Měď R.Borgacci

co

Co je to měď?

Měď ("měď" v angličtině) je chemický prvek se symbolem Cu (z latiny "cuprum") a atomovým číslem 29.

Stejně jako železo a zinek je měď také mikronutrientem, který je nezbytný pro všechny vyšší živé organismy - to neplatí pro mikroorganismy. Implicitní především v oxidačně-redukčních reakcích a v syntéze proteinů, například při produkci určitých enzymů, hraje v lidském organismu zásadní úlohu při tvorbě biologického katalyzátoru oxidace cytochromu C oxidázy - také známého jako komplex IV, EC 1.9.3.1. Tělo dospělého obsahuje 1, 4 - 2, 1 miligramů mědi na kilogram hmotnosti a nejbohatší tkáně jsou: jaterní, svalový a kostní parenchyma.

Věděli jste, že ...

U měkkýšů a korýšů je měď součástí hemocyaninu krevního pigmentu; v těchto organismech má stejnou funkci jako železo pro lidský hemoglobin a mnoho dalších obratlovců.

Nutriční požadavek mědi pro naše tělo je objektivně mírný a není to nutriční faktor, který by se normálně snadno dostal do deficitu; jeho nedostatek je pravděpodobnější, pokud je spojen s obrazy obecné podvýživy. Mezi nejbohatší potraviny z mědi se zmiňují: droby, měkkýši, korýši, olejnatá semena a škrobové zárodky. Absorpce - střevní - je ovlivněna, stejně jako její přítomností v potravinách, a to i obecným složením pokrmů - například pro případnou přítomnost velkých množství chelátových činidel železa, zinku nebo výživy. Jeho metabolismus může být ovlivněn dědičnými chorobami i vážného subjektu.

Biologická role

Biologická role mědi

Biologická role mědi začala působením kyslíku v zemské atmosféře. Měď je základním stopovým prvkem jak v živočišné, tak v rostlinné říši, nikoli však v bakteriích a virech.

V přírodě je měď hlavně bílkoviny, jako jsou enzymy a transportéry, které hrají různé role při katalýze a přenosu biologických nebo kyslíkových elektronů - procesy, které využívají snadnou vzájemnou konverzi měděných typů I a II - Cu (I) a Cu (II),

Měď je nezbytná při aerobním dýchání všech eukaryotických buněk. V mitochondriích se nachází v enzymu cytochromu C oxidázy, posledním proteinu v oxidační fosforylaci, který váže O2 mezi mědí a ionty železa, přenáší 8 elektronů na molekulu O2 a redukuje jej, což vede k následnému spojení s vodíku, se dvěma molekulami vody.

Měď je také nalezená v mnoha superoxid dismutase enzymech, bílkovinách, které katalyzují rozklad superoxides tím, že převádí je, dismutation, do kyslíku a peroxidu vodíku.

prohlubující se

Reakce enzymu superoxid dismutázy je následující:

Cu2 + -SOD + O2- → Cu + -SOD + O2 (redukce mědi, oxidace superoxidu)

Cu + -SOD + O2- + 2H + → Cu2 + -SOD + H2O2 (oxidace mědi, redukce peroxidu)

Hemocyanin protein je nosič kyslíku ve většině měkkýšů a některých členovců, jako je prehistorický korýš Limulus polyphemus . Protože hemocyanin je modrý, tyto organismy mají krev stejné barvy a ne červené - místo toho typické pro náš hemoglobin na bázi železa.

Několik proteinů mědi, jako například "modré měděné proteiny", neinterferuje přímo se substráty a nejsou enzymy . Místo toho tyto polypeptidy přenášejí elektrony procesem nazývaným " elektronový přenos ".

metabolismus

Metabolismus mědi v lidském těle

Měď se vstřebává do střeva a do krevního oběhu, kde se váže na albumin a transportuje do jater. Po jaterním metabolismu je distribuován do jiných tkání především díky ceruloplasminovému proteinu. Ten také nese měď vylučovanou do mateřského mléka savců a je zvláště dobře absorbován. Další informace naleznete v tématu: Ceruloplasmin.

