Cupru este unul dintre esențiale (vitale) oligoelemente și este un metal moale, ductil de tranziție - metal greu / semimetal. Se află în al 11-lea grup al tabelului periodic, are simbolul Cu, numărul atomic 29 și un atomic masa din 63.546.Cupru apare în stările de oxidare Cu +, Cu2 + și Cu3 + și se găsește în natură în primul rând cu Cu + și Cu2 +. În sistemele biologice, predomină starea de oxidare 2-valentă - Cu2 +. Denumirea latină „cuprum” este derivată din minereul aes cyprium din insula Cipru", Unde cupru a fost extras în cele mai vechi timpuri. În sol, oligoelementul este prezent mai ales sub formă de sulfură, arseniat, clorură și carbonat.Datorită conductivității sale termice și electrice excelente, cuprul este utilizat în inginerie mai mult de 50% în instalații sanitare și încălzire. Din punct de vedere chimic, este utilizat ca catalizator (accelerator al reacțiilor chimice). Conform directivelor UE, numai carbonat de cupru, citrat, gluconat, sulfat și cupru lizină complexul poate fi utilizat în scopuri nutriționale. În plus, anumiți compuși de cupru sunt permiși ca aditivi conform regulii „cât este necesar, cât mai puțin posibil” - lat. : quantum satis, qs - de exemplu, conform directivei coloranților ca colorant alimentar E 141 Complexe de clorofile și clorofiline care conțin cupru.
biodisponibilității
Diverse componente dietetice pot influența metabolismul cuprului provocând modificări ale ratei de absorbție, excreție și distribuire de Cu în corp. De exemplu, aportul simultan de vitamina C (acid ascorbic), unele aminoacizi, glucoză polimeri, proteine, acid fumaric - fumarat -,acid oxalic - oxalat - și alți organici acizi, cum ar fi citrat, malat și lactat, promovează cuprul absorbție. Acidul ascorbic este capabil să reducă Cu2 + la Cu + și astfel să crească Cu absorbție.Concentrații excesive de fibre alimentare, calciu, fosfat, zinc, de fier, molibden, cadmiu, sulfura și fitații sau acidul fitic, pe de altă parte, reduc absorbția cuprului. Efectele sunt foarte pronunțate pentru de fier și zinc. Ultimul oligoelement poate conducepe de o parte, pentru inhibarea transportului Cu în enterocite - celule ale intestinului subțire membranei mucoase sau mucoasa - și, pe de altă parte, la legarea intracelulară de metalotioneina proteinei de stocare în timpul pasajului mucoasei. Acest lucru previne supraîncărcarea cu Cu a celulei, pe de o parte, și transportul de Cu către membrana enterocitelor basolaterale și, astfel, absorbția de Cu în fluxul sanguin, pe de altă parte.doză administrare of antiacide sau penicilamina poate avea un efect negativ asupra alimentării cu cupru.
Absorbție
Cuprul este prezent în alimente și în organism în formă legată, mai degrabă decât ca un ion liber. Motivul pentru aceasta este configurația sa specială de electroni, care îi permite să formeze legături complexe cu compuși importanți din punct de vedere biochimic, cum ar fi proteine.Cuprul este în mare parte absorbit din stomac și superior intestinului subtire (duoden). Deoarece rata de absorbție depinde puternic de compoziția alimentelor, aceasta variază între 35 și 70%. Alți autori afirmă că este între 20 și peste 50%, în funcție de conținutul de cupru al dietă. din lapte matern, 75% din cupru este absorbit, în timp ce din laptele de vacă, doar aproximativ 23% este absorbit. Acest lucru se datorează faptului că Cu din vacă lapte este legat de cazeină, o proteină grosieră de coagulare care este greu de digerat. De regulă, femeile lapte, la 0.3 mg / l, conține mult mai mult cupru decât cel al vacii lapte, care are un conținut de cupru de numai 0.09 mg / l. Nivelurile de cupru din organism sunt reglate prin ajustarea absorbției și excreției intestinale. Astfel, în deficitul de cupru, rata de absorbție este crescută, în timp ce în cuprul crescut, zinc, Sau de fier alimentarea, absorbția sau excreția suplimentară de Cu este redusă sau respectiv blocată. Absorbția cuprului poate fi explicată pe baza unei cinetici duale. La concentrații scăzute, cuprul este absorbit în enterocitele membranei de margine a periei intestinului subtire printr-un mecanism de transport activ, adică dependent de energie, saturabil. La concentrații mai mari, domină difuzia pasivă, adică transportul prin membrana enterocitelor în direcția concentrare gradient fără nici un aport de energie, precum și transportul membranei proteine.Mecanismul absorbției cuprului de către proteinele de transport de membrană - transport mediat de purtător - nu a fost încă clarificat cu precizie. Cu toate acestea, este clar că proteina de transport a membranei DCT-1, care este implicată în absorbția de zinc și fier, este importantă și pentru absorbția intestinală a cuprului. Faptul că DCT-1 este utilizat de zinc și fier, precum și de cupru și alte metale explică antagonismul acestor ioni în condiții extreme. Când alimentarea este permanent ridicată, o parte din cuprul din membranei mucoase celulele intestinului subtire este legat de metalotioneina, care este localizată în citoplasmă. Această proteină stochează cuprul absorbit și îl eliberează în sânge numai atunci când este nevoie. În plus, poate detoxifica excesul de cupru, care altfel ar putea cataliza formarea oxigen MNK-ATPaza, un sistem purtător saturabil, este responsabil pentru transferul de Cu din membrana enterocitelor basolaterale în sânge. Cu toate acestea, la sugari, cuprul este absorbit prin difuzie și într-un cotransport abia saturabil cu de apă.
