Медь Р.Боргаччи

какие

Что такое медь?

Медь («медь» на английском языке) представляет собой химический элемент с символом Cu (от латинского «cuprum») и атомным номером 29.

Подобно железу и цинку, медь также является микроэлементом, необходимым для всех высших живых организмов - то же самое нельзя сказать о микроорганизмах. Прежде всего, это подразумевается в реакциях окисления-восстановления и в синтезе белка, например, для производства определенных ферментов, в организме человека. Он играет фундаментальную роль в формировании биологического дыхательного катализатора цитохром С-оксидазы - также известного как комплекс IV, ЕС 1.9.3.1. Тело взрослого человека содержит 1, 4-2, 1 миллиграмма меди на килограмм веса, а самые богатые ткани - печеночная, мышечная и костная паренхима.

Знаете ли вы, что ...

У моллюсков и ракообразных медь является составной частью гемоцианина пигмента крови; в этих организмах он выполняет ту же функцию, что и железо, для человеческого гемоглобина и многих других позвоночных.

Потребность меди в питании для нашего организма объективно умеренная, и это не тот фактор питания, который обычно легко получить при дефиците; его дефицит более вероятен, когда связан с общими картинами недоедания. Среди самых богатых продуктов из меди мы отмечаем: субпродукты, моллюски, ракообразные, семена масличных культур и зародыши крахмалистых семян. На всасывание - в кишечнике - влияет не только его присутствие в пище, но и общий состав блюд - например, на возможное присутствие большого количества железа, цинка или хелатирующих агентов, не содержащих питательных веществ. На его метаболизм могут влиять наследственные заболевания даже серьезного субъекта.

Биологическая роль

Биологическая роль меди

Биологическая роль меди началась с появления кислорода в земной атмосфере. Медь является важным микроэлементом как в животном, так и в растительном царстве, но не в бактериях и вирусах.

В природе медь - это в основном белки, такие как ферменты и транспортеры, которые играют разные роли в катализе и переносе биологических или кислородных электронов - процессов, в которых используется легкое взаимопревращение меди типов I и II - Cu (I) и Cu (II),

Медь необходима для аэробного дыхания всех эукариотических клеток. В митохондриях он обнаружен в ферменте цитохромоксидазе, последнем белке окислительного фосфорилирования, который связывает O2 между ионом меди и железа, перенося 8 электронов в молекулу O2 и, таким образом, восстанавливая его, для последующей связи с водород, с двумя молекулами воды.

Медь также содержится во многих супероксиддисмутазных ферментах, белках, которые катализируют разложение супероксидов, превращая их путем дисмутации в кислород и перекись водорода.

углубление

Реакция фермента супероксиддисмутазы выглядит следующим образом:

Cu2 + -SOD + O2- → Cu + -SOD + O2 (восстановление меди, окисление супероксида)

Cu + -SOD + O2- + 2H + → Cu2 + -SOD + H2O2 (окисление меди, восстановление супероксида)

Белок гемоцианина является переносчиком кислорода у большинства моллюсков и некоторых членистоногих, таких как доисторический ракообразный Limulus polyphemus . Поскольку гемоцианин синего цвета, эти организмы имеют кровь одного цвета, а не красного - вместо этого типичный для нашего гемоглобина на основе железа.

Некоторые медные белки, такие как «голубые медные белки», не взаимодействуют напрямую с субстратами и не являются ферментами . Вместо этого эти полипептиды передают электроны посредством процесса, называемого « переносом электронов ».

метаболизм

Метаболизм меди в организме человека

Медь всасывается в кишечник и кровоток, где связывается с альбумином и транспортируется в печень. После метаболизма в печени он распространяется в другие ткани главным образом благодаря белку церулоплазмина . Последний также несет медь, выделяемую в грудном молоке млекопитающих, и особенно хорошо усваивается. Для получения дополнительной информации см .: Церулоплазмин.

Обычно медь поступает в энтерогепатическую циркуляцию - «рециркуляция» около 5 мг / день - тогда как только 1 мг / день поглощается диетой и изгоняется. При необходимости организм способен устранить избыток через желчь, которая поэтому не будет значительно реабсорбироваться кишечником.

Организм человека содержит медь в количестве около 1, 4-2, 1 мг / кг веса - содержится в основном в печени, мышцах и костях.

диета

Медный источник МОМ

В 2001 году «Институт медицины США» (IOM) обновил оценочные средние потребности (EAR) и рекомендовал рационы питания (рекомендуемые рационы питания - RDA) для меди. Когда недостаточно информации для определения EAR и RDA, например, в отношении новорожденных, используется определенная оценка адекватного потребления (адекватное потребление - AI).