Normálně toky mědi v enterohepatickém oběhu - “recyklace” asi 5 mg / den - zatímco jen 1 mg / den je absorbován s dietou a vyhnaný. Je-li to nutné, organismus je schopen eliminovat přebytek žlučí, který tedy nebude významně reabsorbován střevem.

Lidské tělo obsahuje měď v množství asi 1, 4 - 2, 1 mg / kg hmotnosti - obsažené hlavně v játrech, svalech a kostech.

dieta

Zdroj mědi IOM

V roce 2001 aktualizoval "US Institute of Medicine" (IOM) odhadované průměrné požadavky (EAR) a doporučené dietní přídavky (doporučená dietní dávka - RDA) pro měď. Pokud nejsou k dispozici dostatečné informace pro stanovení EAR a RDA, například pokud jde o novorozence, používá se definovaný odhad adekvátního příjmu (adekvátní příjem - AI).

Adekvátní příjem mědi

AI pro měď do jednoho roku věku odpovídá:

200 μg / den mědi pro muže a ženy 0-6 měsíců
220 μg / den mědi pro muže a ženy 7-12 měsíců.

Doporučená dietní dávka mědi

RDA pro měď jsou:

340 μg / den mědi pro muže a ženy ve věku 1-3 let
440 μg / den mědi pro muže a ženy 4-8 let
700 μg / den mědi pro muže a ženy ve věku 9-13 let
890 μg / den mědi pro muže a ženy ve věku 14-18 let
900 μg / den mědi pro muže a ženy ve věku 19 let a starší
1000 μg / den mědi pro těhotné ženy ve věku 14-50 let
1300 μg / den mědi pro kojící ženy ve věku 14-50 let.

Tolerovatelné horní úrovně sání mědi

Pokud jde o úroveň bezpečnosti, s dostatečnými údaji k jejich zřízení, IOM také stanoví tolerovatelné vyšší úrovně tolerance (tolerovatelné horní úrovně příjmu - UL). V případě mědi je UL nastavena na 10 mg / den.

Poznámka : souhrnně EARs, RDAs, IAs a ULs jsou označeny jako dietní referenční odkazy (Dietary Reference Intakes - DRI).

EFSA zdroj mědi

Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) odkazuje na kolektivní řadu informací jako referenční hodnoty pro výživu (DRV), s referenčním příjmem populace (PRI) namísto RDA a průměrného požadavku (AR) namísto EAR. U žen a mužů ve věku 18 a více let jsou hodnoty IA stanoveny na 1, 3 resp. 1, 6 mg / den. AI pro těhotenství a laktaci je 1, 5 mg / den. U dětí ve věku 1-17 let se AI zvyšuje s věkem od 0, 7 do 1, 3 mg / den - jsou proto vyšší než americké RDA. EFSA stanovila UL na 5 mg / den, což je polovina hodnoty Spojených států.

Měď na etiketě potravin v USA

Pro účely označování potravinových doplňků a dietních potravin ve Spojených státech je množství mědi v porci vyjádřeno jako procento denní hodnoty (% denní hodnota -% DV).

100% DV bylo 2, 0 mg, ale od 27. května 2016 bylo revidováno na 0, 9 mg, aby bylo dosaženo souladu s RDA.

jídlo

Potraviny bohaté na měď

Mezi potravinami bohatými na měď existují potraviny živočišného i rostlinného původu. Typické příklady jsou: játra jako potrava, ledviny nebo ledviny jako potraviny, ústřice, krabi, humr, kakao, vlašské ořechy, pekanové ořechy, arašídy, slunečnicová semena a jeho olej, kukuřičné klíčky a jeho olej, pšenice nebo žitné otruby, fazole, čočka, kakao, čokoláda atd.

Sekundární zdroje jsou: maso, zejména jehněčí, a některé druhy ovoce, jako jsou citrony, jablka, papája, kokos, atd., Houby a pivovarské kvasnice.

