Przejdź do zawartości

Wikipedysta:Ciapekkk/brudnopis

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Normalna absorpcja i dystrybucja miedzi. Cu = miedź, CP = ceruloplazmina, zielony = ATP7B transportujące miedź.

Miedź jest pierwiastkiem śladowym o zasadniczym znaczeniu dla istot żywych (ludzi, roślin, zwierząt i mikroorganizmów). U ludzi odpowiada za prawidłowe funkcjonowanie narządów i metabolizmu. Organizm człowieka utrzymuje się w homeostatycznej równowadze, wymaga dostarczania miedzi, a w razie potrzeby eliminuje jej nadwyżkę. Tak jak w przypadku niemal wszystkich składników odżywczych, za dużo lub za mało miedzi w diecie może powodować różne, także niekorzystne zmiany w funkcjonowaniu organizmu.

Zalecane dzienne spożycie miedzi ustalają różne organizacje zdrowia na całym świecie. W wielu państwach zaleca się odmienne dawki dla dorosłych, dzieci, niemowląt i kobiet w ciąży, w zgodzie z aktualnym etapem życia i stanem zdrowia jednostki

Niedobory lub szkodliwość miedzi może mieć podłoże genetyczne lub nie genetyczne. Badania nad chorobami genetycznymi związanymi z miedzią stały się obiektem międzynarodowego zainteresowania. Pojawia się pytanie w jaki sposób ludzki organizm wykorzystuje miedź i czemu jest ona tak ważnym mikroelementem diety. Dotychczas udało się odkryć metodę leczenia genetycznego nadmiaru miedzi. Dzięki temu pacjenci niegdyś zagrożeni śmiercią mogą prowadzić długie i aktywne życie.

Specjaliści na polu mikrobiologii, toksykologii, dietetyki i oceny zagrożenia dla zdrowia wspólnie ustalają precyzyjnie optymalną ilość miedzi w organizmie, unikając niedoboru i nadmiaru. Wyniki tych badań pozwolą ustalić dokładniejsze zalecane dzienne dawki spożycia miedzi i chronić zdrowie publiczne.

Znaczenie dla zdrowia

[edytuj | edytuj kod]

Miedź jest pierwiastkiem śladowym mikroelementem niezbędnym do prawidłowego funkcjonowania roślin, zwierząt i ludzi. Także drobnoustroje tlenowe potrzebują jej do życia.

Miedź wiąże się z różnymi białkami i metaloproteinami pełniącymi rozmaite funkcje metaboliczne; jest mikroskładnikiem niezbędnym do prawidłowego wzrostu, rozwoju i utrzymania kości, tkanki łącznej, mózgu, serca i wielu innych organów. Miedź bierze udział w produkcji erytrocytów, wchłanianiu i metabolizowaniu żelaza, metabolizowaniu cholesterolu i glukozy oraz syntezie i uwalnianiu niezbędnych do życia białek i enzymów. Enzymy te z kolei produkują energię (oddychanie komórkowe), regulują transmisję impulsów nerwowych, krzepnięcie krwi i transport tlenu.

Miedź pobudza układ odpornościowy w zwalczaniu infekcji, naprawia uszkodzone tkanki i pomaga w powrocie do zdrowia. Bierze też udział w zwalczaniu wolnych rodników, grożących poważnym uszkodzeniem komórek.

Rolę miedzi odkryto w 1928 roku, gdy eksperyment na szczurach dowiódł że osobniki karmione mlekiem o obniżonej zawartości miedzi nie potrafiły wyprodukować wystarczającej ilości erytrocytów.[1] Anemię wyleczono podając miedź w pokarmie warzywnym i pochodzenia zwierzęcego.

Ponieważ miedź jest ważnym pierwiastkiem śladowym, jej zalecane dzienne spożycie ustalają różne organizacje zdrowia na całym świecie

Zalecane dawki u płodów, noworodków i dzieci

[edytuj | edytuj kod]

Miedź jest niezbędna do normalnego wzrostu i rozwoju ludzkich płodów, noworodków i dzieci.[2] Podczas trzeciego trymestru ciąży płód gwałtownie gromadzą miedź w wątrobie. W chwili narodzin w organizmie zdrowego noworodka jest czterokrotnie więcej miedzi niż w ciele dorosłego człowieka. Co prawda w ludzkim mleku jest stosunkowo mało miedzi, ale noworodek uwalnia bogate zapasy z wątroby i szybko się rozwija podczas okresu karmienia piersią. Pierwiastek jest zużywany do przeprowadzania funkcji metabolicznych takich jak oddychanie_komórkowe, synteza melaniny i tkanki łącznej, metabolizowanie żelaza, obrona przed wolnymi rodnikami, ekspresja_genów i do normalnego funkcjonowania serca i systemu odpornościowego. W początkowym okresie życia noworodki dysponują specjalnym mechanizmem biochemicznym zarządzającym miedzią w organizmie. Dopiero później wykształca się normalny mechanizm czynny przez resztę życia.[3]

Ostry niedobór miedzi u kobiet w ciąży zwiększa ryzyko wystąpienia problemów u dziecka w okresie płodowym i niemowlęcym. Może to być niska waga przy porodzie, słabo rozwinięte mięśnie czy problemy neurologiczne. Przyszłe matki moją jednak łatwo uniknąć niedoborów dzięki zbilansowanej diecie.

Jako że dostępność miedzi hamowana jest nadmiarem żelaza i przyjmowaniem cynku (wystąpienie antagonizmu), kobiety w ciąży zażywające suplementy diety przeciwko anemii i suplementy z cynkiem powinny upewnić się u lekarza że zawierają one także odpowiednią ilość miedzi.

Mleko z piersi matki i zapasy z wątroby zapewniają noworodkowi wystarczająco miedzi na okres pierwszych 4-6 miesięcy życia..[4] Po odstawieniu dziecka od piersi należy zapewnić mu zbilansowaną, bogatą w miedź dietę.

Ponieważ mleko krowie i mleko dla niemowląt często zawierają zbyt mało miedzi, obecnie suplementuje się je dodatkowymi dawkami.

