Copper là một trong những điều cần thiết (quan trọng) nguyên tố vi lượng và là một kim loại chuyển tiếp mềm, dễ uốn - kim loại nặng / bán kim loại. Nó nằm trong nhóm thứ 11 của bảng tuần hoàn, có ký hiệu Cu, số hiệu nguyên tử 29 và một nguyên tử khối lượng của 63.546.Copper xảy ra ở các trạng thái oxi hóa Cu +, Cu2 +, và Cu3 +, và được tìm thấy trong tự nhiên chủ yếu là Cu + và Cu2 +. Trong các hệ thống sinh học, trạng thái oxy hóa 2 hóa trị - Cu2 + chiếm ưu thế. Tên Latinh “cuprum” có nguồn gốc từ quặng aes cyprium ”từ đảo Cộng Hòa Síp", Ở đâu đồng đã được chiết xuất trong thời cổ đại. Trong đất, nguyên tố vi lượng có mặt hầu hết ở dạng sunfua, asenat, clorua và cacbonat.Bởi vì tính dẫn nhiệt và dẫn điện tuyệt vời của nó, đồng được sử dụng trong kỹ thuật hơn 50% trong hệ thống ống nước và hệ thống sưởi. Từ quan điểm hóa học, nó được sử dụng như một chất xúc tác (chất xúc tác của các phản ứng hóa học) Theo chỉ thị của EU, chỉ có đồng cacbonat, xitrat, gluconat, sunfat và đồng lysine phức hợp có thể được sử dụng cho mục đích dinh dưỡng. Ngoài ra, một số hợp chất đồng nhất định được phép làm chất phụ gia theo quy tắc “càng nhiều càng tốt, càng ít càng tốt” - lat. : quantum thỏa mãn, qs - ví dụ, theo chỉ thị chất tạo màu như chất tạo màu thực phẩm E 141 Phức hợp chứa đồng của chất diệp lục và chất diệp lục.
Sinh khả dụng
Các thành phần chế độ ăn uống khác nhau có thể ảnh hưởng đến sự chuyển hóa đồng bằng cách gây ra những thay đổi trong tỷ lệ hấp thụ, bài tiết, và phân phối của Cu trong cơ thể. Ví dụ, việc hấp thụ đồng thời vitamin C (axit ascorbic), một số amino axit, glucose polyme, protein, axit fumaric - fumarate -,axit oxalic - oxalat - và hữu cơ khác axit, chẳng hạn như citrate, malate và tiết sữa, thúc đẩy đồng hấp thụ. Axit ascorbic có thể khử Cu2 + thành Cu + và do đó làm tăng Cu hấp thụNồng độ quá mức của chế độ ăn uống chất xơ, canxi, phốt phát, kẽm, ủi, molypden, cadmiumMặt khác, sulfide, và phytates hoặc axit phytic, làm giảm sự hấp thụ đồng. Các tác động rất rõ rệt đối với ủi và kẽm. Nguyên tố vi lượng sau có thể dẫn, một mặt, ức chế sự vận chuyển Cu vào các tế bào ruột - tế bào của ruột non niêm mạc hoặc niêm mạc - và mặt khác, để liên kết nội bào với protein lưu trữ metallothionein trong quá trình đi qua niêm mạc. Điều này một mặt ngăn chặn quá tải Cu của tế bào, và Cu vận chuyển đến màng tế bào ruột hai bên và do đó Cu hấp thu vào máu.liều quản lý of thuốc kháng axit hoặc penicillamine có thể có tác động tiêu cực đến việc cung cấp đồng.