Téma je lépe rozvinuto na stránce Copper in Foods.

nedostatek

Příznaky nedostatku výživy mědi

Vzhledem ke své úloze při usnadnění vstřebávání železa může nutriční nedostatek mědi způsobit příznaky podobné anémii z nedostatku železa, s možností:

neutropenie
kostní anomálie
hypopigmentace
snížení růstu
zvýšený výskyt infekcí
osteoporóza
hypertyreóza
abnormality metabolismu glukózy a cholesterolu.

Diagnóza nutričního deficitu mědi

Stav závažného nedostatku mědi lze zjistit testováním plazmatických hladin minerálu - nebo mědi séra - ceruloplasminu a superoxid dismutázy v červených krvinkách. Poznámka : tyto parametry nejsou citlivé na okrajový nedostatek mědi ve stravě. Alternativně je možné uchýlit se k analýze aktivity enzymu cytochrom c oxidasy v leukocytech a destičkách, ale není jasné, zda výsledky tohoto testu poskytují skutečně opakovatelné výsledky.

toxicity

Toxicita mědi v potravinách

Při pozorování pokusů o sebevraždu bylo zjištěno, že nadměrná množství mědi - ve formě solí - mohou vyvolat akutní toxicitu, pravděpodobně díky redox a tvorbě reaktivních kyslíkových druhů škodlivých pro DNA.

U různých hospodářských zvířat, jako je například králík, toxické množství solí mědi odpovídá 30 mg / kg. Pro zajištění uspokojivého růstu je zapotřebí alespoň 3 ppm / den a 100, 200, 500 ppm může příznivě ovlivnit anabolický metabolismus a tedy rychlost růstu zvířat.

U lidí je zpravidla nepravděpodobné, že se vyskytnou případy chronické toxicity, a to díky dopravním systémům, které regulují vstřebávání a vylučování minerálu.

Autosomálně recesivní mutace v proteinech transportujících měď však mohou tyto systémy znemožnit, což vede k Wilsonově nemoci hromadící měď - také v očích, obvykle označované jako Kayser-Fleischerovy kroužky - a jaterní cirhóze u lidí, kteří zdědili dva defektních genů. Pro více informací o drogách a Wilsonově nemoci si přečtěte také specializovaný článek.

Nadměrné hladiny mědi byly také spojeny se zhoršujícími se symptomy Alzheimerovy choroby.

Vystavení toxicitě mědi

Ve Spojených státech Úřad pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (OSHA) určil povolený limit expozice (PEL) pro prach z mědi a související výpary na pracovišti 1 mg / m3 - časově vážený průměr (TWA). Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH) stanovil doporučený limit expozice (REL) 1 mg / m3 TWA. Hodnota "bezprostředně nebezpečná pro život a zdraví" (IDLH) je 100 mg / m3.

Měď je také součástí tabákové rostliny, která rychle absorbuje kovy z okolní půdy, aby se hromadí v listech. S kouřením se kromě toho, že se jedná o toxické složky spalování, jejichž škodlivost je široce zdokumentována, předpokládá potenciálně škodlivou roli těchto prvků.

Populární medicína

Měď v lidovém lékařství

V nedávné době vstoupily na trh některé kompresní oděvy obsahující pletenou měď. Takové oděvy by měly promiskuitní terapeutické indikace, kombinující kompresní funkci navrženou konvenčním léčivem pro léčbu některých specifických poruch na "energetický potenciál" materiálu namísto lidového lékařství.

materiál

Vlastnosti a vlastnosti mědi jako materiálu

Jako materiál se může pochlubit vlastnostmi měkkosti, tvárnosti, extrémní tažnosti a vysokou tepelnou a elektrickou vodivostí. Povrch čisté mědi, právě vystavený - tak ještě neoxidovaný - má červenooranžovou barvu. Měď se používá jako vodič tepla a elektřiny, jako stavební materiál a jako součást různých slitin, jako je stříbro používané ve špercích, cupronickel používaný k výrobě hardwaru a námořní mince a konstanty používané pro tenzometry a termočlánky užitečné pro měření teploty.

prohlubující se

Měď je jedním z mála kovů vyskytujících se v přírodě v již použitelné formě - nativní kov. Toto dovolilo jeho použití člověkem jak brzy jak 8000 př.nl To bylo první kov být roztaven jeho nerostem (5000 př.nl), první být tisknut (4000 př.nl) a první tvořit úmyslnou slitinu s další kov, cín, vytvořit bronz (3500 př.nl).

