da.energymedresearch.com
ernæring

Kobber af R.Borgacci

hvad

Hvad er kobber?

Kobber ("kobber" på engelsk) er et kemisk element med symbolet Cu (fra det latinske "cuprum") og atomnummer 29.

Som jern og zink er kobber også et metal-mikronæringsstof, der er afgørende for alle højere levende organismer - det samme gælder ikke for mikroorganismer. Implicit frem for alt ved oxidationsreduktionsreaktioner og i proteinsyntese, for eksempel til produktion af visse enzymer, spiller den i den menneskelige organisme en grundlæggende rolle for konstitutionen af ​​den biologiske respiratoriske cytokrom C- oxidasekatalysator - også kendt som kompleks IV, EC 1.9.3.1. En voksens krop indeholder 1, 4 - 2, 1 milligram kobber pr. Kg vægt, og de rigeste væv er: lever-, muskuløs og knogleparenchyma.

Vidste du at ...

I bløddyr og krebsdyr er kobber en bestanddel af blodpigmentets hæmocyanin; i disse organismer har den samme funktion som jern til menneskets hæmoglobin og mange andre hvirveldyr.

Ernæringsmæssige krav til kobber til vores krop er objektivt moderat og det er ikke en ernæringsfaktor, der normalt er let at komme ind i underskuddet; dens mangel er mere sandsynligt, når det er forbundet med generelle fejlernæring billeder. Blandt de rigeste fødevarer i kobber nævner vi: slagtebiprodukter, bløddyr, krebsdyr, oliefrø og stivelsesholdige bakterier. Den absorberende - intestinale - påvirkes såvel som ved tilstedeværelsen i fødevaren også ved den generelle sammensætning af måltiderne - for eksempel til mulig forekomst af store mængder jern-, zink- eller anti-næringsmæssige chelateringsmidler. Dets metabolisme kan påvirkes af arvelige sygdomme selv af alvorlig enhed.

Biologisk rolle

Biologisk rolle af kobber

Den biologiske rolle kobber begyndte med udseendet af ilt i jordens atmosfære. Kobber er et vigtigt sporelement både i dyr og grøntsager, men ikke i forhold til bakterier og vira.

I naturen er kobber hovedsageligt proteiner, såsom enzymer og transportører, som spiller forskellige roller i katalyse og overførsel af biologiske eller iltelektroner - processer, der udnytter den lette indbyrdes omdannelse af kobbertyperne I og II - Cu (I) og Cu (II) .

Kobber er afgørende for aerob respiration af alle eukaryote celler. I mitokondrier findes den i cytokrom C oxidaseenzym, det sidste protein i oxidativ phosphorylering, der binder O2 mellem et kobber og en jernion, der overfører 8 elektroner til O2-molekylet og dermed reducerer det til den deraf følgende forbindelse med hydrogen, med to molekyler vand.

Kobber findes også i mange superoxidedismutaseenzymer, proteiner, der katalyserer nedbrydning af superoxider ved at omdanne dem ved dismutation til ilt og hydrogenperoxid.

uddybning

Reaktionen af ​​superoxidedismutaseenzymet er som følger:

Cu2 + -SOD + 02- → Cu + -SOD + O2 (kobberreduktion, superoxidoxidation)

Cu + -SOD + O2- + 2H + → Cu2 + -SOD + H202 (kobberoxidation, superoxidreduktion)

Hæmocyaninproteinet er oxygenbæreren i de fleste bløddyr og nogle leddyr, såsom den forhistoriske krebsdyr Limulus polyphemus . Da hæmocyanin er blå, har disse organismer blod af samme farve og ikke rød - i stedet typisk for vores jernbaserede hæmoglobin.

Flere kobberproteiner, såsom "blå kobberproteiner", interagerer ikke direkte med substraterne og er ikke enzymer . I stedet overfører disse polypeptider elektroner gennem processen kaldet " elektronoverførsel ".

stofskifte

Kobbermetabolisme i menneskekroppen

Kobber absorberes i tarm og ind i blodbanen, hvor det binder til albumin og transporteres til leveren. Efter hepatisk metabolisme fordeles den til andre væv primært takket være ceruloplasminproteinet . Sidstnævnte bærer også kobber udskilt i modermælken hos pattedyr og absorberes særligt godt. For mere information se: Ceruloplasmin.

