näring

Koppar av R.Borgacci

vad

Vad är koppar?

Koppar ("koppar" på engelska) är ett kemiskt element med symbolen Cu (från latinska "cuprum") och atomnummer 29.

Som järn och zink är koppar också en metallmikronäringsämne som är väsentlig för alla högre levande organismer - detsamma gäller inte mikroorganismer. Implicit framförallt i oxidationsreduceringsreaktioner och i proteinsyntes, till exempel för framställning av vissa enzymer, spelar den en grundläggande roll för konstitutionen av den biologiska respiratoriska cytokrom C-oxidaskatalysatorn - även känd som komplex IV, EC 1.9.3.1. En vuxen kropp innehåller 1, 4 - 2, 1 milligram koppar per kg vikt och de rikaste vävnaderna är: lever-, muskulär- och benparenchyma.

Visste du att ...

I blötdjur och kräftdjur är koppar en beståndsdel i blodpigmentets hemocyanin; i dessa organismer har den samma funktion som järn för människans hemoglobin och många andra ryggradsdjur.

Näringsmässiga kravet på koppar till vår kropp är objektivt måttlig och det är inte en näringsfaktor som normalt är lätt att komma in i underskottet. dess brist är mer sannolikt när den är förknippad med allmänna undernäringsbilder. Bland de rikaste matvarorna i koppar nämns: slaktbiprodukter, blötdjur, kräftdjur, oljeväxter och stärkelsefrö. Absorptionen - intestinalen - påverkas, liksom av dess närvaro i maten, också genom den allmänna sammansättningen av måltiderna - till exempel för eventuella närvaro av stora mängder järn-, zink- eller anti-näringsmässiga chelateringsmedel. Dess metabolism kan påverkas av ärftliga sjukdomar även av allvarlig enhet.

Biologisk roll

Kopparets biologiska roll

Den biologiska rollen av koppar började med syreutseende i jordens atmosfär. Koppar är ett viktigt spårämne både i djur- och vegetabiliska kungariket, men inte med bakterier och virus.

I naturen är koppar huvudsakligen proteiner, såsom enzymer och transportörer, som spelar olika roller i katalys och överföring av biologiska eller syreelektroner. Processer som utnyttjar den enkla interkonversionen av koppartyperna I och II-Cu (I) och Cu (II) .

Koppar är viktigt vid aerob andning av alla eukaryota celler. I mitokondrier finns det i cytokrom C-oxidasenzymet, det sista proteinet i oxidativ fosforylering som binder O2 mellan en koppar och en järnjon, som överför 8 elektroner till O2-molekylen och därigenom reducerar den, för den följdliga kopplingen med väte, med två molekyler vatten.

Koppar finns också i många superoxiddismutasenzymer, proteiner som katalyserar sönderdelning av superoxider genom att omvandla dem, genom dismutation, till syre och väteperoxid.

fördjupning

Reaktionen av superoxiddismutasenzymet är som följer:

Cu2 + -SOD + 02- → Cu + -SOD + 02 (kopparreduktion, superoxidoxidation)

Cu + -SOD + 02- + 2H + → Cu2 + -SOD + H2O2 (kopparoxidation, superoxidreduktion)

Hemocyaninproteinet är syrebäraren i de flesta blötdjur och några leddjur, såsom den förhistoriska kräftdjuret Limulus polyphemus . Eftersom hemocyanin är blått har dessa organismer blod av samma färg och inte röda - istället typiska för vårt järnbaserade hemoglobin.

Flera kopparproteiner, såsom "blåkopparproteiner", interagerar inte direkt med substraten och är inte enzymer . I stället sänder dessa polypeptider elektroner genom processen kallad " elektronöverföring ".

metabolism

Kopparmetabolism i människokroppen

Koppar absorberas i tarmarna och in i blodomloppet, där det binder till albumin och transporteras till levern. Efter levermetabolism distribueras den till andra vävnader, huvudsakligen tack vare ceruloplasminproteinet . Den senare bär också koppar utsöndrat i bröstmjölken hos däggdjur och absorberas särskilt bra. För mer information se: Ceruloplasmin.