Адекватное потребление меди

AI для меди до одного года соответствует:

200 мкг / день меди для мужчин и женщин 0-6 месяцев
220 мкг / день меди для мужчин и женщин 7-12 месяцев.

Допустимые верхние уровни потребления меди

Что касается уровня безопасности, то при наличии достаточных данных для их установления МОМ также устанавливает допустимые более высокие уровни толерантности (допустимые верхние уровни потребления - UL). В случае меди, UL установлен на 10 мг / день.

Примечание : в совокупности EAR, RDA, IA и UL указываются в качестве эталонных ссылок на диету (Dietary Reference Intakes - DRI).

EFSA источник меди

Европейский орган по безопасности пищевых продуктов (EFSA) называет совокупную серию информации «эталонными значениями питания (DRV)» с эталонным потреблением населения (PRI) вместо RDA и среднего требования (AR) вместо EAR. Для женщин и мужчин в возрасте 18 лет и старше ИА устанавливаются на уровне 1, 3 и 1, 6 мг / день соответственно. AI для беременности и кормления грудью составляет 1, 5 мг / день. Для детей в возрасте от 1 до 17 лет AI увеличивается с возрастом от 0, 7 до 1, 3 мг / день - поэтому они выше, чем RDA США. EFSA установил свой UL на уровне 5 мг / день, что вдвое меньше, чем в Соединенных Штатах.

Медь на этикетке еды в США

В целях маркировки пищевых добавок и диетических продуктов в Соединенных Штатах количество меди в порции выражается в процентах от суточного значения (% дневного значения -% DV).

100% DV составляло 2, 0 мг, но с 27 мая 2016 г. его пересмотрели до 0, 9 мг, чтобы привести его в соответствие с RDA.

питание

Продукты, богатые медью

Среди продуктов, богатых медью, есть как продукты животного, так и растительного происхождения. Типичными примерами являются: печень как пища, почка или почка как пища, устрицы, крабы, омары, какао, грецкие орехи, орехи пекан, арахис, семена подсолнечника и его масло, зародыш кукурузы и его масло, пшеничные или ржаные отруби, бобы, чечевица, какао, шоколад и т. д.

Вторичные источники: мясо, особенно ягненок, и некоторые фрукты, такие как лимоны, яблоки, папайя, кокос и т. Д., Грибы и пивные дрожжи.

Тема лучше разработана на странице «Медь в продуктах питания».

нехватка

Симптомы дефицита меди в питании

Из-за своей роли в облегчении усвоения железа дефицит меди в питании может вызывать симптомы, подобные железодефицитной анемии, с возможностью:

нейтропения
аномалии костей
гипопигментация
снижение роста
увеличение заболеваемости инфекциями
остеопороз
гипертиреоз
нарушения метаболизма глюкозы и холестерина.

Диагностика дефицита меди в питании

Состояние тяжелого дефицита меди можно определить, проверив уровень минералов - или сывороточной меди - церулоплазмина и супероксиддисмутазы в эритроцитах. Примечание : эти параметры не чувствительны к предельному недостатку меди в рационе. В качестве альтернативы можно прибегнуть к анализу активности фермента оксидазы цитохрома с в лейкоцитах и тромбоцитах, но неясно, дают ли результаты этого теста фактически повторяемые результаты.

токсичность

Пищевая медь токсичность

Наблюдая за некоторыми попытками самоубийства, было обнаружено, что чрезмерное количество меди - в форме солей - может вызвать острую токсичность, вероятно, из-за окислительно-восстановительного потенциала и образования активных форм кислорода, вредных для ДНК.

У различных сельскохозяйственных животных, таких как кролик, токсичное количество солей меди эквивалентно 30 мг / кг. Для обеспечения удовлетворительного роста необходимы по меньшей мере 3 ч / млн в день, и 100, 200, 500 ч / млн могут благоприятно влиять на анаболический метаболизм и, следовательно, на скорость роста животных.

У людей, как правило, случаи хронической токсичности маловероятны благодаря транспортным системам, которые регулируют всасывание и выведение минерала.

Тем не менее, аутосомно-рецессивные мутации в белках транспорта меди могут отключить эти системы, что приводит к накоплению меди Уилсона - также в глазах, обычно называемом кольцами Кайзера-Флейшера, - и к циррозу печени у людей, унаследовавших два заболевания. дефектные гены. Для получения дополнительной информации о наркотиках и болезни Вильсона прочитайте также специальную статью.

