的作用。
維持正常造血功能在造血過程中,銅參與了鐵的代謝和紅細胞生成。在肝臟合成的銅藍蛋白,可催化二價鐵氧化成三價鐵,協(xié)助運鐵蛋白生成、鐵的吸收和轉運,從而促進血紅素和血紅蛋白的合成。缺銅可產(chǎn)生壽命短的異常紅細胞,并使鐵離子不能與原卟啉合成血紅素,引起缺鐵性貧血。
促進骨骼、血管和皮膚健康在人體的骨骼、皮膚和血管中,含銅的賴酰氧化酶能促進結締組織中膠原蛋白和彈性蛋白的交聯(lián),形成強壯、柔軟的結締組織。因此,它在皮膚和骨骼的形成、骨礦化、心臟和血管系統(tǒng)的結締組織完善中起著重要作用。銅缺乏可使該酶活性降低而影響上述交聯(lián)形成,引起骨骼脆性增加,血管和皮膚彈性下降等。
維護中樞神經(jīng)系統(tǒng)的健康銅在神經(jīng)系統(tǒng)中起著多種作用。神經(jīng)髓鞘的形成和神經(jīng)遞質(zhì)兒茶酚胺的生物合成均需要各種含銅酶的參與。已有報道缺銅可致腦萎縮,神經(jīng)元減少,精神發(fā)育停滯和運動障礙等。銅在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的一些遺傳性和偶發(fā)性神經(jīng)紊亂的發(fā)病中有著重要作用。
促進正常黑色素形成及維護毛發(fā)正常結構人體皮膚、毛發(fā)和眼睛中的黑色素,是由酪氨酸在酪氨酸酶的催化下形成多巴而轉化來的,銅正是這種酶的重要組成成分。如果缺銅,或先天性缺乏酪氨酸酶,不能合成黑色素,就會引起毛發(fā)脫色,成為白化病。此外另一種含銅酶還具有維護毛發(fā)正常結構及防止其角化的作用,如銅缺乏則出現(xiàn)具有銅絲樣頭發(fā)的卷發(fā)癥,稱為Menke’S病。
保護機體細胞免受超氧陰離子的損傷在機體多種含銅酶中有三種以上具有抗氧化作用,其中比較熟知的是超氧化物歧化酶(SOD),SOD是體內(nèi)重要的清除超氧陰離子的酶,而銅為該酶的活性中心,它催化超氧離子成為氧和過氧化氫,從而保護細胞免受超氧離子引起的損傷。
銅對免疫功能、激素分泌及脂質(zhì)和糖代謝也有一定影響。缺銅動物可使血中膽固醇水平升高,但過量銅又能引起脂質(zhì)代謝紊亂。在血糖調(diào)節(jié)方面。缺銅后葡萄糖耐量降低,對某些用常規(guī)療法無效的糖尿病患者,給以小劑量銅離子治療,常可使病情明顯改善,血糖降低。
銅的缺乏和過量
日常膳食即可滿足人體對銅的需要,一般不會缺乏。人體銅缺乏最早報告是在1964年,發(fā)生于蛋白質(zhì)和能量營養(yǎng)不良嬰兒恢復期。臨床上銅缺乏很少見,銅缺乏常常與其他營養(yǎng)素缺乏同時存在,且癥狀較輕。但需要注意早產(chǎn)兒、長期腹瀉、長期完全腸外營養(yǎng)及銅代謝障礙等情況。機體缺銅可引起不同程度的貧血,白細胞減少,心律不齊、神經(jīng)變性、膽固醇升高、皮膚毛發(fā)脫色、骨質(zhì)疏松等癥狀。
過量攝入銅可引起急、慢性中毒。多為誤食大量銅鹽或食用與銅容器或銅管長時間接觸的食物或飲料引起的急性中毒,表現(xiàn)為口中有金屬味、惡心、嘔吐、上腹疼痛及嚴重腹瀉等癥狀,嚴重者可引起溶血性貧血、肝衰竭、腎衰竭、休克、昏迷甚至死亡。慢性中毒可發(fā)生于用銅管做血液透析的病人或長期接觸銅塵、銅煙的工作者,經(jīng)口攝入引起慢性中毒很少見,但近年來有報道老年癡呆、巴金氏病等多種中樞系統(tǒng)變性疾病的發(fā)生可能與銅過量在體內(nèi)產(chǎn)生氧化應激有關。
銅的食物來源
銅廣泛存在于各種食物中,其中牡蠣含量最高。貝類海產(chǎn)品、堅果類都是銅的良好來源,其次是動物肝臟、腎臟及谷類胚芽部分,豆類等次之。植物性食物含銅量取決于生長土壤中銅的水平和加工方法。如花生的銅吸收率為41%,煮熟后上升為50%。一般奶類和蔬菜的含銅量較低。通常成人每天可從膳食中獲取約2.0毫克的銅,基本上能滿足人體生理需要。