Transport și depozitare
Cuprul absorbit este legat în sânge la proteinele plasmatice albumină și transcupreină și liganzi cu greutate moleculară mică, cum ar fi aminoacidul histidină. Transcupreina reprezintă o proteină de transport specifică Cu și are o afinitate mai mare pentru cupru decât albuminăNivelurile de Cu cu plasmă sunt de aproximativ 0.5-1.5 µg / ml în condiții normale și sunt cu 10% mai mari la femei decât la bărbați. Nici aportul de alimente, nici post afectează nivelurile de Cu plasmatic. Din motive care sunt încă neclare, nivelurile de Cu plasmatic sunt aproape dublate și triplate la sfârșitul anului sarcină sau după administrare contraceptive (pilule anticoncepționale). Nivelurile de cupru seric rămân ridicate în:
- infecţii
- Glomerulonefrita - o inflamație, de obicei autoimună, a corpusculilor renali (glomeruli) ca cauză majoră a insuficienței renale cronice care necesită dializă
- Infarct miocardic (atac de cord)
- Tirotoxicoza - exacerbarea crizei hipertiroidism (hipertiroidism), care pune viața în pericol din cauza simptomelor sale.
- Lupus eritematos - boala autoimună sistemică din grupul colagenozelor.
- Ciroza biliara - cronica ficat boală care duce la distrugerea lentă progresivă a celor mici bilă conducte în ficat și în cele din urmă la ciroză.
- Acut leucemie - boala tumorală a sânge celule, în care există o multiplicare necontrolată a leucocite (celule albe).
- Anemie aplastica - formă specială de anemie (anemie), în care există o reducere a numărului de celule din sânge din cauza unei dobândite măduvă osoasă aplazie.
- Administrarea de estrogeni
Scăderea nivelului plasmatic de Cu se găsește, de exemplu, în boala Kwashiorkor, o formă de proteină subnutriţie. Din cauza insuficienței anumitor aminoacizi esențiali, există o scădere a albuminelor (hipoalbuminemie) în sânge și astfel o scădere a presiunii osmotice coloidale. Ca rezultat, lichidul tisular - în special în regiunea abdominală - nu poate fi reabsorbit în capilarele venoase. albumină, și histidina transportă cuprul prin portal nervură (vena portae) to the ficat, care o preluează prin intermediul operatorului hCtr1. Ficatul este organul central al metabolismului cuprului și cel mai important depozit de cupru al organismului. În hepatocite (celule hepatice), cuprul este parțial depozitat, direcționat către compartimente subcelulare specifice de proteine de transport citosolice numite chaperone și încorporat în cupru enzime, cum ar fi caeruloplasmin, citocrom c oxidază sau superoxid dismutază. De o importanță deosebită este caeruloplasmina proteinei plasmatice. Aceasta prezintă atât o funcție enzimatică, cât și o funcție specifică de legare și transport pentru cupru. Ca feroxidază I, enzima este esențială pentru oxidarea fierului divalent la trivalent pe de o parte și pentru legarea fierului de plasmă transferină Pe de altă parte, o parte din cupru este încorporată în enzimă în timpul sintezei caeruloplasminului printr-o ATPază de legare a cuprului localizată în aparatul Golgi și este eliberată din nou în sânge de către ficat sub formă de Cu-caeruloplasmină. hepatocitele sunt depozitate în metalotioneină. Cuprul legat de caeruloplasmin în plasmă este distribuit la diferite organe și țesuturi din organism, după cum este necesar. Captarea celulară are loc prin intermediul receptorilor de Cu legați de membrană. Cuprul este al treilea cel mai abundent microadministrator din organism după fier și zinc, cu un conținut corporal de 80-100 mg. Cele mai mari concentrații de cupru se găsesc în principal în ficat (15%) și creier (10%), urmată de inimă și rinichi. Mușchiul (40%) și scheletul (20%) reprezintă aproximativ jumătate din conținutul total. Doar 6% din conținutul total de cupru se găsește în ser. Dintre acestea, aproximativ 80-95% este sub formă de Cu caeruloplasmin.Cu distribuire la fetuși și sugari diferă de la adulți. La naștere, ficatul și splină reprezintă jumătate din inventarul corpului. În cele din urmă, ficatul nou-născuților are un Cu de 3-10 ori mai mare concentrare decât cea a adulților. Aceste rezerve hepatice sunt normale din punct de vedere fiziologic și par să protejeze sugarul de deficiența de cupru în primele câteva luni.
Excreţie
În plus față de absorbție, excreția este una dintre cele mai importante variabile de reglare pentru homeostazia Cu, sau menținerea Cu echilibra în organism. Aproximativ 80% din excesul de cupru este excretat în bilă cu fecalele. În acest scop, oligoelementul este eliberat printr-o degradare lizozomală din compusul Cu-metalotioneină, precum și Cu-caeruloplasminul din hepatocite și respectiv plasmă și legat la membrana canaliculară de o ATPază care leagă Cu sau în paralel cu glutationul ( GSH) către un transportor dependent de GSH. În acest fel, cuprul este eliberat în bilă și excretat în scaun în asociere cu proteine, acizi biliari, și aminoacizi.15% din excesul de cupru este secretat pe peretele intestinal în lumen și, de asemenea, eliminat în scaun. Doar 2-4% este excretat renal prin urină. În defectele tubulare, pierderile prin rinichi cu urină pot crește semnificativ. Pierderi de cupru prin intermediul piele sunt variabile și sunt estimate la 0.34 mg / zi în medie. O cantitate foarte mică de cupru revine la organism din intestin prin intermediul circulația enterohepatică sau este reabsorbit.
