人体必需微量元素铜

人体必需微量元素铜
铜是人体必需的微量元素，铜广泛分布于生物组织中，大部分以有机复合物存在，很多是金属蛋白，以酶的形式起着功能作用。

每个含铜蛋白的酶都有它清楚的生理生化作用，生物系统中许多涉及氧的电子传递和氧化还原反应都是由含铜酶催化的，这些酶对生命过程都是至关重要的。

据估计人体内含铜总量范围为50～120mg，有报道人体含铜1.4～2.1mg／kg，幼儿以千克体重计是成人的 3 倍，胎儿和婴儿铜水平与成人不同。

出生后头两个月的婴儿铜浓度是以后的6～10 倍，这种铜的储存可能为渡过婴儿期所需。

人血液中铜主要分布于细胞和血浆之间，在红细胞中约60％的铜存在于Cu-Zn 金属酶中(超氧化物歧化酶，SOD)，其余40％与其他蛋白质和氨基酸松弛地结合。

一、生理功能与缺乏
铜是原氧化剂(prooxidant)又是抗氧化剂(antioxidant)。

铜在机体内的生化功能主要是催化作用，许多含铜金属酶作为氧化酶，参与体内氧化还原过程，尤其是将氧分子还原为水，许多含铜金属酶已在人体中被证实，有着重要的生理功能。

(一)构成含铜酶与铜结合蛋白的成分已知含铜酶主要有：胺氧化酶、酪胺氧化酶、单胺氧化酶、组胺氧化酶、二胺氧化酶、赖氨酰氧化酶、硫氢基氧化酶、亚铁氧化酶I(即铜蓝蛋白)、亚铁氧化酶Ⅱ、细胞色素 C 氧化酶、多巴胺β-羟化酶、超氧化物歧化酶、细胞外超氧化物歧化酶等。

铜结合蛋白有：铜硫蛋白、白蛋白、转铜蛋白、凝血因子V、低分子量配合体(包括氨基酸和多肽)等。

(二)维持正常造血功能铜参与铁的代谢和红细胞生成。

铜蓝蛋白和亚铁氧化酶Ⅱ可氧化铁离子，使铁离子结合到运铁蛋白，对生成运铁蛋白起主要作用，并可将铁从小肠腔和贮存点运送到红细胞生成点，促进血红蛋白的形成。

故铜缺乏时可产生寿命短的异常红细胞。

正常骨髓细胞的形成也需要铜。

缺铜引起线粒体中细胞色素C 氧化酶活性下降，使Fe3+不能与原卟啉合成血红素，可引起贫血。

铜蓝蛋白功能缺损也可使细胞产生铁的积聚。

缺铜时红细胞生成障碍，表现为缺铜性贫血。

大多数为低血红蛋白小细胞性，亦可为正常细胞或大细胞性。

生化检查：
①血浆铜蓝蛋白150mg／L。

②血清铜浓度11μmol／L(0.7mg／L)。

③红细胞铜含量常降至0.4 肛g／ml 红细胞以下。

(三)促进结缔组织形成
铜主要是通过赖氟酰氧化酶促进结缔组织中胶原蛋白和弹性蛋白的交联，是形成强壮、柔软的结缔组织所必需。

因此，它在皮肤和骨骼的形成、骨矿化、心脏和血管系统的结缔组织完善中起着重要的作用。

(四)维护中枢神经系统的健康
铜在神经系统中起着多种作用。

细胞色素氧化酶能促进髓鞘的形成。

在脑组织中多巴胺β-羟化酶催化多巴胺转变成神经递质正肾上腺素，该酶并与儿茶酚胺的生物合成有关。

缺铜可致脑组织萎缩，灰质和白质变性，神经元减少，精神发育停滞，运动障碍等。

铜在中枢神经系统中的一些遗传性和偶发性神经紊乱的发病中有着重要作用。

(五)促进正常黑色素形成及维护毛发正常结构
酪氨氧化酶能催化酪氨酸羟基化转变为多巴，并进而转变为黑色素，为皮肤、毛发和眼睛所必需。

先天性缺酪氨氧化酶，引起毛发脱色，称为白化病。

硫氢基氧化酶具有维护毛发的正常结构及防止其角化，铜缺乏时毛发角化并出现具有铜丝样头发的卷发症，称为Menke’s 病。

（六)保护机体细胞免受超氧阴离子的损伤
广泛分布的超氧化物歧化酶(SOD)，细胞外的铜蓝蛋白和主要在细胞内的铜硫蛋白等含铜酶具有抗氧化作用。

SOD 能催化超氧阴离子转变为过氧化物，过氧化物又通过过氧化氢酶或谷胱甘肽过氧化物酶作用进一步转变为水。

铜对脂质和糖代谢有一定影响，缺铜动物可使血中胆固醇水平升高，但过量铜又能引起脂质代谢紊乱。

铜对血糖的调节也有重要作用。

缺铜后葡萄糖耐量降低，对某些用常规疗法无效的糖尿病患者，给以小剂量铜离子治疗，常可使病情明显改善，血糖降低。

此外，铜对免疫功能、激素分泌等也有影响，缺铜虽对免疫功能指标有影响，但补充铜并不能使之逆转。

二、吸收与代谢
膳食中铜被吸收后，通过门脉血运送到肝脏，掺入到铜蓝蛋白，然后释放到
血液，传递到全身组织，大部分内源性铜排泄到胃肠道与从食物中来而未被吸收的铜一起排出体外，少量铜通过其他途径排出。