Чрезмерное содержание меди также связано с ухудшением симптомов болезни Альцгеймера.

Воздействие токсичности меди

В Соединенных Штатах Управление по безопасности и гигиене труда (OSHA) определило допустимый предел воздействия (PEL) для пыли меди и связанных с ним паров на рабочем месте в 1 мг / м3 - средневзвешенное по времени (TWA). Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH) установил рекомендуемый предел воздействия (REL) в 1 мг / м3 TWA. Значение «сразу опасно для жизни и здоровья» (ИДГ) составляет 100 мг / м3.

Медь также является компонентом табачного растения, которое быстро поглощает металлы из окружающей почвы и накапливается в листьях. Что касается курения, в дополнение к токсичным компонентам сгорания, вредность которых широко документирована, также предполагается потенциальная вредная роль этих элементов.

Народная медицина

Медь в народной медицине

Недавно на рынке появилось несколько компрессионных изделий с медной оплеткой. Такая одежда имела бы бесполезные терапевтические показания, сочетая функцию сжатия, предложенную традиционной медициной для лечения некоторых специфических расстройств, с «энергетическим потенциалом» материала, установленного народной медициной.

материал

Свойства и характеристики меди как материала

Как материал он обладает свойствами мягкости, пластичности, чрезвычайной пластичности и высокой теплопроводности и электрической проводимости. Поверхность чистой меди, только что экспонированная, еще не окисленная, имеет красно-оранжевый цвет. Медь используется в качестве проводника тепла и электричества, в качестве строительного материала и в качестве компонента различных сплавов, таких как серебро, используемое в ювелирных изделиях, мельхиор, используемый для изготовления метизов и морских монет, и константан, используемый для тензодатчиков и термопар, используемых для измерение температуры.

углубление

Медь - один из немногих металлов, встречающихся в природе в уже пригодном для использования виде - самородный металл. Это позволило его использовать человеком еще в 8000 г. до н.э. Это был первый металл, расплавленный его минералом (5000 г. до н.э.), первый, который был напечатан (4000 г. до н. другой металл, олово, для создания бронзы (3500 до н.э.).

В прошлом - уже во времена Рима - медь широко добывалась и использовалась для различных целей. Соединения, наиболее часто обнаруживаемые из находок, представляют собой соли меди (медь II или Cu II), которые часто дают синий или зеленый цвет минералам типа: азурит, малахит и бирюза - широко используемые в качестве пигментов. Медь, используемая в зданиях, обычно в качестве покрытия, окисляется, образуя зеленоватую патину. Медь также иногда используется в декоративном искусстве, как в его элементарной металлической форме, так и в других составах. Различные медные материалы используются в качестве бактериостатических агентов, фунгицидов и консервантов для древесины.

Антибиофоулинг - антиаккумулятор

Медь является биостатическим соединением, то есть не допускает роста бактерий и многих других форм жизни.

Поэтому он является очень эффективным средством против обрастания, и поэтому в прошлом он широко использовался в морском секторе - сначала в чистоте, а затем в сплаве muntz (40% цинка) или медной краске. Медь была необходима для того, чтобы структурировать и покрывать компоненты и поверхности, расположенные ниже ватерлинии - живого корабля лодки, - на котором обычно развиваются водоросли, мидии, грамотрини (зубы собаки), блинчики и т.д.

Благодаря свойству «анти-биоаккумулятор» медные сплавы стали фундаментальными материалами для сшивания в аквакультуре; они также имеют отличные антимикробные, структурные и коррозионные свойства.

Антимикробная медь

Контактные поверхности из антибактериального сплава меди обладают природными свойствами, которые разрушают широкий спектр микроорганизмов, например, E.coli O157: H7, устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA), Staphylococcus, Clostridium difficile, вирус dell Грипп А, аденовирус и различные грибы. Регулярно очищенные сотни медных сплавов убивали более 99, 9% патологических бактерий всего за два часа. «Агентство по охране окружающей среды США» (EPA) одобрило регистрацию этих медных сплавов в качестве «антимикробного материала с пользой для здоровья населения», что позволяет производителям претендовать на преимущества. Кроме того, EPA одобрило длинный список медных антимикробных продуктов, полученных из этих сплавов, таких как поручни, перила, раковины, смесители, дверные ручки, туалетные принадлежности, компьютерные клавиатуры, оборудование для велнес-центров и ручки для тележек. Медные ручки используются в больницах для уменьшения переноса болезнетворных микроорганизмов. Бактерия "болезни легионеров" или "легионеллеза" ( Legionella pneumophila ) подавляется использованием медных трубок в гидравлических системах. Антимикробные изделия из медного сплава устанавливаются в медицинских учреждениях в следующих странах: Великобритания, Ирландия, Япония, Корея, Франция, Дания и Бразилия, а также в транспортной системе метро в Сантьяго, Чили, где - в период с 2011 года. и в 2014 году - перила из меди и цинка будут установлены примерно на 30 станциях.