Większość dobrze odżywionych dzieci nie ma problemu z niedoborami miedzi. Jednak u dzieci z problemami zdrowotnymi, niedożywieniem, niską wagą przy narodzinach, cierpiących z powodu infekcji czy doświadczających gwałtownej fazy wzrostu może wystąpić niedobór. Na szczęście łatwo jest go zdiagnozować i w pełni zniwelować dzięki opiece lekarskiej.

Homeostaza

[edytuj | edytuj kod]

Miedź jest absorbowana, transportowana, rozdzielana, przechowywana i wydalana zgodnie ze złożonymi procesami homeostatycznymi organizmu. Procesy te zapewniają stałe i zbalansowane zaopatrywanie ciała w niezbędne mikroskładniki. W przypadku spożywania niedostatecznej ilości miedzi przez krótki czas, niedobór jest niwelowany przez uwalnianie zapasów z wątroby. W przypadku długotrwałej ubogiej w miedź diety rozwija się niedobór. Również zbyt duże spożycie jest niekorzystne. Obydwa stany - niedoboru i nadmiaru - mogą skutkować uszkodzeniem tkanek oraz chorobami. W wielu przypadkach homeostaza ludzkiego organizmu radzi sobie jednak z bilansowaniem miedzi.

Rola miedzi w homeostazie znana jest już na poziomie molekularnym.[5][6] Jej zaletą jest łatwość pobierania i oddawania elektronu w czasie zmiany stopnia utlenienia ze stopnia Cu+1 (miedziawy) do stopnia Cu+2 (miedziowy).[7] Będąca składnikiem kilkunastu miedzioenzymów, miedź bierze udział w reakcjach redoks w kluczowych procesach metabolicznych, m.in. oddychaniu mitochondrialnym, syntezie melaniny i wiązaniu krzyżowym kolagenu.[8] Miedź jest nieodłącznym składnikiem enzymu przeciwutleniającego - dysmutazy ponadtlenkowej (Cu,Zn-SOD), pełni ważne role w homeostazie żelaza i jest kofaktorem ceruloplazminy.[9]

Lista zawierających miedź enzymów i opis ich funkcji:

Key copper-containing enzymes and their functions[10]
Enzym Funkcja
Oksydazy aminowe Grupa enzymów utleniających głównie aminy (tyraminę, histydynę i poliaminy)
Ceruloplazmina (ferroksydaza I) Miedziowa oksydaza w osoczu, kluczowa w transporcie żelaza
Oksydaza cytochromu c Końcowy enzym oksydazy w łańcuchu oddychania mitochondrialnego, bierze udział w transporcie elektronów
Beta-hydroksylaza dopaminy Bierze udział w metabolizowaniu katecholaminy, katalizuje przemianę dopaminę w norepinefrynę
Hefastyna Ferroksydaza miedziowa, bierze udział w transporcie miedzi przez śluzówkę jelita do obiegu krwi
Oksydaza lizylu Niezbędna do wiązania krzyżowego kolagenu i elastyny
Α-amidująca monooksygenaza peptydylo-glicynowa (PAM) Wielofunkcyjny enzym biorący udział w dojrzewaniu i modyfikacji kluczowych neuropeptydów (np. neuroprzekaźników, peptydy neuroendokrynnych)
Dysmutaza ponadtlenkowa (Cu, Zn) Enzym wewnątrzkomórkowy i zewnątrzkomórkowy pełniący rolę w obronie przed reaktywnymi formami tlenu (np. rozpadzie wolnych rodników)
Tyrozynaza Enzym katalizujący produkcję melaniny i innych pigmentów

Procesy transportu i metabolizowania miedzi są przedmiotami bardzo aktywnych badań. Przeniesienie miedzi do wnętrza komórki wymaga udziału wyspecjalizowanych transporterów.[11] W krwioobiegu miedź przenoszona jest poprzez albuminę, ceruloplazminę i inne białka. Większość miedzi we krwi (lub surowicy) wiąże się z ceruloplazminą. Ilość miedzi związanej z ceruloplazminą może się wahać w granicach 70-95% w zależności od cyklu hormonalnego, pory roku czy ilości miedzi w organizmie. Transport miedzi wewnątrz komórki, do organelli i miejsc syntezy enzymów odbywa się za pomocą wyspecjalizowanych białek zwanych białkami opiekuńczymi.[12][13][14] Inne transportery przenoszą miedź do kompartymentów.[15][16] Specjalne transportery odprowadzają z powrotem nadmiar miedzi do wątroby, gdzie zostanie ona przechowana lub wydalona.[17][18] Mechanizm ten gwarantuje, że w organizmie nie powstaną wolne, toksyczne związki miedzi (zakładając, że jednostka nie cierpi na genetyczne problemy z metabolizowaniem miedzi).

Miedź jest wprowadzana do komórek przez błonę komórkową dzięki białku transportującemu Ctr1. Ctr1 wiąże się z wewnątrzkomórkowymi białkami opiekuńczymi miedzi. Białko Atox1 dostarcza miedź do ścieżki wydzielniczej i dołącza do białka ATP-azy ATP7B transportującego w komórkach wątroby lub ATP7A w innych komórkach. ATP7B dostarcza miedź do ceruloplazminy w osoczu lub do dróg żółciowych wraz z nowo odkrytym białkiem opiekuńczym - Murr1 – brakującym w przypadku toksycznego poziomu miedzi u psów. ATP7A dostarcza miedź do sieci trans aparatu Golgiego do białek beta-monooksygenazy dopaminy, alfa-amido monooksygenazy peptydyloglicyny, oksydazy lizolowej i tyrozynazatyrozynazy, w zależności od rodzaju komórki. CCS jest białkiem opiekuńczym dla dysmutazy nadtlenku Cu/Zn, chroniącym komórki przed reaktywnymi formami tlenu, uwalnia miedź w cytoplazmie i przestrzeni międzymitochondrialnej. Cox17 dostarcza miedź do mitochondriów, do oksydazy cytochromu c przez białka opiekuńcze miedzi Cox11, Sco1 i Sco2. Możliwe jest istnienie innych białek opiekuńczych miedzi zawierających metalotioneinę i prekursorowi białka amyloidu (APP).[19] Badania genetyczne i dotyczące odżywiania potwierdzają ważną rolę pełnioną przez białka wiążące miedź.[20]

Absorpcja miedzi

[edytuj | edytuj kod]