Normalt kopplas koppar i en enterohepatisk cirkulation - en "återvinning" på ca 5 mg / dag - medan endast 1 mg / dag absorberas med kosten och utvisas. Om så är nödvändigt kan organismen eliminera överskottet genom gallan, vilket därför inte kommer att bli avsevärt reabsorberat av tarmarna.

Människokroppen innehåller koppar i en mängd av ca 1, 4 - 2, 1 mg / kg av vikt - som huvudsakligen finns i lever, muskler och ben.

diet

Kopparkällkälla IOM

Under 2001 uppdaterade "US Institute of Medicine" (IOM) de beräknade genomsnittliga kraven (EAR) och rekommenderade kostbidrag (rekommenderade kosttillskott - RDA) för koppar. När det inte finns tillräckligt med information för att upprätta EAR och RDA, till exempel när det gäller nyfödda, används en bestämd uppskattning av adekvat intag (adekvat intag - AI).

Tillräckligt intag av koppar

AI för koppar upp till ett år motsvarar:

  • 200 μg / dag koppar för män och kvinnor 0-6 månader
  • 220 μg / dag koppar för män och kvinnor på 7-12 månader.

Rekommenderad kostförhållande av koppar

RDA för koppar är:

  • 340 μg / dag koppar för män och kvinnor 1-3 år gamla
  • 440 μg / dag koppar för män och kvinnor på 4-8 år
  • 700 μg / dag koppar för män och kvinnor 9-13 år gammal
  • 890 μg / dag koppar för män och kvinnor i åldern 14-18 år
  • 900 μg / dag koppar för män och kvinnor 19 år eller äldre
  • 1000 μg / dag koppar för gravida kvinnor på 14-50 år
  • 1300 μg / dag koppar för lakterande kvinnor i åldern 14-50 år.

Tålbara övre intagsnivåer av koppar

När det gäller säkerhetsnivån med tillräckliga data för att upprätta dem, ålägger IOM också tolererbara högre toleransnivåer (tolererbara övre intagsnivåer - UL). När det gäller koppar är UL inställd på 10 mg / dag.

Obs! Sammanfattningsvis anges EAR, RDA, IA och UL som referensreferenser (Dietary Reference Intakes - DRI).

EFSA-källa av koppar

Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet (EFSA) hänvisar till den kollektiva serien av information som diabetiska referensvärden (DRV), med populationsreferensintag (PRI) istället för RDA och genomsnittskrav (AR) istället för EAR. För kvinnor och män 18 år och äldre är IA: erna inställda på 1, 3 respektive 1, 6 mg / dag. AI för graviditet och amning är 1, 5 mg / dag. För barn i åldern 1-17 år ökar AI med ålder från 0, 7 till 1, 3 mg / dag - de är därför högre än amerikanska RDA. EFSA har satt sitt UL vid 5 mg / dag, vilket är hälften av USA: s värde.

Koppar på matmärket i USA

För att märka kosttillskott och kostfoder i USA anges mängden koppar i en del som en procentandel av det dagliga värdet (% dagvärde -% DV).

100% av DV var 2, 0 mg, men från och med 27 maj 2016 reviderades den till 0, 9 mg för att bringa den i linje med RDA.

mat

Mat rik på koppar

Bland de livsmedel som är rik på koppar finns både livsmedel av animaliskt och vegetabiliskt ursprung. Typiska exempel är: Lever som mat, njure eller njure som mat, ostron, krabbor, hummer, kakao, valnötter, pecannor, jordnötter, solrosfrön och dess olja, majskim och dess olja, vete eller rågkli, bönor, linser, kakao, choklad etc.

Sekundära källor är: kött, särskilt lamm, och vissa frukter som citroner, äpplen, papaya, kokosnöt, etc., svamp och bryggerjäst.