Normalt strømmer kobber i en enterohepatisk omsætning - en "genbrug" på ca. 5 mg / dag - mens kun 1 mg / dag absorberes med kosten og udvises. Om nødvendigt er organismen i stand til at fjerne overskuddet gennem gallen, hvilket derfor ikke vil blive signifikant reabsorberet af tarmsystemet.

Den menneskelige krop indeholder kobber i en mængde på ca. 1, 4 - 2, 1 mg / kg af vægt - hovedsageligt indeholdt i lever, muskler og knogler.

diæt

Kobber kilde kilde IOM

I 2001 opdaterede "US Institute of Medicine" (IOM) de anslåede gennemsnitlige krav (EAR) og anbefalede kosttilskud (anbefalet kosttilskud - RDA) for kobber. Når der ikke er tilstrækkelig information til rådighed til etablering af EAR og RDA, for eksempel med hensyn til nyfødte, anvendes et defineret skøn over tilstrækkeligt indtag (tilstrækkeligt indtag - AI).

Tilstrækkeligt indtag af kobber

AI for kobber op til et år svarer til:

  • 200 μg / dag kobber til mænd og kvinder 0-6 måneder
  • 220 μg / dag kobber til mænd og kvinder på 7-12 måneder.

Anbefalet kost ration af kobber

RDA'erne for kobber er:

  • 340 μg / dag kobber til mænd og kvinder 1-3 år gammel
  • 440 μg / dag kobber til mænd og kvinder på 4-8 år
  • 700 μg / dag kobber til mænd og kvinder 9-13 år
  • 890 μg / dag kobber til mænd og kvinder i alderen 14-18 år
  • 900 μg / dag kobber til mænd og kvinder på 19 år eller derover
  • 1000 μg / dag kobber til gravide kvinder på 14-50 år
  • 1300 μg / dag kobber til lakterende kvinder i alderen 14-50 år.

Tolerable øvre indtag niveauer af kobber

Hvad angår sikkerhedsniveauet, med tilstrækkelige data til at etablere dem, pålægger IOM også tolerable højere tolerancetyper (tolerable øvre indtagsniveauer - UL). I tilfælde af kobber er UL sat til 10 mg / dag.

Bemærk : Samlet set er EAR'erne, RDA'erne, IA'erne og UL'erne angivet som referencehenvisninger (Dietary Reference Intakes - DRI).

EFSA-kilde til kobber

Den Europæiske Fødevaresikkerhedsautoritet (EFSA) henviser til den kollektive serie af oplysninger som diætreferencesværdier (DRV), med populationsreferenceindtag (PRI) i stedet for RDA og gennemsnitskrav (AR) i stedet for EAR. For kvinder og mænd i alderen 18 og ældre er IA'erne fastsat til henholdsvis 1, 3 og 1, 6 mg / dag. AI til graviditet og amning er 1, 5 mg / dag. For børn i alderen 1-17 år øges AI med alder fra 0, 7 til 1, 3 mg / dag - de er derfor højere end amerikanske RDA'er. EFSA har sat sit UL på 5 mg / dag, hvilket er halvdelen af ​​USAs værdi.

Kobber på fødevaremærket i USA

Med henblik på mærkning af kosttilskud og kostfødevarer i USA udtrykkes mængden af ​​kobber i en del som en procentdel af den daglige værdi (% dagværdi -% DV).

100% af DV var 2, 0 mg, men fra 27. maj 2016 blev den revideret til 0, 9 mg for at bringe den i overensstemmelse med RDA.

mad

Fødevarer rig på kobber

Blandt de fødevarer, der er rige på kobber, er der både fødevarer af animalsk og vegetabilsk oprindelse. Typiske eksempler er: Lever som en fødevare, nyre eller nyre som mad, østers, krabber, hummer, kakao, valnødder, pecannøtter, jordnødder, solsikkefrø og dets olie, majskim og dens olie, hvede eller rugbran, bønner, linser, kakao, chokolade mv.

Sekundære kilder er: kød, især lam, og nogle frugter såsom citroner, æbler, papaya, kokosnød mv. Svampe og bryggersgær.