U ssaków absorpcja miedzi odbywa się w żołądku i jelicie cienkim, choć miejsce największej absorpcji różni się w zależności od gatunku zwierzęcia.[21] U szczurów miedź absorbowana jest w żołądku i dwunastnicy [22], a u chomików w jelicie krętym.[23] U ludzi nie jest znane miejsce maksymalnej absorpcji miedzi, ale zakłada się że jest to żołądek i dwunastnica z racji szybkiego pojawienia się Cu-64 w osoczu po ustnym wprowadzeniu.[24]

Poziom absorpcji waha się w granicach 15-97% i zależy od zawartości miedzi, jej formy i proporcji miedzi w diecie.[25][26][27][28][29]

Na absorpcję miedzi wpływa wiele czynników. Na przykład zwiększa ją przyjmowanie pokarmu z białek zwierzęcych, cytrynianu i fosforanu. Sole miedzi, w tym glukonian miedzi, octan miedzi i siarczan miedzi, są absorbowane łatwiej niż tlenki [wymagane wyjaśnienie].[30][31] Wysokie poziomy cynku, kadmu, kwasu fitowego czy cukrów prostych (fruktoza, sacharoza) w diecie hamują absorpcję miedzi.[32][33][34][35][36][37][38] Dodatkowo, niski poziom miedzi w diecie hamuje absorpcję żelaza. Niektóre formy miedzi nie są rozpuszczalne w kwasach żołądkowych i nie mogą być absorbowane z żołądka czy jelita cienkiego. Do tego niektóre pokarmy zawierają niestrawny błonnik wiążący się z miedzią. Wchłanianie miedzi hamowane jest przez wysoki poziom cynku w organizmie.

Przyjmowanie ponadprzeciętnych dawek witaminy c i żelaza również może wpływać na absorpcję miedzi, a więc należy pamiętać że mikroskładniki pokarmowe powinny być przyjmowane w zbilansowanych mieszankach. Żaden ze składników nie powinien być przyjmowany w zbyt dużych ilościach.[39] Osoby cierpiące na chroniczne problemy trawienne mogą mieć problem z absorpcją miedzi nawet mimo stosowania bogatej w pierwiastek diety.

Zidentyfikowane kilkanaście transporterów które mogą przenosić miedź przez błony komórkowe.[40][41] Być może istnieją inne jelitowe transportery. Wchłanianie miedzi w jelitach może być katalizowana przez białko Ctr1. Jest ono obecne we wszystkich typach komórek dotychczas zbadanych, także erytrocytach, katalizuje transport Cu+1 przez błonę komórki.[42]

Nadwyżki miedzi (podobnie jak jonów innych metali ciężkich typu cynk i kadm) mogą się wiązać z metalotioniną i zostać odosobnione w pęcherzykach wewnątrzkomórkowych lub erytrocytach (dominujących komórkach w śluzówce jelita cienkiego).

Dystrybucja

[edytuj | edytuj kod]

Uwolniona z komórek jelit miedź trafia do błony surowiczej (cienka warstwa komórek) gdzie wiąże się albuminą, glutationem i aminokwasami w krwi.[43][44] Istnieją dowody na istnienie małego białka, transkupreiny, pełniącej specjalną rolę w transporcie miedzi w osoczu.[45] Miedź z układu krążenia jest głównie wychwytywana przez wątrobę. Tam wiąże się z odpowiednimi białkami, które następnie trafiają do krwi. Większość (70-95%) miedzi wydalonej z wątroby jest związana z ceruloplazminą, głównego nośnika miedzi we krwi. Miedź zostaje przetransportowana do pozawątrobowych tkanek przez ceruloplazminę,[46], albuminę i aminokwasy lub zostaje wydalona do żółci.[47] Poprzez regulację uwalniania miedzi, wątroba wpływa na homeostazę miedzi organizmu.[48]


Żółć to główna droga wydalania miedzi i jest zasadniczo istotna dla procesu kontroli poziomu miedzi w wątrobie.[49][50][51] Większość wydalanej miedzi pochodzi z dróg żółciowych, reszta to miedź nie zaabsorbowana i pochodząca ze złuszczonych komórek śluzówki.



Przyjmowane spektrum metabolizowania miedzi[52]
Norma Przybliżone dzienne spożycie Skutki zdrowotne
Śmierć
Całkowita dysfunkcja metabolizowania innych składników odżywczych, „detoksykacja” wątrobowa i zaburzenie homeostazy
Toksyczna >5,0 mg/kg masy ciała Wydzielanie metalotioneiny (prawdopodobnie odmienny efekt w przypadku silniej i długotrwałej ekspozycji)
100 μg/kg masy ciała Stały poziom absorpcji regulowany przez mechanizmy homeostazy
Adekwatna 34 μg/kg masy ciała Sekwestracja i wydalanie wpływają na homeostazę, absorpcja oparta na glutationie, wiązanie z metalotioneiną i lizosomalne wydalanie miedzi
11 μg/kg masy ciała Wydalanie w żółci i absorpcja z przewodu pokarmowego w normie
9 μg/kg masy ciała Zmniejszone zapasy miedzi w wątrobie, ochrona endogenicznej miedzi, wzmożona absorpcja z przewodu pokarmowego
Niedobór 8,5 μg/kg masy ciała Nierównowaga w rozmieszczeniu miedzi w ciele
5,2 μg/kg masy ciała Defekty w funkcjonowaniu organizmu np. redukcja aktywności oksydazy lizylu i ponadtlenku dysmutazy, zahamowany metabolizm substratów
2 μg/kg masy ciała Ogólna dysfunkcja i zaburzenia metabolizmu innych składników odżywczych, śmierć

Zalecane dzienne dawki miedzi spożywanej z pokarmem

[edytuj | edytuj kod]

Wiele narodowych i międzynarodowych organizacji zdrowia podaje standardy dziennego spożycia miedzi uznane za optymalne dla zachowania zdrowia. Standardy te zmieniają się wraz z pojawianiem się nowych danych naukowych. Mogą też być różne w zależności od danego regionu i organizacji.