Ämnet är bättre utvecklat på sidan: Koppar i mat.

brist

Symtom på näringsbrist på koppar

På grund av sin roll för att underlätta järnabsorption kan näringsbrist på koppar orsaka symtom som liknar järnbristanemi, med möjligheten att:

  • neutropeni
  • benanomalier
  • hypopigmentering
  • minskad tillväxt
  • ökad förekomst av infektioner
  • osteoporos
  • hypertyreos
  • abnormiteter i glukos och kolesterol metabolism.

Diagnos av näringsbrist på koppar

Staten med svår kopparbrist kan hittas genom att testa plasmakoncentrationerna av mineral- eller serumkoppar - av ceruloplasmin och superoxiddismutas i röda blodkroppar. Obs! Dessa parametrar är inte känsliga för den marginella bristen på koppar i kosten. Som ett alternativ är det möjligt att tillgripa analysen av aktiviteten hos cytokrom c-oxidasenzymet i leukocyter och blodplättar, men det är inte klart huruvida resultaten av detta test ger faktiskt repeterbara resultat.

toxicitet

Livsmedel koppar toxicitet

När man observerade några självmordsförsök sågs det att överdrivna mängder koppar - i form av salter - kan inducera akut toxicitet, troligen på grund av redoxen och genereringen av reaktiva syrearter som är skadliga för DNA.

I olika husdjur, såsom kaninen, är den giftiga mängden kopparsalter ekvivalent med 30 mg / kg. För att säkerställa tillfredsställande tillväxt behövs minst 3 ppm / dag och 100, 200, 500 ppm kan positivt påverka anabolisk metabolism och därmed djurens tillväxthastighet.

Hos människor är det vanligen osannolikt att fall av kronisk toxicitet uppstår, tack vare de transportsystem som reglerar absorptionen och utsöndringen av mineralet.

Autosomala recessiva mutationer i koppartransportproteiner kan emellertid deaktivera dessa system, vilket leder till Wilsons kopparackumulerande sjukdom - även i ögonen, vanligtvis kallad Kayser-Fleischer ringar - och levercirros hos personer som ärvd två defekta gener. För mer information om droger och Wilsons sjukdom läs också den dedikerade artikeln.

Överdriven kopparnivå har också kopplats till förvärrade symtom på Alzheimers sjukdom.

Exponering för koppartoxicitet

I Förenta staterna har Occupational Safety and Health Administration (OSHA) utsett en tillåten exponeringsgräns (PEL) för kopparstoft och relaterade rök på arbetsplatsen på 1 mg / m3 - tidsvägd genomsnitt (TWA). Institutet för arbetarskydd och hälsa (NIOSH) har fastställt en rekommenderad exponeringsgräns (REL) på 1 mg / m3 TWA. Värdet "omedelbart farligt för liv och hälsa" (IDLH) är 100 mg / m3.

Koppar är också en beståndsdel i tobaksverket, som snabbt absorberar metaller från den omgivande jorden för att ackumuleras i bladen. Med rökning, förutom den för de giftiga beståndsdelarna i förbränningen, som skadan är allmänt dokumenterad, misstänks en potentiellt skadlig roll hos dessa element.

Populär medicin

Koppar i folkmedicin

Nyligen har några kompressionskläder som innehåller flätat koppar kommit in på marknaden. Sådana kläder skulle ha promiskuösa terapeutiska indikationer, som kombinerar komprimeringsfunktionen som föreslagits av konventionell medicin för behandling av vissa specifika störningar för "energipotentialen" hos det material som istället etableras av folkmedicin.

material

Egenskaper och egenskaper hos koppar som ett material

Som material har det egenskaper som mjukhet, smältbarhet, extremt duktilitet och hög termisk och elektrisk ledningsförmåga. Ytan av ren koppar, precis utsatt - så ej oxiderad än - har en röd-orange färg. Koppar används som en ledare av värme och elektricitet, som byggmaterial och som en del av olika legeringar, såsom silver som används i smycken, används cupronickel för tillverkning av hårdvaru- och marinmynt och konstantan som används för töjningsmätare och termoelement som är användbara för temperaturmätning.

fördjupning

Koppar är en av de få metaller som finns i naturen i den redan användbara formen - inbyggd metall. Detta gjorde det möjligt för mannen att använda den så tidigt som 8000 f.Kr. Det var den första metallen som smältades av dess mineral (5000 f.Kr.), den första som skulle skrivas ut (4000 f.Kr.) och den första som utgör en avsiktlig legering med en annan metall, tennet, för att skapa brons (3500 f.Kr.).