Hấp thụ
Đồng có trong thực phẩm và trong cơ thể sinh vật ở dạng liên kết chứ không phải ở dạng ion tự do. Lý do cho điều này là cấu hình electron đặc biệt của nó, cho phép nó hình thành các liên kết phức tạp với các hợp chất quan trọng về mặt hóa sinh, chẳng hạn như protein.Copper phần lớn được hấp thụ từ dạ dày và trên ruột non (tá tràng). Vì tỷ lệ hấp thụ phụ thuộc mạnh mẽ vào thành phần thức ăn, nó thay đổi trong khoảng 35 đến 70%. Các tác giả khác nói rằng nó nằm trong khoảng từ 20 đến hơn 50%, tùy thuộc vào hàm lượng đồng của chế độ ăn uống. Từ sữa mẹ, 75% đồng được hấp thụ, trong khi từ sữa bò, chỉ khoảng 23% được hấp thụ. Điều này là do Cu trong bò sữa liên kết với casein, một loại protein đông tụ thô rất khó tiêu hóa. Như một quy luật, phụ nữ sữa, ở mức 0.3 mg / l, chứa nhiều đồng hơn thịt bò sữa, có hàm lượng đồng chỉ 0.09 mg / l. Hàm lượng đồng trong cơ thể được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh sự hấp thụ và bài tiết của ruột. Do đó, khi thiếu đồng, tốc độ hấp thu tăng lên, trong khi tăng đồng, kẽm, hoặc là ủi cung cấp, tiếp tục hấp thu hoặc bài tiết Cu bị giảm hoặc bị chặn lại tương ứng. Sự hấp thụ đồng bộ có thể được giải thích trên cơ sở động học kép. Ở nồng độ thấp, đồng được hấp thụ vào các tế bào ruột của màng biên giới bàn chải của ruột non bằng cơ chế vận chuyển chủ động, tức là, phụ thuộc vào năng lượng, có thể bão hòa. Ở nồng độ cao hơn, sự khuếch tán thụ động chiếm ưu thế, tức là vận chuyển qua màng tế bào ruột theo hướng của tập trung gradient mà không có bất kỳ nguồn cung cấp năng lượng cũng như vận chuyển màng proteinCơ chế hấp thu đồng của các protein vận chuyển qua màng - vận chuyển qua trung gian chất mang - vẫn chưa được làm rõ một cách chính xác. Tuy nhiên, rõ ràng là protein vận chuyển màng DCT-1, tham gia vào quá trình hấp thụ kẽm và sắt, cũng rất quan trọng đối với sự hấp thu đồng ở ruột. Thực tế là DCT-1 được sử dụng bởi kẽm và sắt cũng như đồng và các kim loại khác giải thích sự đối kháng của các ion này trong các điều kiện khắc nghiệt. niêm mạc tế bào của ruột non liên kết với metallothionein, được khu trú trong tế bào chất. Protein này lưu trữ đồng được hấp thụ và giải phóng nó vào máu chỉ khi cần thiết. Ngoài ra, nó có thể khử độc đồng dư thừa, nếu không sẽ có thể xúc tác sự hình thành ôxy MNK-ATPase, một hệ thống chất mang có thể bão hòa, chịu trách nhiệm chuyển Cu từ màng tế bào ruột hai bên vào máu. Tuy nhiên, ở trẻ sơ sinh, đồng được hấp thụ bằng cách khuếch tán và trong một đồng vận chuyển gần như bão hòa với nước.
vận chuyển và lưu trữ
Đồng hấp thụ được liên kết trong máu đến các protein huyết tương albumin và transcuprein và các phối tử trọng lượng phân tử thấp, chẳng hạn như axit amin histidine. Transcuprein đại diện cho một protein vận chuyểnCu cụ thể và có ái lực với đồng cao hơn albuminMức độ Cu trong huyết tương vào khoảng 0.5-1.5 µg / ml trong điều kiện bình thường và ở phụ nữ cao hơn 10% so với nam giới. Không ăn cũng không ăn chay ảnh hưởng đến nồng độ Cu trong huyết tương. Vì những lý do vẫn chưa được làm rõ, mức Cu trong huyết tương tăng gần gấp đôi đến gấp ba vào cuối mang thai hoặc sau khi lấy thuốc tránh thai (thuốc tránh thai). Mức đồng huyết thanh vẫn tăng trong:
- Nhiễm trùng
- Viêm cầu thận - một chứng viêm, thường là tự miễn dịch, của các tiểu thể thận (cầu thận) là nguyên nhân chính của suy thận mãn tính cần lọc máu
- Nhồi máu cơ tim (đau tim)
- Nhiễm độc giáp - đợt cấp của khủng hoảng cường giáp (cường giáp), đe dọa nghiêm trọng đến tính mạng do các triệu chứng của nó.
- Bệnh ban đỏ - bệnh tự miễn hệ thống từ nhóm collagenose.
- Xơ gan mật - mãn tính gan bệnh dẫn đến sự phá hủy tiến triển chậm của các loài nhỏ mật ống dẫn trong gan và cuối cùng là xơ gan.
- Nhọn bệnh bạch cầu - bệnh khối u của máu ô, trong đó có một phép nhân không kiểm soát của bạch cầu (Tế bào bạch cầu).
- Thiếu máu không tái tạo - dạng thiếu máu đặc biệt (thiếu máu), trong đó có sự giảm số lượng của tất cả các tế bào máu do mắc phải tủy xương bất sản.