V minulosti - již v římských dobách - byla měď extenzivně extrahována a používána pro různé aplikace. Nejčastěji se z těchto nálezů nacházejí soli mědi (měď II nebo Cu II), které často dávají modře nebo zeleně barvu minerálním látkám typu azurit, malachit a tyrkys - široce používané jako pigmenty. Měď používaná v budovách, obvykle jako povlak, oxiduje za vzniku nazelenalé patiny. Měď je také někdy používána v dekorativním umění, a to jak v elementární formě kovu, tak v jiných sloučeninách. Různé materiály mědi se používají jako bakteriostatická činidla, fungicidy a prostředky na ochranu dřeva.

Antibiofouling - anti-akumulátor

Měď je biostatická sloučenina, tj. Neumožňuje růst bakterií a mnoho dalších forem života.

Jedná se tedy o velmi účinné antivegetační činidlo, a proto v minulosti našlo hojné využití v námořním sektoru - nejprve v čistotě, pak v slitině muntz (40% zinku) nebo měděné barvě. Měď byla nutná ke konstrukci a zakrytí součástí a povrchů umístěných pod vodoryskou - živého plavidla lodi - na kterém se obvykle vyvíjely řasy, mušle, gramostini (psí zuby), limpety atd.

Díky vlastnostem "anti-bioakumulátoru" se pak slitiny mědi staly základním materiálem v síťování v akvakultuře; mají také vynikající antimikrobiální, strukturní a korozní odolnost.

Antimikrobiální měď

Kontaktní povrchy s antibakteriálními slitinami mědi mají přirozené vlastnosti, které ničí široké spektrum mikroorganismů - například E. coli O157: H7, Staphylococcus aureus rezistentní na methicilin (MRSA), Staphylococcus, Clostridium difficile, dell virus „ chřipka A, adenovirus a různé houby. Stovky slitin mědi, které byly pravidelně čištěny, dokázaly, že za pouhých dvě hodiny zabíjejí více než 99, 9% patologických bakterií. "Agentura Spojených států na ochranu životního prostředí" (EPA) schválila registraci těchto slitin mědi jako "antimikrobiální materiál s přínosy pro veřejné zdraví", což výrobcům umožňuje uplatňovat výhody. Kromě toho EPA schválila dlouhý seznam antimikrobiálních produktů z mědi získaných z těchto slitin, jako jsou madla, zábradlí, dřezy, vodovodní baterie, knoflíky dveří, toaletní potřeby, počítačové klávesnice, vybavení pro wellness centra a nákupní vozíky. Měděné rukojeti se používají v nemocnicích ke snížení přenosu patogenů. Bakterie "legionářské choroby" nebo "legionelóza" ( Legionella pneumophila ) je potlačena použitím měděných trubek v hydraulických systémech. Antimikrobiální výrobky ze slitin mědi jsou instalovány ve zdravotnických zařízeních v následujících zemích: Spojené království, Irsko, Japonsko, Korea, Francie, Dánsko a Brazílie, jakož i systém dopravy metra v Santiagu v Chile, kde v období od roku 2011 a 2014 - v asi 30 stanicích bude instalováno madlo a zinek.

prohlubující se

Chromobacterium violaceum a Pseudomonas fluorescens mohou mobilizovat pevnou měď jako kyanidovou sloučeninu.