Emnet er bedre udviklet på siden: Kobber i fødevarer.

mangel

Symptomer på den ernæringsmæssige mangel på kobber

På grund af sin rolle i at lette jernabsorptionen kan kobberens ernæringsmæssige mangel forårsage symptomer svarende til jernmangelanæmi med muligheden for:

  • neutropeni
  • bone anomalies
  • hypopigmentering
  • reduceret vækst
  • øget forekomst af infektioner
  • osteoporose
  • hyperthyroidisme
  • abnormiteter i glucose og kolesterol metabolisme.

Diagnose af ernæringsmæssige mangel på kobber

Tilstanden for alvorlig kobbermangel kan findes ved at teste plasmakoncentrationerne af mineral- eller serumkobberet - af ceruloplasmin og superoxiddismutase i røde blodlegemer. Bemærk : Disse parametre er ikke følsomme over for den marginale mangel på kobber i kosten. Som et alternativ er det muligt at ty til analysen af ​​aktiviteten af ​​cytokrom c-oxidaseenzymet i leukocytter og blodplader, men det er ikke klart, om resultaterne af denne test giver faktisk repeterbare resultater.

toksicitet

Fødevare kobber toksicitet

Iagttagelse af nogle selvmordsforsøg viste sig, at store mængder kobber - i form af salte - kan fremkalde akut toksicitet, sandsynligvis på grund af redox og dannelse af reaktive iltarter, der er skadelige for DNA.

I forskellige husdyr, såsom kaninen, svarer den giftige mængde kobbersalte til 30 mg / kg. For at sikre en tilfredsstillende vækst er der brug for mindst 3 ppm / dag, og 100, 200, 500 ppm kan positivt påvirke anabole metabolisme og dermed dyrenes væksthastighed.

Hos mennesker er der som regel ikke tilfælde af kronisk toksicitet takket være transportsystemerne, der regulerer absorptionen og udskillelsen af ​​mineralet.

Imidlertid kan autosomale recessive mutationer i kobbertransportproteiner deaktivere disse systemer, hvilket fører til Wilsons kobberakkumulerende sygdom - også i øjnene, typisk kaldet Kayser-Fleischer-ringe - og levercirrhose hos mennesker, der arvede to defekte gener. For mere information om narkotika og Wilsons sygdom læs også den dedikerede artikel.

Overdreven kobberniveau har også været forbundet med forværrede symptomer på Alzheimers sygdom.

Eksponering for kobber toksicitet

I USA har Occupational Safety and Health Administration (OSHA) udpeget en tilladt eksponeringsgrænse (PEL) for kobberstøv og relaterede dampe på arbejdspladsen på 1 mg / m3 - tidsvægtet gennemsnit (TWA). Institut for Arbejdsmiljø og Sundhed (NIOSH) har fastsat en anbefalet eksponeringsgrænse (REL) på 1 mg / m3 TWA. Værdien "umiddelbart farlig for liv og sundhed" (IDLH) er 100 mg / m3.

Kobber er også en bestanddel af tobaksplanten, som hurtigt absorberer metaller fra den omgivende jord for at akkumulere i bladene. Med rygningen er der desuden en mistanke om en potentielt skadelig rolle for disse elementer, udover det af forgiftningens toksiske bestanddele - hvoraf skadens omfang er meget dokumenteret.

Populær medicin

Kobber i folkemedicin

For nylig er nogle kompressionsbeklædninger, der indeholder flettet kobber, kommet ind på markedet. Sådanne tøj ville have promiskuøse terapeutiske indikationer, der kombinerer komprimeringsfunktionen foreslået af konventionel medicin til behandling af nogle specifikke lidelser til "energipotentialet" af materialet i stedet etableret af folkemedicin.

materiale

Egenskaber og egenskaber ved kobber som et materiale

Som et materiale har den egenskab af blødhed, formbarhed, ekstrem duktilitet og høj termisk og elektrisk ledningsevne. Overfladen af ​​rent kobber, lige eksponeret - endnu ikke oxideret - har en rød-orange farve. Kobber bruges som leder af varme og elektricitet som byggemateriale og som en del af forskellige legeringer, såsom sølv, der anvendes i smykker, bruges cupronickel til fremstilling af hardware og marine mønter og constantan, der anvendes til spændemåler og termoelementer, der er nyttige til temperaturmåling.

uddybning

Kobber er et af de få metaller, der findes i naturen i den allerede anvendelige form - indfødt metal. Dette tillod dets anvendelse af mennesket så tidligt som 8000 f.Kr. Det var det første metal, der blev smeltet af dets mineral (5000 f.Kr.), den første der blev trykt (4000 f.Kr.), og den første til at udgøre en forsætlig legering med et andet metal, tin, for at skabe bronze (3500 f.Kr.).