Tidigare - redan i romerska tider - kopplades kraftigt ut och användes för olika tillämpningar. De föreningar som oftast hittas från fynden är kopparsalter (koppar II eller Cu II), som ofta ger en blå eller grön färg till typen av mineraler: azurit, malakit och turkos - används ofta som pigment. Koppar som används i byggnader, vanligtvis som beläggning, oxiderar för att bilda en grönaktig patina. Koppar används också ibland i dekorativ konst, både i sin elementära metallform och i andra föreningar. Olika kopparmaterial används som bakteriostatiska medel, fungicider och träskyddsmedel.

Antibiofouling - antikumulator

Koppar är en biostatisk förening, det vill säga det tillåter inte tillväxten av bakterier och många andra livsformer.

Det är därför en mycket effektiv antifouling och har därför tidigare funnit riklig användning inom nautiska sektorn - först i renhet, sedan i muntz legering (40% zink) eller kopparfärg. Koppar var nödvändigt för att strukturera och täcka komponenter och ytor som ligger under vattenlinjen - båtens levande hantverk - på vilket alger, musslor, gramostini (hundtänder), limpeter etc. vanligtvis utvecklas.

Tack vare egenskapen "anti-bioaccumulator" har kopparlegeringar sedan blivit grundläggande material vid tvärbindning i vattenbruk. de har också utmärkta antimikrobiella egenskaper, struktur och korrosionsbeständighet.

Antimikrobiell koppar

De antibakteriella kopparlegeringens kontaktytor har naturliga egenskaper som förstör ett stort antal mikroorganismer - till exempel E. coli O157: H7, meticillinresistenta Staphylococcus aureus (MRSA), Staphylococcus, Clostridium difficile, dellvirus influensa A, adenovirus och olika svampar. Regelbunden rengöring har visat sig att hundratals kopparlegeringar dödar över 99, 9% av de patologiska bakterierna inom bara två timmar. "Förenta staternas miljöskyddsmyndighet" (EPA) har godkänt registreringen av dessa kopparlegeringar som "antimikrobiellt material med folkhälsofördelar", så att tillverkarna kan göra anspråk på förmånerna. Dessutom har EPA godkänt en lång lista över antimikrobiella kopparprodukter från dessa legeringar, såsom räcken, räcken, handfat, kranar, dörrknoppar, toalettartiklar, datortangentbord, utrustning för hälsocenter och handtag för handtag. Kopparhandtag används på sjukhus för att minska överföringen av patogener. Bakteriet av "Legionnaire's disease" eller "legionellosis" ( Legionella pneumophila ) är undertryckt genom användning av kopparrör i hydrauliska system. Antimikrobiella kopparlegeringsprodukter installeras i sjukvården i följande länder: Storbritannien, Irland, Japan, Korea, Frankrike, Danmark och Brasilien samt i tunnelbanesystemet i Santiago, Chile, där - mellan 2011 och 2014 - koppar- och zinkstången kommer att installeras på cirka 30 stationer.

fördjupning

Chromobacterium violaceum och Pseudomonas fluorescens kan mobilisera fast koppar som en cyanidförening.

