銅是生活中常見(jiàn)的金屬,同時(shí)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(jī)復(fù)合物存在,很多是金屬蛋白,以酶的形式起著功能作用。每個(gè)含銅蛋白的酶都具備它特有的生理生化作用,這些酶對(duì)生命過(guò)程都是至關(guān)重要的。
早在18世紀(jì),銅已被證明為血液的正常成分。自19世紀(jì)至今,銅元素被人類研究發(fā)掘出越來(lái)越多的特性與功能,特別是近些年來(lái)發(fā)現(xiàn),機(jī)體很多蛋白質(zhì)和酶都含有銅。1928年,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),大鼠貧血只有在補(bǔ)鐵同時(shí)補(bǔ)充銅才能得到糾正,得出銅是哺乳動(dòng)物的必需元素的結(jié)論。而現(xiàn)在,科學(xué)家們又把目光研究集中在過(guò)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(duì)嬰兒生長(zhǎng),造血功能,促進(jìn)骨骼強(qiáng)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(guò)程中,銅參與了鐵的代謝和紅細(xì)胞生成。在肝臟合成的銅藍(lán)蛋白,可催化二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵,協(xié)助運(yùn)鐵蛋白生成、鐵的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn),從而促進(jìn)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(xì)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(jìn)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(jìn)結(jié)締組織中膠原蛋白和彈性蛋白的交聯(lián),形成強(qiáng)壯、柔軟的結(jié)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(jié)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(hù)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(bào)道缺銅可致腦萎縮,神經(jīng)元減少,精神發(fā)育停滯和運(yùn)動(dòng)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(jìn)正常黑色素形成及維護(hù)毛發(fā)正常結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)化來(lái)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(huì)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(hù)毛發(fā)正常結(jié)構(gòu)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(hù)機(jī)體細(xì)胞免受超氧陰離子的損傷在機(jī)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(guò)氧化氫,從而保護(hù)細(xì)胞免受超氧離子引起的損傷。
銅對(duì)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(dòng)物可使血中膽固醇水平升高,但過(guò)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(duì)某些用常規(guī)療法無(wú)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(guò)量
日常膳食即可滿足人體對(duì)銅的需要,一般不會(huì)缺乏。人體銅缺乏最早報(bào)告是在1964年,發(fā)生于蛋白質(zhì)和能量營(yíng)養(yǎng)不良嬰兒恢復(fù)期。臨床上銅缺乏很少見(jiàn),銅缺乏常常與其他營(yíng)養(yǎng)素缺乏同時(shí)存在,且癥狀較輕。但需要注意早產(chǎn)兒、長(zhǎng)期腹瀉、長(zhǎng)期完全腸外營(yíng)養(yǎng)及銅代謝障礙等情況。機(jī)體缺銅可引起不同程度的貧血,白細(xì)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(guò)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(zhǎng)時(shí)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(yán)重腹瀉等癥狀,嚴(yán)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(zhǎng)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(jiàn),但近年來(lái)有報(bào)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(guò)量在體內(nèi)產(chǎn)生氧化應(yīng)激有關(guān)。
銅的食物來(lái)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(jiān)果類都是銅的良好來(lái)源,其次是動(dòng)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(zhǎng)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。