Tidligere - allerede i romertiden - blev kobber udstrakt og anvendt til forskellige anvendelser. De forbindelser, der oftest findes fra fundene, er kobbersalte (kobber II eller Cu II), som ofte giver en blå eller grøn farve til mineralerne: azurit, malachit og turkis - meget udbredt som pigmenter. Kobber, der anvendes i bygninger, normalt som en belægning, oxiderer til dannelse af en grønlig patina. Kobber bruges også nogle gange i dekorativ kunst, både i sin elementære metalform og i andre forbindelser. Forskellige kobbermaterialer anvendes som bakteriostatiske midler, fungicider og træbeskyttelsesmidler.

Antibiofouling - anti-akkumulator

Kobber er en biostatisk forbindelse, dvs. det tillader ikke væksten af ​​bakterier og mange andre livsformer.

Det er derfor en meget effektiv anti-fouling og har derfor tidligere fundet en rigelig anvendelse i nautiske sektorer - først i renhed, derefter i muntz legering (40% zink) eller kobbermaling. Kobber var nødvendig for at strukturere og dække komponenter og overflader under vandlinjen - bådens levende håndværk - hvor der generelt udvikles alger, muslinger, gramostini (hundens tænder), limpets osv.

Takket være "anti-bioaccumulator" er kobberlegeringer derefter blevet grundlæggende materialer til tværbinding i akvakultur; de har også fremragende antimikrobielle, strukturelle og korrosionsbestandige egenskaber.

Antimikrobielt kobber

De antibakterielle kobberlegeringskontaktflader har naturlige egenskaber, der ødelægger en lang række mikroorganismer - for eksempel E. coli O157: H7, methicillinresistent Staphylococcus aureus (MRSA), Staphylococcus, Clostridium difficile, dell virus ' influenza A, adenovirus og forskellige svampe. Regelmæssigt rengjort har hundreder af kobberlegeringer vist sig at dræbe over 99, 9% af patologiske bakterier på bare to timer. "United States Environmental Protection Agency" (EPA) har godkendt registreringen af ​​disse kobberlegeringer som "antimikrobielt materiale med sundhedsmæssige fordele", så producenterne kan påberåbe sig fordelene. Desuden har ØPA godkendt en lang liste over antimikrobielle kobberprodukter fremstillet af disse legeringer, såsom håndlister, rækværk, dræn, vandhaner, dørhåndtag, toilet hardware, computer tastaturer, udstyr til wellnesscentre og indkøbsvognhåndtag. Kobberhåndtag bruges på hospitaler for at reducere overførsel af patogener. Bakterien af ​​"Legionnaire's disease" eller "legionellosis" ( Legionella pneumophila ) undertrykkes ved brug af kobberrør i hydrauliske systemer. Antimikrobielle kobberlegeringsprodukter installeres i sundhedsfaciliteter i følgende lande: Storbritannien, Irland, Japan, Korea, Frankrig, Danmark og Brasilien samt i metrotransportsystemet i Santiago, Chile, hvor - mellem 2011 og 2014 - kobber og zink håndlister vil blive installeret på omkring 30 stationer.

uddybning

Chromobacterium violaceum og Pseudomonas fluorescenser kan mobilisere fast kobber som en cyanidforbindelse.