Bibliografi

  • McHenry, Charles, red. (1992). The New Encyclopedia Britannica. 3 (15 red.). Chicago: Encyclopedia Britannica, Inc. s. 612.
  • Encyclopaedia Britannica, 11: e upplagan, vol. 7, sid. 102.
  • Johnson, MD PhD, Larry E., red. (2008). "Copper". Merck Handbok Hem Hälsa Handbok. Merck Sharp & Dohme Corp, ett dotterbolag till Merck & Co., Inc. Hämtat 7 april 2013.
  • Koppar i människors hälsa
  • Edding, Mario E., Flores, Hector och Miranda, Claudio, (1995), Experimental Användning av Koppar-Nickellegering Mesh i Mariculture. Del 1: Genomförbar användning i en tempererad zon; Del 2: Demonstration av användningen i en kall zon; Slutrapport till International Copper Association Ltd.
  • Korrosionsbeteende hos kopparlegeringar som används i marin vattenbruk. (PDF). copper.org. Hämtad den 8 november 2011.
  • Koppar Touch Surfaces Arkiverad 23 juli 2012 på Wayback Machine. Koppar Touch Surfaces. Hämtad den 8 november 2011.
  • EPA registrerar kopparinnehållande legeringsprodukter, maj 2008
  • Biurrun, Amaya; Caballero, Luis; Pelaz, Carmen; Leon, Elena; Gago, Alberto (1999). "Behandling av ett Legionella pneumophila-koloniserat vattendistributionssystem med användning av koppar-silverjonisering och kontinuerlig klorering". Infektionskontroll och sjukhuspidemiologi. 20 (6): 426-428.
  • Chilean tunnelbana skyddad med antimikrobiellt koppar - Rail News från arkiverad 24 juli 2012 på Wayback Machine. rail.co. Hämtad den 8 november 2011.
  • Codelco för att tillhandahålla antimikrobiella koppar för nya tunnelbanelinjer (Chile) [död länk]. Construpages.com.ve. Hämtad den 8 november 2011.
  • PR 811 chilenska tunnelbanan installerar antimikrobiellt koppar arkiverat 23 november 2011 på Wayback Machine. (PDF). antimicrobialcopper.com. Hämtad den 8 november 2011.
  • Geoffrey Michael Gadd (mars 2010). "Metaller, mineraler och mikrober: geomikrobiologi och bioremediering". Microbiology. 156 (3): 609-643.
  • Geoffrey Michael Gadd (mars 2010). "Metaller, mineraler och mikrober: geomikrobiologi och bioremediering". Microbiology. 156 (3): 609-643.
  • Harbhajan Singh (2006-11-17). Mykoremediering: Svampbioremediering. s. 509.
  • Vest, Katherine E .; Hashemi, Hayaa F .; Cobine, Paul A. (2013). "Kapitel 13 Kopparmetallet i Eukaryotiska celler". I Banci, Lucia. Metallomics and the Cell. Metalljoner i biovetenskap. 12. Springer.
  • "Roliga fakta". Hästskoskrabba. University of Delaware. Hämtad 13 juli 2008.
  • SJ Lippard, JM Berg "Principer för bioinorganisk kemi" Universitetsvetenskapsböcker: Mill Valley, CA; 1994.
  • Decker, H. & Terwilliger, N. (2000). "COP och Robbers: Putative utveckling av koppar syrebindande proteiner". Journal of Experimental Biology. 203 (Pt 12): 1777-1782.
  • Schneider, Lisa K .; Wüst, Anja; Pomowski, Anja; Zhang, Lin; Einsle, Oliver (2014). "Kapitel 8. Inget skrattande ämne: Unmaking av växthusgaser dinitrogenmonoxid med kväveoxidreduktas". I Peter MH Kroneck; Martha E. Sosa Torres. Metalldriven biogeokemi av gasformiga föreningar i miljön. Metalljoner i biovetenskap. 14. Springer. pp. 177-210.
  • Denoyer, Delphine; Clatworthy, Sharnel AS; Cater, Michael A. (2018). "Kapitel 16. Kopparkomplex i cancerterapi". I Sigel, Astrid; Sigel, Helmut; Freisinger, Eva; Sigel, Roland KO Metalldroger: Utveckling och verkan av anticanceragenter. 18. Berlin: de Gruyter GmbH. pp. 469-506.
  • "Mängden koppar i den vanliga människokroppen och andra näringsrika kopparfakta". Hämtad 3 april 2009.