Dorośli

[edytuj | edytuj kod]

Światowa_Organizacja_Zdrowia (WHO) zaleca minimalną dawkę około 1,3 mg/dzień.[53] Normę tą uznaje się za optymalną dla większości populacji. Zalecana dawka dla dorosłych kobiet i mężczyzn w Ameryce Północnej wynosi 0,9 mg/dzień.[54][55][56] Nie zaleca się dawek większych niż podane.

Najwyższa akceptowalna dawka w Ameryce Północnej wynosi 10 mg/dzień. To największa możliwa dawka miedzi nie stwarzająca zagrożenia dla zdrowia u dorosłych, nie jest jednak zalecana przez organizacje zdrowia

Młodzież, dzieci i noworodki

[edytuj | edytuj kod]

Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) nie ustala minimalnej dziennej dawki dla tych grup wiekowych. Dla Ameryki Północnej bezpieczne i tolerowane dawki ustalono na bazie dawek dla dorosłych i wynoszą one: 0,34 mg/dzień dla dzieci w wieku 1-3 lat, 0,44 mg/dzień dla dzieci w wieku 4-8 lat, 0,7 mg/dzień dla dzieci w wieku 9-13 lat, 0,89 mg/dzień dla dzieci w wieku 14-18 lat.[57][58][59]

Organizacje zdrowia Ameryki Północnej ustaliły następujące tolerowane dawki dla tych grup wiekowych (dawki nie powodujące zagrożenia zdrowia u większości dzieci ogółu populacji, dla których nie stwierdzono dodatkowych korzyści zdrowotnych): 1mg/dzień dla dzieci w wieku 1-3 lat, 3mg/dzień dla dzieci w wieku 4-8 lat, 5mg/dzień dla dzieci w wieku 9-13 lat i 8mg.dzień dla dzieci w wieku 14-18 lat.

Noworodki są bardziej wrażliwe na niedobór miedzi niż osoby dorosłe. Jako że płody przez ostatnie 3 miesiące ciąży gromadzą zapas miedzi, dzieci przedwcześnie urodzone nie zdążą odłożyć w wątrobach odpowiednich ilości i wymagają większych dawek po narodzinach.

Dla noworodków urodzonych w terminie w Ameryce Południowej zaleca się dzienna dawkę około 0,2 mg/dzień. Dla wcześniaków zaleca się wyższą dawkę: 1mg/dzień. WHO zaleca zbliżoną dawkę i doradza podawanie wcześniakom preparatów z dodatkową miedzią by uniknąć wystąpienia niedoborów.[60]

Kobiety w ciąży i karmiące piersią

[edytuj | edytuj kod]

Natura wytworzyła mechanizmy pozwalające płodom pobierać miedź od matki przez łożysko, a noworodkom przez mleko z piersi matki. Dla organizmu matki oznacza to dodatkowe zapotrzebowanie na miedź w pokarmie. Zalecana dzienna dawka dla kobiet w ciąży i karmiących piersią jest więc nieco większa niż dla kobiet poza tymi stanami (około 1 mg/dzień dla kobiet w ciąży i 1.3 mg/dzień dla matek karmiących w wieku 14-50 lat).[61]

W pierwszych dniach życia noworodka najlepszym dla niego źródłem miedzi jest mleko ludzkie. Jeśli nie jest ono karmione z piersi, zaleca się stosowanie bogatego w miedź pokarmu dla noworodków. Mleko krowie jest zbyt ubogie w przyswajalną miedź i należy je wzbogacać przez pierwszy rok życia noworodka.

Źródła miedzi w pokarmie

[edytuj | edytuj kod]

Miedź jest podstawowym pierwiastkiem śladowym i nie może być wytworzona przez ludzki organizm. Musi zostać dostarczona wraz z pokarmem.

U ludzi praktycznie cała dostarczana organizmowi miedź pochodzi z pożywienia.[62][63][64] Najlepszym jej źródłem są owoce morza (zwłaszcza skorupiaki), podroby (m.in. wątróbka), pełne ziarna, rośliny strączkowe (np. fasola, soczewica), pszenica i żyto, cytryna, rodzynki i czekolada. Miedz znajduje się też w takich pokarmach jak płatki śniadaniowe, ziemniaki, groszek, mięso czerwone, grzyby, niektóre ciemnozielone warzywa liściaste (np. jarmuż) i owoce (kokosy, papaja, jabłka). Stosunkowo małe ilości znajdują się w herbacie, kurczakach i ryżu, ale spożywane w dużych ilościach dostarczają odpowiednich dawek. Zbilansowana dieta, bogata w szeroką gamę pokarmów jest najlepszym sposobem na uniknięcie niedoboru miedzi.

Zarówno w krajach rozwijających się jak i rozwiniętych, dorośli, młodzież i dzieci uwzględniający w diecie zboża, proso, rośliny bulwiaste, ryż i soczewicę a także niewielkie ilości ryb i mięsa, owoce i warzywa oraz oleje roślinne, otrzymują właściwe dawki miedzi, zakładając że spożywają odpowiednią ilość pokarmu pod względem kalorycznym. W krajach rozwiniętych, gdzie spożycie mięsa jest wysokie, dawki miedzi zwykle są odpowiednie.

Jako naturalny składnik powłoki ziemi, miedź jest obecna w większości wód powierzchniowych i gruntowych, choć dokładna zawartość jest różna dla danych regionów geograficznych. Wiadomo że woda pitna potrafi dostarczyć 20-25% dziennej dawki miedzi.[65]

W wielu rejonach na świecie źródłem miedzi mogą być rury. Oddają one do wody niewielkie ilości tego pierwiastka, dzieje się tak zwłaszcza w dwóch pierwszych latach użytkowania. Później zazwyczaj na powierzchni rury formuje się powierzchnia ochronna zapobiegająca wypłukiwaniu miedzi do wody.

Suplementacja

[edytuj | edytuj kod]

Suplementy pokarmowe z miedzią mogą skutecznie zapobiegać niedoborowi, ale należy je stosować wyłącznie pod nadzorem lekarza. Różne suplementy zawierają odmienne dawki. Na przykład absorpcja z suplementu opartego o tlenek miedzi jest niższa niż absorpcja z glukonianiu miedzi, siarczanu miedzi czy węglanu miedzi.