Bibliografi

  • McHenry, Charles, ed. (1992). The New Encyclopedia Britannica. 3 (15 udg.). Chicago: Encyclopedia Britannica, Inc. s. 612.
  • Encyclopaedia Britannica, 11. udgave, Vol. 7, s. 102.
  • Johnson, MD PhD, Larry E., ed. (2008). "Kobber". Merck Manual Home Health Handbook. Merck Sharp & Dohme Corp., et datterselskab af Merck & Co., Inc. Hentet den 7. april 2013.
  • Kobber i menneskers sundhed
  • Edding, Mario E., Flores, Hector og Miranda, Claudio, (1995), eksperimentel anvendelse af kobber-nikkel legering mesh i mariculture. Del 1: Mulighed for brug i en tempereret zone Del 2: Demonstration af brugen i en kuldezone; Endelig rapport til International Copper Association Ltd.
  • Korrosionsadfærd af kobberlegeringer anvendt i marine akvakultur. (PDF). copper.org. Hentet den 8. november 2011.
  • Kobber Touch Surfaces Arkiveret 23 juli 2012 på Wayback Machine. Kobber Touch Overflader. Hentet den 8. november 2011.
  • EPA registrerer kobberholdige legeringsprodukter, maj 2008
  • Biurrun, Amaya; Caballero, Luis; Pelaz, Carmen; Leon, Elena; Gago, Alberto (1999). "Behandling af et legionella pneumophila - koloniseret vandfordelingssystem ved anvendelse af kobber-sølv ionisering og kontinuerlig chlorering". Infektionskontrol og Hospital Epidemiologi. 20 (6): 426-428.
  • Chilenske metro beskyttet med antimikrobielle kobber - jernbanenyheder fra arkiveret 24. juli 2012 på Wayback Machine. rail.co. Hentet den 8. november 2011.
  • Codelco til at levere antimikrobielt kobber til nye metrolinjer (Chile) [død link]. Construpages.com.ve. Hentet den 8. november 2011.
  • PR 811 Chilenske Subway installerer Antimikrobielle Kobber Arkiveret 23. november 2011 på Wayback Machine. (PDF). antimicrobialcopper.com. Hentet den 8. november 2011.
  • Geoffrey Michael Gadd (marts 2010). "Metaller, mineraler og mikrober: geomikrobiologi og bioremediering". Mikrobiologi. 156 (3): 609-643.
  • Geoffrey Michael Gadd (marts 2010). "Metaller, mineraler og mikrober: geomikrobiologi og bioremediering". Mikrobiologi. 156 (3): 609-643.
  • Harbhajan Singh (2006-11-17). Mykoremediering: Svampebioremediering. s. 509.
  • Vest, Katherine E .; Hashemi, Hayaa F .; Cobine, Paul A. (2013). "Kapitel 13 kobbermetallet i eukaryotiske celler". I Banci, Lucia. Metallomics og Cell. Metal Ions i Life Sciences. 12. Springer.
  • "Sjove fakta". Horseshoe krabbe. University of Delaware. Hentet 13. juli 2008.
  • SJ Lippard, JM Berg "Principper for bioinorganisk kemi" University Science Books: Mill Valley, CA; 1994.
  • Decker, H. & Terwilliger, N. (2000). "COP'er og Robbers: Putative udvikling af kobber oxygen-bindende proteiner". Journal of Experimental Biology. 203 (Pt 12): 1777-1782.
  • Schneider, Lisa K .; Wüst, Anja; Pomowski, Anja; Zhang, Lin; Einsle, Oliver (2014). "Kapitel 8. Ingen skrammel: Unmaking af drivhusgas dinitrogenmonoxid med nitrogenoxidreduktase". I Peter MH Kroneck; Martha E. Sosa Torres. Den metaldrevne biogeokemi af gasformige forbindelser i miljøet. Metal ioner i biovidenskab. 14. Springer. pp. 177-210.
  • Denoyer, Delphine; Clatworthy, Sharnel AS; Cater, Michael A. (2018). "Kapitel 16. Kobberkomplekser i kræftterapi". I Sigel, Astrid; Sigel, Helmut; Freisinger, Eva; Sigel, Roland KO Metal-Drugs: Development and Action of Anticancer Agents. 18. Berlin: de Gruyter GmbH. pp. 469-506.
  • "Antal kobber i den normale menneskekrop og andre næringsmæssige kobberfakta". Hentet 3. april 2009.