  • Adelstein, SJ; Vallee, BL (1961). "Kopparmetabolism hos människan". New England Journal of Medicine. 265 (18): 892-897.
  • MC Linder; Wooten, L .; Cerveza, P .; Bomull, S .; Shulze, R .; Lomeli, N. (1 maj 1998). "Koppartransport". American Journal of Clinical Nutrition. 67 (5): 965S-971S.
  • Frieden, E .; Hsieh, HS (1976). "Ceruloplasmin: Koppartransportproteinet med essentiell oxidasaktivitet". Framsteg i Enzymologi och besläktade områden i Molekylärbiologi. Framsteg i Enzymology - och närliggande områden av molekylärbiologi. 44: 187-236.
  • SS Percival; Harris, ED (1 januari 1990). "Koppartransport från ceruloplasmin: Karakterisering av cellupptagningsmekanismen". American Journal of Physiology. Cellfysiologi. 258 (1): Cl40-6.
  • Dietary Reference Intakes: RDA och AI för Vitaminer och Elements Food and Nutrition Board, Institute of Medicine, National Academies Press, 2011. Hämtad 18 april 2018.
  • Koppar. IN: Dietary Reference Intakes för vitamin A, vitamin K, arsen, bor, krom, koppar, jod, järn, mangan, molybden, nickel, kisel, vanadin och koppar. National Academy Press. 2001, PP. 224-257.
  • "Översikt över kostvärden för EU: s befolkning som härrör från EFSA-panelen om dietiska produkter, näring och allergier" (PDF). 2017.
  • Tålbara övre intagsnivåer för vitaminer och mineraler (PDF), Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet, 2006
  • "Federal Register May 27, 2016 Food Labeling: Revidering av Nutrition and Supplement Facts Etiketter. FR-sida 33982" (PDF).
  • "Ändringar i panelet näringsfakta - efterlevnadsdatum"
  • Bonham, Maxine; O'Connor, Jacqueline M .; Hannigan, Bernadette M .; Strain, JJ (2002). "Immunsystemet som en fysiologisk indikator för marginal kopparstatus?" British Journal of Nutrition. 87 (5): 393-403.
  • Li, Yunbo; Trush, Michael; Yager, James (1994). "DNA-skada orsakad av reaktiva syrearter härrörande från en kopparberoende oxidation av 2-hydroxikatekolet av östradiol". Cancer. 15 (7): 1421-1427.
  • Gordon, Starkebaum; John, M. Harlan (april 1986). "Endotelceller skada två till kopparkatalyserad väteperoxidproduktion från homocystein". J. Clin. Invest. 77 (4): 1370-6.
  • "Bekämpningsmedelinformationsprofil för kopparsulfat". Cornell University. Hämtad 10 juli 2008.
  • Jakt, Charles E. & William W. Carlton (1965). "Kardiovaskulära lesioner associerade med experimentell kopparbrist i kaninen". Journal of Nutrition. 87 (4): 385-394.
  • Ayyat MS; Marai IFM; Alazab AM (1995). "Kopparproteinnäring av Nya Zeeland vita kaniner under egyptiska förhållanden". World Rabbit Science. 3 (3): 113-118.
  • Brewer GJ. Kopparöverskott, zinkbrist och kognitionsförlust i Alzheimers sjukdom. BioFactors (Oxford, England). Mars 2012; 38 (2): 107-113.
  • "Koppar: Alzheimers sjukdom". Examine.com. Hämtad 21 juni 2015.
  • "NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards # 0150". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  • OEHHA-koppar
  • Talhout, Reinskje; Schulz, Thomas; Florek, Ewa; Van Benthem, Jan; Wester, Piet; Opperhuizen, Antoon (2011).
  • "Farliga föreningar i tobaksrök". International Journal of Environmental Research och folkhälsa. 8 (12): 613-628.
  • Alireza Pourkhabbaz, Hamidreza Pourkhabbaz Undersökning av giftiga metaller i tobak av olika iranska cigarettmärken och relaterade hälsoproblem, Iran J Basic Med Sci. 2012 Jan-Feb; 15 (1): 636-644.
  • David Bernhard, Andrea Rossmann och Georg Wick Metals i cigarettrök, IUBMB Life, 57 (12): 805-809, december 2005.