Generalnie nie zaleca się stosowania suplementów przez zdrowe osoby dorosłe prowadzące zbilansowaną dietę złożoną z wielu produktów spożywczych. U wcześniaków i dzieci niedożywionych znajdujących się pod opieka lekarską może być konieczne stosowanie suplementów w specjalnych pokarmach i krowim mleku.

Lekarze mogą rozważać zastosowanie suplementu miedzi w przypadku 1) chorób hamujących trawienie (np. u dzieci z częsta biegunką lub infekcjami, alkoholików); 2) niedożywienia (np. u osób w podeszłym wieku, zniedołężniałych, z zaburzeniami odżywiania lub stosujących ścisła dietę), 3) pacjentów zażywających leki blokujące miedź w organizmie, 4) pacjentów anemicznych stosujących suplementy żelaza, 5) pacjentów stosujących suplementy cynku, 6) pacjentów cierpiących na osteoporozę.

Większość suplementów zawiera miedź w postaci nieorganicznej, np. tlenku miedzi. Suplementy te mogą uwolnić nadwyżkę miedzi do mózgu, ponieważ miedź pokonuje barierę krew-mózg. Normalnie organiczna miedź dostarczona w pokarmie jest przetwarzana w wątrobie, która magazynuje nadwyżkę. Niektórzy uważają, że suplementy miedzi i miedziane instalacje wodno-kanalizacyjne są możliwą przyczyną obecnej epidemii choroby Alzheimera.

Konsekwencje zdrowotne przy niedoborze i nadwyżce miedzi (z przyczyn nie genetycznych)

[edytuj | edytuj kod]
 Osobny artykuł: Niedobór miedzi.

Jeżeli w pokarmie nie są przyjmowane wystarczające ilości miedzi, zostaną uwolnione jej rezerwy z wątroby. Kiedy rezerwy się wyczerpią, występuje choroba lub uszkodzenie tkanki (w krańcowych przypadkach zgon). Niedobór można zniwelować zbilansowaną dietą lub suplementami zażywanymi pod opieką lekarza. Z drugiej strony, tak jak w przypadku wszystkich substancji, nadmiar spożywanej miedzi (w ilościach dużo większych niż zalecane przez WHO) prowadzi do jej toksyczności.[66] Zazwyczaj ostra toksyczność jest spowodowana niezamierzonym przedawkowaniem. Objawy znikają po odstawieniu pokarmu zawierającego nadwyżkę.

W 1996 roku Międzynarodowy Program Bezpieczeństwa Chemicznego, współpracujący z WHO oznajmił że „zagrożenie dla zdrowia jest większe w przypadku niedoboru miedzi, niż w przypadku jej nadwyżki”. Informację tą potwierdzają ostatnie badania.[67][68]

Poniżej opisano konsekwencje zdrowotne w przypadku wystąpienia niedoboru i nadwyżki miedzi.

Niedobór miedzi

[edytuj | edytuj kod]

Dowiedziono, że około 25% osób dojrzewających, dorosłych i przed 65 rokiem życia spożywa zbyt małą dawkę miedzi.[69] Odkryto też, że wykrywalność tego zjawiska jest znacznie niższa, niż wcześniej zakładano.

Nabyty niedobór miedzi odkryto ostatnio u osób dojrzewających z postępującą mieloneuropatią i z rozwijającymi się poważnymi dysfunkcjami krwi w tym z zespołami mielodysplastycznymi.[70][71][72][73] Na szczęście niedobór miedzi można łatwo zdiagnozować poprzez jej niską zawartość w surowicy i koncentrację cerulopazminy we krwi.

Inne objawy wcześniej kojarzone z niedoborem miedzi to osteoporoza, choroba zwyrodnieniowa stawów, reumatoidalne zapalenie stawów, choroby układu sercowo-naczyniowego, rak okrężnicy i chroniczne problemy kości, tkanki łącznej, serca i naczyń krwionośnych.[74][75][76]

Niedobór miedzi wpływa na funkcje pozostałych elementów w komórce związanych z działaniem przeciwutleniającym, m.in. żelaza, selenu i glutationu, a zatem niedobór miedzi przyczynia się do powstania chorób związanych z podniesieniem poziomu utleniaczy.[77][78][79]

Zarówno u ludzi jak i zwierząt, niedobór miedzi uderza głównie w krew i hemopoezę, układ sercowo-naczyniowy, tkankę łączną i kostną, system nerwowy i odpornościowy.[80][81][82]

Marginalny (lekki) niedobór miedzi, prawdopodobnie występujący znacznie częściej niż zakładano, może wpływać na zdrowie człowieka w subtelny sposób.[83] Do objawów należy m.in. obniżona odporność na infekcje, przemęczenie, zaburzone funkcje neurologiczne i zwiększone ryzyko wystąpienia chorób serca i osteoporozy.[84][85]

Do podatnych na występowanie niedoboru miedzi zalicza się ludzi cierpiących na Chorobę Menkesa, noworodki o niskiej wadze, niemowlaki karmione krowim mlekiem zamiast z piersi, ciężarne i karmiące matki, osoby karmione pozajelitowo, osoby cierpiące na „zespół złego wchłaniania”, diabetycy, osoby cierpiące na chroniczne niedożywienie jak alkoholicy i osoby z zaburzeniami pokarmowymi.

Osoby w podeszłym wieku i sportowcy również są szczególnie narażeni na niedobór miedzi z powodu podwyższonego dziennego zapotrzebowania.[86]

Wegetarianie mogą być narażenie na niedobór, ponieważ miedź jest słabo przyswajalna z pokarmu roślinnego.[87][88][89] Płody i noworodki u matek z ostrym niedoborem miedzi są narażone na wystąpienie niskiej wagi podczas porodu, słabo rozwiniętych mięśni i problemów neurologicznych. Niedobór może prowadzić do anemii, nieprawidłowości wzrostu kości, zahamowanego wzrostu, wzrostu wagi, częstych infekcji (przeziębień, grypy, zapalenia płuc), słabej koordynacji motorycznej i przemęczenia.