- Quản lý estrogen
Ví dụ, nồng độ Cu trong huyết tương giảm được tìm thấy trong bệnh Kwashiorkor, một dạng protein suy dinh dưỡng. Do cung không đủ cầu nhất định axit amin thiết yếu, có sự giảm albumin (giảm albumin máu) trong máu và do đó làm giảm áp suất thẩm thấu keo. Kết quả là, chất lỏng mô - đặc biệt là ở vùng bụng - không thể được tái hấp thu vào các mao mạch tĩnh mạch. albuminvà đồng vận chuyển histidine qua cổng thông tin tĩnh mạch (vena portae) đến gan, sẽ nhận thông qua nhà cung cấp dịch vụ hCtr1. Gan là cơ quan trung tâm chuyển hóa đồng và là kho dự trữ đồng quan trọng nhất của cơ thể. Trong tế bào gan (tế bào gan), đồng được dự trữ một phần, được dẫn đến các ngăn dưới tế bào cụ thể bởi các protein vận chuyển tế bào được gọi là chaperones, và được kết hợp thành đồng phụ thuộc. enzyme, chẳng hạn như caeruloplasmin, cytochrome c oxidase, hoặc superoxide dismutase. Điều quan trọng đặc biệt là protein huyết tương caeruloplasmin. Điều này thể hiện cả một chức năng của enzym và một chức năng liên kết và vận chuyển cụ thể đối với đồng. Là ferroxidase I, một mặt enzyme cần thiết cho quá trình oxy hóa sắt hóa trị hai thành sắt hóa trị ba và để liên kết sắt với huyết tương chuyển giao Mặt khác, một phần đồng được kết hợp vào enzym trong quá trình tổng hợp caeruloplasmin thông qua một ATPase liên kết đồng khu trú trong bộ máy Golgi và được gan giải phóng lại vào máu dưới dạng Cu-caeruloplasmin. Đồng còn lại trong tế bào gan được lưu trữ trong metallothionein. Đồng liên kết với caeruloplasmin trong huyết tương được phân phối đến các cơ quan và mô khác nhau trong cơ thể theo yêu cầu. Sự hấp thu của tế bào xảy ra thông qua các thụ thể Cu bám trên màng, đồng là kim loại vi lượng phổ biến thứ ba trong cơ thể sinh vật sau sắt và kẽm, với hàm lượng trong cơ thể là 80-100 mg. Nồng độ đồng cao nhất được tìm thấy chủ yếu ở gan (15%) và não (10%), tiếp theo là tim và thận. Cơ bắp (40%) và khung xương (20%) chiếm khoảng một nửa tổng nội dung. Chỉ 6% tổng hàm lượng đồng được tìm thấy trong huyết thanh. Trong số này, khoảng 80 đến 95% là ở dạng Cu caeruloplasmin.Cu phân phối ở bào thai và trẻ sơ sinh khác với ở người lớn. Khi mới sinh, gan và lá lách chiếm một nửa lượng hàng tồn kho của cơ thể. Cuối cùng, gan của trẻ sơ sinh có Cu cao gấp 3-10 lần. tập trung hơn của người lớn. Dự trữ gan này bình thường về mặt sinh lý và có vẻ như để bảo vệ trẻ sơ sinh khỏi tình trạng thiếu đồng trong vài tháng đầu.
Bài tiết
Ngoài sự hấp thụ, bài tiết là một trong những yếu tố điều tiết quan trọng nhất đối với cân bằng nội môi của Cu, hoặc duy trì Cu cân bằng trong cơ thể. Khoảng 80% lượng đồng dư thừa được bài tiết qua mật với phân. Vì mục đích này, nguyên tố vi lượng được giải phóng do sự phân giải lysosome từ hợp chất Cu-metallothionein cũng như Cu-caeruloplasmin trong tế bào gan và huyết tương, và được liên kết tại màng ống của chúng với ATPase liên kết Cu hoặc song song với glutathione ( GSH) đến nhà vận chuyển phụ thuộc GSH. Bằng cách này, đồng được giải phóng vào mật và bài tiết trong phân kết hợp với protein, axit mậtvà amino axit.15% lượng đồng dư thừa được tiết qua thành ruột vào lòng ruột và cũng được thải trừ qua phân. Chỉ 2-4% được thải trừ qua thận trong nước tiểu. Trong các khiếm khuyết về ống dẫn, thất thoát qua thận với nước tiểu có thể tăng lên đáng kể. Mất đồng do da có thể thay đổi và được ước tính là trung bình 0.34 mg / ngày. Một lượng rất nhỏ đồng trở lại cơ thể sinh vật từ ruột thông qua tuần hoàn ruột hoặc được tái hấp thu.