bibliografie

McHenry, Charles, ed. (1992). Nová encyklopedie Britannica. 3 (15 vyd.). Chicago: Encyklopedie Britannica, Inc. 612.
Encyclopaedia Britannica, 11. vydání, sv. 7, str. 102.
Johnson, MD PhD, Larry E., ed. (2008). "Copper". Manuál pro domácí zdraví společnosti Merck. Společnost Merck Sharp & Dohme Corp., dceřiná společnost společnosti Merck & Co., Inc.
Měď v lidském zdraví
Edding, Mario E., Flores, Hector, a Miranda, Claudio, (1995), Experimentální využití mědi-niklu slitiny Mesh v Mariculture. Část 1: Možnost použití v mírném pásmu; Část 2: Demonstrace použití v chladné zóně; Závěrečná zpráva Mezinárodní asociace mědi sro
Korozní chování slitin mědi používaných v mořské akvakultuře. (PDF). copper.org. Získáno dne 8. listopadu 2011.
Copper Touch Surfaces Archivováno 23. července 2012 v Wayback Machine. Povrchy mědi. Získáno dne 8. listopadu 2011.
EPA registruje výrobky obsahující slitiny mědi, květen 2008
Biurrun, Amaya; Caballero, Luis; Pelaz, Carmen; León, Elena; Gago, Alberto (1999). "Léčba systému Legionella pneumophila - kolonizované rozvody vody pomocí ionizace iontů stříbra a kontinuálního chlorování". Kontrola infekce a epidemiologie nemocnic. 20 (6): 426–428.
Chilské metro chráněné antimikrobiální mědi - Rail News z Archivované 24. července 2012 v Wayback Machine. rail.co. Získáno dne 8. listopadu 2011.
Codelco poskytne antimikrobiální měď pro nové linky metra (Chile) [mrtvý odkaz]. Construpages.com.ve. Získáno dne 8. listopadu 2011.
PR 811 Chilské metro instaluje antimikrobiální měď Archivováno 23. listopadu 2011 v Wayback Machine. (PDF). antimicrobialcopper.com. Získáno dne 8. listopadu 2011.
Geoffrey Michael Gadd (březen 2010). "Kovy, minerály a mikroby: geomicrobiologie a bioremediace". Mikrobiologie. 156 (3): 609–643.
Geoffrey Michael Gadd (březen 2010). "Kovy, minerály a mikroby: geomicrobiologie a bioremediace". Mikrobiologie. 156 (3): 609–643.
Harbhajan Singh (2006-11-17). Mycoremediation: Bungemediace plísní. p. 509.
Vest, Katherine E.; Hashemi, Hayaa F.; Cobine, Paul A. (2013). "Kapitola 13 Měděný metalom v eukaryotických buňkách". V Banci, Lucia. Metallomics a Cell. 12. Springer.
"Zábavná fakta". Krab podkovy. Univerzita Delaware. Získáno 13. července 2008.
SJ Lippard, JM Berg "Principy bioanorganické chemie" Univerzitní vědecké knihy: Mill Valley, CA; 1994.
Decker, H. & Terwilliger, N. (2000). "COP a Robbers: Putativní vývoj proteinů vázajících kyslík mědi". Žurnál experimentální biologie. 203 (Pt 12): 1777–1782.
Schneider, Lisa K.; Wüst, Anja; Pomowski, Anja; Zhang, Lin; Einsle, Oliver (2014). "Kapitola 8. Žádná smíchová záležitost: Odmítnutí oxidu dusnatého oxidem dusnatým oxidem dusnatým oxidem dusnatým". Peter MH Kroneck; Martha E. Sosa Torresová. Kovově řízená biogeochemie plynných sloučenin v životním prostředí. Kovové ionty v biologických vědách. 14. Springer. pp. 177-210.
Denoyer, Delphine; Clatworthy, Sharnel AS; Catering, Michael A. (2018). "Kapitola 16. Komplexy mědi v terapii rakoviny". V Sigel, Astrid; Sigel, Helmut; Freisinger, Eva; Sigel, Roland KO Metal-Drugs: Vývoj a působení protirakovinných látek. 18. Berlin: de Gruyter GmbH. pp. 469-506.