Nadmiar miedzi

[edytuj | edytuj kod]

Główny artykuł: Toksyczność miedzi

Nadmiar miedzi jest obecnie obiektem wielu badań. Badania skupiają się na zdrowej populacji cierpiącej na nadmiar, na osoby podatne do odkładania się pierwiastka i na osoby z rzadkimi zaburzeniami genetycznymi.[90][91]

Wyniki takich badań mogą być mylące dla osób nie zorientowanych w tej tematyce. Na przykład U.S. Institute of Medicine podaje,[92] że duża część populacji spożywa mniejsze ilości miedzi niż zalecane. Z drugiej strony, U.S. National Research Council [93] podaje w swoim raporcie na temat miedzi w wodzie pitnej, że toksyczność tego pierwiastka szkodzi podatnym na nadmiar populacjom i zaleca dodatkowe badania, aby zidentyfikować i opisać te populacje.

Nadmierne spożycie miedzi powoduje problemy żołądkowe, nudności i biegunki, może też prowadzić do uszkodzeń tkanki i chorób.

Przyczyną toksyczności miedzi w przypadku nadmiernego spożycia może być jej potencjał jako utleniacza. W dużych stężeniach miedź produkuje uszkodzenia biologiczne, w tym peroksydację lipidów i innych makromolekuł. [94]

Choć nie znamy jeszcze przyczyny wystąpienia i rozwoju choroby Alzheimera,[95] badania wykazują między innymi odkładanie się żelaza [96][97], aluminium [98] i miedzi [99][100] w mózgach chorych. Nie wiemy jednak, czy jest to objawem choroby, czy jej przyczyną.

Przez ostatnie dwie dekady prowadzono badania, mające wykazać czy miedź przyczynia się do nasilenia, czy do zwalczenia choroby Alzheimera i czy miedź odkłada się z powodu zaburzeń w homeostazie metali u chorych. Na przykład jedno z badań wykazało, że miedź może się przyczyniać do powstawania złogów białek w mózgu chorego, [101] uszkadzając molekuły, które powinny usuwać toksyczne złogi beta-amyloidu w mózgu.[102]

Z drugiej strony, inne wyniki sugerują że miedź raczej przyczynia się do leczenia, a nie wystąpienia choroby Alzheimera.[103] M.in. wykazano że miedź

1) wspiera przetwarzanie białek amyloidowych (APP), obniżając produkcję beta-amyloidu w komórkach[104], 2) zwiększa żywotność i obniża produkcję rozpuszczalnych amyloidów, 3) zmniejsza poziom beta-amyloidu w płynie mózgowo-rdzeniowym u pacjentów chorych na Alzheimera.[105] Co więcej, długoterminowe leczenie miedzią (przyjmowanie doustne 8mg miedzi (Cu-(II)-orotate-dihydrate)) wykluczyło miedź jako czynnik ryzyka w chorobie Alzheimera podczas badań klinicznych na ludziach.[106] Możliwe też, że miedź ma dobroczynny wpływ na poziom toksycznego peptydu i biowskaźnika choroby - Aβ42 w płynie mózgowo rdzeniowym.[107] Ponieważ eksperyment bazował na Cu-(II)-orotate-dihydrate, wyniki nie korelują z tlenkiem miedzi w suplementach diety.

Aby zrozumieć zaburzenia w homeostazie metali u pacjentów chorych na Alzheimera i zwalczyć te zaburzenia, trzeba przeprowadzić więcej badań.