  • Adelstein, SJ; Vallee, BL (1961). "Kobbermetabolisme hos mennesker". New England Journal of Medicine. 265 (18): 892-897.
  • MC Linder; Wooten, L .; Cerveza, P .; Bomuld, s. Shulze, R .; Lomeli, N. (1. maj 1998). "Kobber transport". Den amerikanske Journal of Clinical Nutrition. 67 (5): 965S - 971S.
  • Frieden, E .; Hsieh, HS (1976). "Ceruloplasmin: kobbertransportproteinet med essentiel oxidaseaktivitet". Fremskridt i Enzymologi og beslægtede områder af Molekylærbiologi. Fremskridt i Enzymologi - og beslægtede områder af Molekylærbiologi. 44: 187-236.
  • SS Percival; Harris, ED (1. januar 1990). "Kobbertransport fra ceruloplasmin: Karakterisering af den cellulære optagemekanisme". American Journal of Physiology. Cellfysiologi. 258 (1): C140-6.
  • Dietary Reference Intakes: RDA og AI for Vitaminer og Elements Food and Nutrition Board, Institut for Medicin, National Academies Press, 2011. Hentet den 18. april 2018.
  • Kobber. IN: Dietary Reference Intakes for vitamin A, vitamin K, arsen, bor, krom, kobber, jod, jern, mangan, molybdæn, nikkel, silicium, vanadium og kobber. National Academy Press. 2001, PP. 224-257.
  • "Oversigt over kost referenceværdier for EU-befolkningen som afledt af EFSA-panelet om diætetiske produkter, ernæring og allergier" (PDF). 2017.
  • Tolerable Upper Intake Levels For Vitaminer Og Mineraler (PDF), Den Europæiske Fødevaresikkerhedsautoritet, 2006
  • "Federal Register 27 maj 2016 Fødevaremærkning: Revision af ernærings- og suppleringsfakta Etiketter. FR-side 33982" (PDF).
  • "Ændringer i panelet Næringsfakta - Overholdelsesdato"
  • Bonham, Maxine; O'Connor, Jacqueline M .; Hannigan, Bernadette M .; Strain, JJ (2002). "Immunsystemet som en fysiologisk indikator for marginal kobber status?" British Journal of Nutrition. 87 (5): 393-403.
  • Li, Yunbo; Trush, Michael; Yager, James (1994). "DNA-beskadigelse forårsaget af reaktive oxygenarter, der stammer fra en kobberafhængig oxidation af 2-hydroxycatecholet af østradiol". Carcinogenese. 15 (7): 1421-1427.
  • Gordon, Starkebaum; John, M. Harlan (april 1986). "Endotelcelle skade to til kobberkatalyseret hydrogenperoxid generation fra homocystein". J. Clin. Invest. 77 (4): 1370-6.
  • "Pesticid Information Profile for Copper Sulfate". Cornell University. Hentet 10. juli 2008.
  • Hunt, Charles E. & William W. Carlton (1965). "Kardiovaskulære læsioner forbundet med eksperimentel kobbermangel i kaninen". Journal of Nutrition. 87 (4): 385-394.
  • Ayyat MS; Marai IFM; Alazab AM (1995). "Kobberprotein ernæring af New Zealand hvide kaniner under egyptiske betingelser". World Rabbit Science. 3 (3): 113-118.
  • Brewer GJ. Kobberoverskud, zinkmangel og erkendelsestab i Alzheimers sygdom. BioFactors (Oxford, England). Marts 2012; 38 (2): 107-113.
  • "Kobber: Alzheimers sygdom". Examine.com. Hentet 21 juni 2015.
  • "NIOSH Pocket Guide til kemiske farer # 0150". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  • OEHHA-kobber
  • Talhout, Reinskje; Schulz, Thomas; Florek, Ewa; Van Benthem, Jan; Wester, Piet; Opperhuizen, Antoon (2011).
  • "Farlige forbindelser i tobaksrøg". International Journal of Environmental Research og Folkesundhed. 8 (12): 613-628.
  • Alireza Pourkhabbaz, Hamidreza Pourkhabbaz Undersøgelse af giftige metaller i tobak af forskellige iranske cigaretmærker og beslægtede sundhedsproblemer, Iran J Basic Med Sci. 2012 Jan-Feb; 15 (1): 636-644.
  • David Bernhard, Andrea Rossmann og Georg Wick Metals i cigaretrøg, IUBMB Life, 57 (12): 805-809, december 2005.

Interessante Artikler