углубление

Chromobacterium violaceum и Pseudomonas fluorescens могут мобилизовать твердую медь в виде соединения цианида.

библиография

McHenry, Charles, ed. (1992). Новая энциклопедия Британика. 3 (15 изд.). Чикаго: Энциклопедия Британика, Инк. С. 612.
Энциклопедия Britannica, 11-е изд., Вып. 7, стр. 102.
Джонсон, доктор медицинских наук, Ларри Э., изд. (2008). «Медь». Руководство по домашнему здоровью Merck. Merck Sharp & Dohme Corp., дочерняя компания Merck & Co., Inc. Получено 7 апреля 2013 г.
Медь в здоровье человека
Edding, Mario E., Flores, Hector и Miranda, Claudio, (1995), Экспериментальное использование сетки из медно-никелевого сплава в марикультуре. Часть 1: Возможность использования в умеренной зоне; Часть 2: демонстрация использования в холодной зоне; Итоговый отчет для Международной медной ассоциации ООО
Коррозионное поведение медных сплавов, используемых в морской аквакультуре. (PDF). copper.org. Получено 8 ноября 2011 г.
Покрытие Copper Touch Surfaces. Архивировано 23 июля 2012 года в Wayback Machine. Медные сенсорные поверхности. Получено 8 ноября 2011 г.
EPA регистрирует медьсодержащие сплавы, май 2008 г.
Biurrun, Amaya; Кабальеро, Луис; Пелаз, Кармен; Леон, Елена; Гаго, Альберто (1999). «Лечение системы Legionella pneumophila - колонизированная вода с использованием ионизации меди и серебра и непрерывного хлорирования». Инфекционный контроль и госпитальная эпидемиология. 20 (6): 426–428.
Чилийское метро защищено антимикробной медью - Железнодорожные новости из архива 24 июля 2012 года на Wayback Machine. rail.co. Получено 8 ноября 2011 г.
Codelco предоставит антимикробную медь для новых линий метро (Чили) [мертвая ссылка]. Construpages.com.ve. Получено 8 ноября 2011 г.
PR 811 Chilean Subway устанавливает антимикробную медь, заархивированную 23 ноября 2011 года в Wayback Machine. (PDF). antimicrobialcopper.com. Получено 8 ноября 2011 г.
Джеффри Майкл Гэдд (март 2010). «Металлы, минералы и микробы: геомикробиология и биоремедиация». Микробиология. 156 (3): 609–643.
Джеффри Майкл Гэдд (март 2010). «Металлы, минералы и микробы: геомикробиология и биоремедиация». Микробиология. 156 (3): 609–643.
Харбхаджан Сингх (2006-11-17). Микроремедиация: Грибковая биоремедиация. р. 509.
Жилет, Екатерина Е.; Hashemi, Hayaa F.; Кобин, Пол А. (2013). "Глава 13 Металлом меди в эукариотических клетках". В Банчи, Люсия. Металломика и клетка. Ионы металлов в науках о жизни. 12. Спрингер.
"Забавные факты". Подкова краб. Университет штата Делавэр. Получено 13 июля 2008 г.
С. Дж. Липпард, Дж. М. Берг «Принципы биоорганической химии», University Science Books: Mill Valley, CA; 1994.
Decker H. & Terwilliger, N. (2000). «КС и грабители: предполагаемая эволюция кислородсвязывающих белков меди». Журнал экспериментальной биологии. 203 (часть 12): 1777–1782.
Шнайдер, Лиза К.; Wüst, Аня; Помовский, Аня; Чжан Линь; Эйнсл, Оливер (2014). «Глава 8. Нет смеха: извлечение парникового газа монооксидом азота с помощью закиси азота». В Питере М. Х. Кронек; Марта Э. Соса Торрес. Металло-управляемая биогеохимия газообразных соединений в окружающей среде. Металлические ионы в науках о жизни. 14. Спрингер. стр. 177-210.
Денойер, Дельфина; Clatworthy, Sharnel AS; Катер, Майкл А. (2018). "Глава 16. Комплексы меди в лечении рака". В Сигеле, Астрид; Sigel, Helmut; Фрайзингер, Ева; Sigel, Roland KO Metal-Drugs: разработка и действие противораковых агентов. 18. Берлин: де Грюйтер ГмбХ. стр. 469-506.
«Количество меди в нормальном организме человека и другие питательные факты о меди». Получено 3 апреля 2009 г.