Przypisy

[edytuj | edytuj kod]
  1. Hart, E. B., Steenbock, H., and Waddell, J. 1928. Iron nutrition. VII: Copper is a supplement to iron for hemoglobin building in the rat. J. Biol. Chem. 77:797–812.
  2. Ralph, A., and McArdle, H. J. 2001. Copper metabolism and requirements in the pregnant mother, her fetus, and children. New York: International Copper Association
  3. Dr. George Obikoya, http://vitamins-nutrition.org/vitamins/copper.html
  4. http://copperinfo.com/health/pregnancy.html.
  5. Stern, Bonnie R. et al., 2007, Copper and Human Health: Biochemistry, Genetics, And Strategies For Modeling Dose-Response Relationships, Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B, 10:157–222
  6. Stern, Bonnie R., Essentiality and Toxicity In Copper Health Risk Assessment: Overview, Update And Regulatory Considerations, 2010, Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A, 73:114–127.
  7. Ralph, A., and McArdle, H. J. 2001. Copper metabolism and requirements in the pregnant mother, her fetus, and children. New York: International Copper Association
  8. International Programme on Chemical Safety. 1998. Environmental Health Criteria No. 200: Copper. Geneva: World Health Organization
  9. Ralph, A., and McArdle, H. J. 2001. Copper metabolism and requirements in the pregnant mother, her fetus, and children. New York: International Copper Association
  10. Stern, Bonnie R., Essentiality and Toxicity In Copper Health Risk Assessment: Overview, Update And Regulatory Considerations, 2010, Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A, 73:114–127
  11. Stern, Bonnie R., Essentiality and Toxicity In Copper Health Risk Assessment: Overview, Update And Regulatory Considerations, 2010, Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A, 73:114–127
  12. Camakaris, J., Voskoboinik, I., and Mercer, J. F., 1999, Molecular mechanisms of copper homeostasis. Biophys. Res. Commun. 261:225–232
  13. Harris, E. D. 2000, Cellular copper transport and metabolism. Annu. Rev. Nutr. 20:291–310
  14. Harris, E. D., 2001, Copper homeostasis: The role of cellular transporters. Nutr. Rev. 59:281–285
  15. Bertinato, J., and L'Abbe, M. R., 2004, Maintaining copper homeostasis: Regulation of copper-trafficking proteins in response to copper deficiency or overload, J. Nutr. Biochem. 15:316–322
  16. Harris, E. D. 2001, Copper homeostasis: The role of cellular transporters. Nutr. Rev. 59:281–285
  17. Camakaris, J., Voskoboinik, I., and Mercer, J. F. 1999. Molecular mechanisms of copper homeostasis, Biochem. Biophys. Res. Commun. 261:225–232
  18. Harris, E. D. 2000, Cellular copper transport and metabolism, Annu. Rev. Nutr. 20:291–310
  19. Much of the material in this paragraph was excerpted with permission of the publisher of U.S. Science & Technology Journals from Stern, Bonnie R., 2010, Essentiality and Toxicity in Copper Health Risk Assessment: Overview, update and regulatory considerations, Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A, 73:114–127, and from Stern, B.R. et. al, 2007, Copper And Human Health: Biochemistry, Genetics, And Strategies for Modeling Dose-Response Relationships, Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B, 10:157–222
  20. Lewis, Al, 2009, The Hygienic Benefits of Antimicrobial Copper Alloy Surfaces In Healthcare Settings, a compilation of information and data for the International Copper Association Inc., © 2009, available from International Copper Association Inc., A1335-XX/09
  21. Stern, B.R. et. al, 2007, Copper And Human Health: Biochemistry, Genetics, And Strategies for Modeling Dose-Response Relationships, Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B, 10:157–222
  22. van Campen, D. R., and Mitchell, E. A. 1965, Absorption of 64Cu, 65Zn, 99Mo, and 59Fe from ligated segments of the rat gastrointestinal tract, J. Nutr. 86:120–124
  23. Crampton, R. F., Matthews, D. M., and Poisner, R. 1965, Observations on the mechanism of absorption of copper by the small intestine. J. Physiol. 178:111–126
  24. Bearn, A. G., and Kunkel, H. G. 1955, Metabolic studies in Wilson disease using 64Cu, J. Lab. Clin. Med. 45:623–631
  25. Strickland, G. T., Beckner, W. M., and Leu, M. L. 1972a, Absorption of copper in homozygotes and heterozygotes for Wilson's disease and controls: Isotope tracer studies with 67Cu and 64Cu, Clin. Sci. 43:617–625
  26. Strickland, G. T., Beckner, W. M., Leu, M. L., and O'Reilly, S. 1972b, Turnover studies of copper in homozygotes and heterozygotes for Wilson's disease and controls: Isotope tracer studies with 67Cu, Clin. Sci. 43:605–615
  27. Turnlund, J. R., Keyes, W. R., Anderson, H. L., and Acord, L. L., 1989, Copper absorption and retention in young men at three levels of dietary copper by use of the stable isotope 65Cu, Am. J. Clin. Nutr. 49:870–878
  28. Turnlund, J. R. 1998, Human whole-body copper metabolism, Am. J. Clin. Nutr., 67:960S–964S
  29. Ehrenkranz, R. A., Gettner, P. A., and Nelli, C. M., 1989, Nutrient balance studies in premature infants fed premature formula or fortified preterm human milk, J. Pediatr. Gastrointest. Nutr. 8:58–67
  30. World Health Organization. 1998, Guidelines for drinking-water quality. Addendum to Volume 2, 2nd ed. Geneva
  31. Turnlund, J. R., Swanson, C. A., and King, J. C. 1983, Copper absorption and retention in pregnant women fed diets based on animal and plant proteins. J. Nutr. 113:2346–2352
  32. Cousins, R. J. 1985. Absorption, transport, and hepatic metabolism of copper and zinc: special reference to metallothionein and ceruloplasmin, Physiol. Rev. 65:238–309
  33. Oestreicher, P., and Cousins, R. J. 1985, Copper and zinc absorption in the rat: mechanism of mutual antagonism. J. Nutr. 115:159–166
  34. Lee, D.-Y., Schroeder, J. III, and Gordon, D. T. 1984. The effect of phytic acid on copper bioavailability, Fed. Proc. 43:616–620
  35. Greger, J. L., and Mulvaney, J. 1985, Absorption and tissue distribution of zinc, iron and copper by rats fed diets containing lactalbumin, soy and supplemental sulfur-containing amino acids. J. Nutr. 115:200–210
  36. Werman, M. J., and Bhathena, S. J. 1995, Fructose metabolizing enzymes in the rat liver and metabolic parameters: interactions between dietary copper, type of carbohydrates, and gender, J. Nutr. Biochem. 6:373–379
  37. Wapnir, R. A. 1998, Copper absorption and bioavailability. Am. J. Clin. Nutr. 67:1054S–1060S
  38. Werman, M. J., and Bhathena, S. J. 1995, Fructose metabolizing enzymes in the rat liver and metabolic parameters: interactions between dietary copper, type of carbohydrates, and gender. J. Nutr. Biochem. 6:373–379
  39. See http://copperinfo.com/health/goodhealth.html
  40. Lutsenko, S., and Kaplan, J. H., 1995, Organization of P-type ATPases: Significance of structural diversity. Biochemistry, 34:15607–15613
  41. Solioz, M., and Vulpe, C. 1996, CPx-type ATPases: A class of P-type ATPases that pump heavy metals. Trends Biochem. Sci. 21:237–241