铜主要在小肠被吸收，少量由胃吸收。

可溶性铜的吸收率为40％～60％。

胃肠道对一般食物中铜吸收率很高，近来报道表观吸收率为55％一75％，铜的吸收率受膳食中铜水平强烈影响，膳食中铜含量增加，吸收率则下降，而吸收量仍有所增加。

在每天摄入铜少于1mg 时，其吸收率为50％以上；当每天摄入量增加到5mg 时，吸收率则下降为20％以下，每天摄人铜为2mg 时吸收率约为35％。

膳食中铜水平低时，主动运输为主；膳食中铜水平高时，被动吸收则起作用。

年龄和性别对铜吸收未见明显影响。

铜的吸收可能受机体对铜的需要所调节，含铜硫蛋白参与对铜吸收的调节。

膳食中其他营养素摄人量对铜的吸收利用产生影响，但所需含量都比较高，这包括锌、铁、钼、维生素C、蔗糖和果糖。

已证明锌摄入过高可干扰铜的吸收，膳食或饲料中维生素 C 含量高时，在许多动物体内可产生铜缺乏，但人体研究较少。

每天摄入维生素 C 600mg 并不干扰铜的吸收。

每天摄人维生素 C 1600mg 可减少铜蓝蛋白活力，人体研究表明，果糖摄入量高与红细胞中铜.锌超氧化物歧化酶(Cu-Zn SOD)减少有关。

总之，这些营养素之间关系，在人体研究中资料仍感不足，需要进一步探讨。

铜的主要排泄途径是通过胆汁到胃肠道，再随唾液、胃液、肠液回收，进入胃肠道的铜以及少量来自小肠细菌的铜一起由粪便中排出，但少部分被重吸收。

健康人每日经尿液排泄的铜约10～50μg／d(0.2～1.0μmol／d)，经汗及皮肤通常丢失50μg／d 以下，皮肤、指甲、头发也丢失铜。

铜吸收和排泄的动态平衡调节，在广宽的膳食摄入范围内可预防铜的缺乏或中毒。

三、过量与中毒
铜对于大多数哺乳动物是相对无毒的。

人体急性铜中毒主要是由于误食铜盐或食用与铜容器或铜管接触的食物或饮料。

大剂量铜的急性毒性反应包括：口腔有金属味、流涎、上腹疼痛、恶心、呕吐及严重腹泻。

摄人100g 或更多硫酸铜可引起溶血性贫血、肝衰竭、肾衰竭、休克、昏迷或死亡。

慢性中毒可以在用铜管做血液透析的病人几个月后出现，以及葡萄园用铜化合物作为杀虫剂的工作者。

经口摄入而引起慢性中毒尚未确定。

长期食用大量牡蛎、肝、蘑菇、坚果、巧克力等含铜高的食品，每天铜摄入量超过正常量10
倍以上未见慢性中毒。

四、营养状况评价
评估铜营养状况的指标，有血清或血浆中铜，铜蓝蛋白水平，红细胞中SOD 活性，贫血、中性白细胞低等，对严重铜缺乏及对补铜后反映较迅速。

但对边缘性铜缺乏不是敏感指标，也不能很好反映膳食中铜的摄人量。

(一)血清中铜浓度
是铜缺乏的可靠指标，用于个体则要慎重。

正常人血清铜范围为10.0～24.4μmol／L(640—1560μg／L)。

女性比男性约高10％。

女性妊娠期血清铜可高出一倍。

而当发现铜缺乏病例时，血清铜浓度已远低于此下限。

补充铜可使血清铜浓度在几天内恢复到正常水平。

(二)血清铜蓝蛋白浓度
正常人水平为180～400mg／L。

血清中铜蓝蛋白浓度经常与血清中铜浓度相平行，铜蓝蛋白也是一个铜缺乏的可靠指标，但不能反映轻度铜缺乏，它对补充铜反映很快。

铜蓝蛋白是一个急性病期出现的蛋白质，在肝病、恶性肿瘤、炎症、心肌梗死以及许多传染性疾病时，明显增加。

在这种情况下血清铜和铜蓝蛋白水平不能用作为诊断铜缺乏指标。

(三)红细胞中超氧化物歧化酶(SOD) 也是评估铜营养状况的一个可靠指标。

认为有时更敏感。

它在不同膳食铜水平情况下，低铜膳食使红细胞中SOD 活性下降。

(四)血小板中铜浓度和细胞色素C 氧化酶能更快地反映膳食中铜的含量。

曾有报道若膳食中铜下降时，血小板中铜浓度和酶活性下降；而膳食中补充铜时，只有血小板中铜浓度增加。

(五)尿铜排出量非常低，个体差异大，在对照研究中尿铜的排出量下降，可作为膳食中铜摄人量不够的证明。

(六)其他采用许多功能试验来评估铜的营养状态，或将已确定的多个指标结合起来在评估铜的营养状况应是更有价值的。