Адельштейн, SJ; Vallee, BL (1961). «Медный обмен в человеке». Медицинский журнал Новой Англии. 265 (18): 892–897.
MC Linder; Wooten, L.; Cerveza, P.; Cotton, S.; Шульце Р.; Ломели, Н. (1 мая 1998 г.). "Медный транспорт". Американский журнал клинического питания. 67 (5): 965S - 971S.
Фриден, Э .; Hsieh, HS (1976). «Церулоплазмин: транспортный белок меди с существенной оксидазной активностью». Достижения в энзимологии и смежных областях молекулярной биологии. Достижения в энзимологии и смежных областях молекулярной биологии. 44: 187–236.
СС Персиваль; Harris, ED (1 января 1990 года). «Транспорт меди из церулоплазмина: характеристика механизма клеточного поглощения». Американский журнал физиологии. Клеточная физиология. 258 (1): C140–6.
Диетические эталонные потребления: RDA и AI для витаминов и элементов. Совет по пище и питанию, Институт медицины, National Academies Press, 2011. Получено 18 апреля 2018.
Медь. IN: диетические эталонные дозы витамина А, витамина К, мышьяка, бора, хрома, меди, йода, железа, марганца, молибдена, никеля, кремния, ванадия и меди. Национальная академия печати. 2001, с. 224-257.
«Обзор эталонных значений диеты для населения ЕС, полученных из Панели EFSA по диетическим продуктам, питанию и аллергии» (PDF). 2017.
Допустимые верхние уровни потребления витаминов и минералов (PDF), Европейское управление по безопасности пищевых продуктов, 2006
«Федеральный реестр, 27 мая 2016 г. Маркировка пищевых продуктов: пересмотр этикеток с указанием фактов питания и пищевых добавок. FR стр. 33982» (PDF).
«Изменения в панели« Факты питания »- дата соответствия»
Бонем, Максин; О'Коннор, Жаклин М .; Ханниган, Бернадетт М .; Strain, JJ (2002). «Иммунная система как физиологический показатель маргинального статуса меди?» Британский журнал питания. 87 (5): 393–403.
Ли, Юнбо; Труш, Майкл; Ягер, Джеймс (1994). «Повреждение ДНК, вызванное активными формами кислорода, происходящими в результате медно-зависимого окисления 2-гидроксикатехола эстрадиола». Канцерогенез. 15 (7): 1421–1427.
Гордон, Старкебаум; Джон, М. Харлан (апрель 1986 г.). «Повреждение эндотелиальных клеток, вызванное медным катализатором генерации перекиси водорода из гомоцистеина». J. Clin. Invest. 77 (4): 1370–6.
«Информационный профиль по пестицидам для сульфата меди». Корнельский университет. Получено 10 июля 2008 г.
Хант, Чарльз Э. и Уильям У. Карлтон (1965). «Сердечно-сосудистые поражения, связанные с экспериментальным дефицитом меди у кролика». Журнал питания. 87 (4): 385–394.
Айят М.С.; Марай IFM; Алазаб А.М. (1995). «Медно-белковая пища новозеландских белых кроликов в египетских условиях». Мировая Наука Кролика. 3 (3): 113–118.
Пивовар GJ. Избыток меди, дефицит цинка и потеря познавательной способности при болезни Альцгеймера. Биофакторы (Оксфорд, Англия). Март 2012; 38 (2): 107–113.
«Медь: болезнь Альцгеймера». Examine.com. Получено 21 июня 2015 г.
«Карманный справочник NIOSH по опасным химическим веществам № 0150». Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
Медь OEHHA
Talhout, Reinskje; Шульц, Томас; Флорек, Ева; Ван Бентем, Ян; Вестер, Пит; Opperhuizen, Antoon (2011).
«Опасные соединения в табачном дыме». Международный журнал экологических исследований и общественного здравоохранения. 8 (12): 613–628.
Алиреза Поурхаббаз, Хамидреза Поурхаббаз Исследование токсичных металлов в табаке различных иранских сигаретных марок и связанные с этим проблемы со здоровьем, Иран J Basic Med Sci. 2012 январь-февраль; 15 (1): 636–644.
Дэвид Бернхард, Андреа Россманн и Георг Вик Металс в Cigarette Smoke, IUBMB Life, 57 (12): 805–809, декабрь 2005 г.