  42. Lee, J., Petris, M. J., and Thiele, D. J. 2002b, Characterization of mouse embryonic cells deficient in the Ctr1 high affinity copper transporter: Identification of a Ctr1-independent copper transport system. J. Biol. Chem. 277:40253–40259
  43. Marceau, N., Aspin, N., and Sass-Kortsak, A., 1970, Absorption of copper 64 from gastrointestinal tract of the rat. Am. J. Physiol. 218:377–383
  44. Bligh, S. W., Boyle, H. A., McEwen, A. B., Sadler, P. J., and Woodham, R. H. 1992, 1H NMR studies of reactions of copper complexes with human blood plasma and urine. Biochem. Pharmacol. 43:137–145
  45. Linder, M. C., and Hazegh Azam, M., 1996, Copper biochemistry and molecular biology. Am. J. Clin. Nutr. 63:797S-811S
  46. [1] ceruloplasmin as secondary copper transporter
  47. Ralph, A., and McArdle, H. J., 2001, Copper metabolism and requirements in the pregnant mother, her fetus, and children. New York: International Copper Association
  48. Harris, E. D., 2000, Cellular copper transport and metabolism. Annu. Rev. Nutr. 20:291–310
  49. Cousins, R. J., 1985, Absorption, transport, and hepatic metabolism of copper and zinc: special reference to metallothionein and ceruloplasmin. Physiol. Rev. 65:238–309
  50. Winge, D. R., and Mehra, R. K., 1990, Host defenses against copper toxicity. Int. Rev. Exp. Pathol. 31:47–83
  51. Turnlund, J. R., 1998, Human whole-body copper metabolism. Am. J. Clin. Nutr. 67:960S–964S
  52. Aggett, P. J. 1999. An overview of the metabolism of copper. Eur. J. Med. Res. 4:214–216
  53. WHO/FAO/IAEA, (1996), Trace Elements in Human Nutrition and Health. World Health Organization, Geneva)
  54. http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/002419.htm
  55. Institute of Medicine (IOM), Food and Nutrition Board, (2002) Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum
  56. Food and Nutrition Boarde, Institute of Medicine, The National Academies, Dietary reference intakes: vitamin A, vitamin K, arsenic, boron, chromium, copper, iodine, iron, manganese, molybdenum, nickel, silicon, vanadium, and zinc. 'J Am Diet Assoc.' 2001 Mar, 101(3):294-301.
  57. http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/002419.htm
  58. Institute of Medicine (IOM), Food and Nutrition Board, (2002) Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum
  59. Food and Nutrition Board, Institute of Medicine, The National Academies, Dietary reference intakes: vitamin A, vitamin K, arsenic, boron, chromium, copper, iodine, iron, manganese, molybdenum, nickel, silicon, vanadium, and zinc. 'J Am Diet Assoc.' 2001 Mar, 101(3):294-301.
  60. http://copperinfo.com/health/goodhealth.html
  61. http://copperinfo.com/health/goodhealth.html
  62. Georgopoulos, P. G., Roy, A., Yvonne-Lioy, M. J., Opiekun, R. E., and Lioy, P. J. 2001. Environmental copper: Its dynamics and human exposure issues. J. Toxicol. Environ. Health B 4:341–394
  63. Sadhra, S. S., Wheatley, A. D., and Cross, H. J. 2007. Dietary exposure to copper in the European Union and its assessment for EU regulatory risk assessment. Sci. Total Environ. 374:223–234
  64. World Health Organization. 1998. Copper. Environmental Health Criteria 200. Geneva: IPCS, WHO
  65. Stern, B. R. 2007. U-shaped dose-response curve for risk assessment of essential trace elements: Copper as a case study. San Francisco: John Wiley and Sons
  66. http://copperinfo.com/health/facts.html
  67. Georgopoulos, P. G., Wang, S. W., Georgopoulos, I. G., Yonone-Lioy, M. J., and Lioy, P. J. 2006. Assessment of human exposure to copper: A case study using the NHEXAS database. J. Expos. Sci. Environ. Epidemiol. 16:397–409
  68. Sadhra, S. S., Wheatley, A. D., and Cross, H. J. 2007. Dietary exposure to copper in the European Union and its assessment for EU regulatory risk assessment. Sci. Total Environ. 374:223–234
  69. Stern, Bonnie R., Essentiality and Toxicity In Copper Health Risk Assessment: Overview, Update And Regulatory Considerations, 2010, Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A, 73:114–127
  70. Spinazzi M, De Lazzari F, Tavolato B, Angelini C, Manara R, Armani M. Myelo-optico-neuropathy in copper deficiency occurring after partial gastrectomy. Do small bowel bacterial overgrowth syndrome and occult zinc ingestion tip the balance? J Neurol. 2007;254:1012-7
  71. Goodman, B. P., Bosch, E. P., Ross, M. A., Hoffman-Snyder, C., Dodick, D. D., and Smith, B. E. 2009. Clinical and electrodiagnostic findings in copper deficiency myeloneuropathy, J. Neurol. Neurosurg. Psychiat., 80:524–527
  72. Kumar, N., Elliott, M. A., Hoyer, J. D., Harper, C. M., Jr., Ahlskog, J. E., and Phyliky, R. L. 2005."Myelodysplasia," myeloneuropathy, and copper deficiency. Mayo Clin. Proc. 80:943–946
  73. Stern, Bonnie R., Essentiality and Toxicity In Copper Health Risk Assessment: Overview, Update And Regulatory Considerations, 2010, Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A, 73:114–127
  74. Cordano, A. 1978. Copper deficiency in clinical medicine. In Monographs of the American College of Nutrition, Vol. 2, Zinc and copper in clinical medicine, eds. K. M. Hambidge and B. L. Nichols, Jr., pp. 119–126. Proceedings of the 17th Annual Meeting. New York: SP Med. Sci. Books
  75. Danks, D. M. 1988. Copper deficiency in humans. Annu. Rev. Nutr. 8:235–257
  76. Stern, Bonnie R. et al., 2007, Copper and Human Health: Biochemistry, Genetics, And Strategies For Modeling Dose-Response Relationships, Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B, 10:157–222
  77. Johnson, M. A., Fischer, J. G., and Kays, S. E. 1992. Is copper an antioxidant nutrient? Crit. Rev. Food Sci. 32:1–31
  78. Kägi, J. H., and Schaffer, A. 1988. Biochemistry of metallothionein. Biochemistry 27:8509–8515
  79. Stern, B. R., 2007. U-shaped dose-response curve for risk assessment of essential trace elements: Copper as a case study. San Francisco: John Wiley and Sons
  80. Danks, D. M. 1988. Copper deficiency in humans. Annu. Rev. Nutr. 8:235–257
  81. International Programme on Chemical Safety. 1998. Environmental Health Criteria No. 200: Copper. Geneva: World Health Organization
  82. Ralph, A., and McArdle, H. J. 2001. Copper metabolism and requirements in the pregnant mother, her fetus, and children. New York: International Copper Association
  83. Stern, B. R. 2007. U-shaped dose-response curve for risk assessment of essential trace elements:Copper as a case study. San Francisco: JohnWiley and Sons
  84. Klevay, L. M. 1980. The influence of copper and zinc on the occurrence of ischemic heart disease. J. Environ. Pathol. Toxicol. 4:281–287
  85. Strain, J. J. 1994. Newer aspects of micronutients in chronic disease: Copper. Proc. Nutr. Soc. 53:583–598
  86. Wapnir, R. A. 1998. Copper absorption and bioavailability. Am. J. Clin. Nutr. 67:1054S–1060S
  87. Lonnerdal, B. 1996. Bioavailability of copper. Am. J. Clin. Nutr. 63:821S–829S
  88. Kelsay, J. L. 1987. Effects of fiber, phytic acid, and oxalic acid in the diet on mineral bioavailability. Am. J. Gastroenterol. 82:983–986
  89. Lee, D.-Y., Schroeder, J. III, and Gordon, D. T. 1984. The effect of phytic acid on copper bioavailability. Fed. Proc. 43:616–620