"Množství mědi v normálním lidském těle a další nutriční fakta". Získáno 3. dubna 2009.
Adelstein, SJ; Vallee, BL (1961). "Metabolismus mědi u člověka". New England Journal of Medicine. 265 (18): 892–897.
MC Linder; Wooten, L; Cerveza, P .; Bavlna, S.; Shulze, R.; Lomeli, N. (1. května 1998). "Přeprava mědi". Americký žurnál klinické výživy. 67 (5): 965S - 971S.
Frieden, E.; Hsieh, HS (1976). "Ceruloplasmin: Protein transportující měď s esenciální oxidázovou aktivitou". Pokroky v enzymologii a příbuzných oblastech molekulární biologie. Pokroky v enzymologii - a příbuzné oblasti molekulární biologie. 44: 187–236.
SS Percival; Harris, ED (1. ledna 1990). "Přeprava mědi z ceruloplasminu: Charakterizace mechanismu buněčné absorpce". Americký žurnál fyziologie. Buněčná fyziologie. 258 (1): C140–6.
Dietní referenční přínosy: RDA a AI pro vitamíny a prvky Potravinářský a výživový výbor, Institut medicíny, Národní akademie Press, 2011. Získáno 18. dubna 2018.
Měď. IN: Dietní referenční Příkazy pro vitamín A, vitamin K, arsen, bór, chrom, měď, jód, železo, mangan, molybden, nikl, křemík, vanad a měď. Tisk Národní akademie. 2001, PP. 224-257.
"Přehled referenčních hodnot výživy pro obyvatelstvo EU, jak je odvozuje komise EFSA pro dietetické výrobky, výživu a alergie" (PDF). 2017.
Přípustné hladiny horního příjmu pro vitamíny a minerály (PDF), Evropský úřad pro bezpečnost potravin, 2006
"Federální registr 27. května 2016 Označování potravin: Revize štítků o výživě a doplňcích. FR strana 33982" (PDF).
"Změny v panelu pro výživová fakta - datum plnění"
Bonham, Maxine; O'Connor, Jacqueline M .; Hannigan, Bernadette M .; Strain, JJ (2002). "Imunitní systém jako fyziologický indikátor stavu mezní mědi?" Britský žurnál výživy. 87 (5): 393–403.
Li, Yunbo; Trush, Michael; Yager, James (1994). "Poškození DNA způsobené reaktivními druhy kyslíku pocházejícími z oxidace 2-hydroxykatecholu závislého na mědi". Karcinogeneze. 15 (7): 1421–1427.
Gordon, Starkebaum; John, M. Harlan (duben 1986). "Poškození endotelových buněk dvěma až mědi katalyzovanou tvorbou peroxidu vodíku z homocysteinu". J. Clin. Invest. 77 (4): 1370–6.
"Profil informací o pesticidech pro síran měďnatý". Cornell University. Získáno 10. července 2008.
Hunt, Charles E. & William W. Carlton (1965). "Kardiovaskulární léze spojené s experimentálním nedostatkem mědi u králíka". Žurnál výživy. 87 (4): 385–394.
Ayyat MS; Marai IFM; Alazab AM (1995). "Výživa mědi a bílkovin novozélandských bílých králíků v egyptských podmínkách". Věda světového králíka. 3 (3): 113–118.
Pivovar GJ. Přebytek mědi, nedostatek zinku a ztráta kognitivních funkcí u Alzheimerovy choroby. BioFactors (Oxford, Anglie). Březen 2012, 38 (2): 107–113.
"Měď: Alzheimerova choroba". Examine.com. Získáno 21. června 2015.
"NIOSH Pocket Guide pro chemická nebezpečí # 0150". \ T Národní institut pro bezpečnost a zdraví při práci (NIOSH).
OEHHA Měď
Talhout, Reinskje; Schulz, Thomas; Florek, Ewa; Van Benthem, Jan; Wester, Piet; Opperhuizen, Antoon (2011).
"Nebezpečné sloučeniny v tabákovém kouři". Mezinárodní žurnál environmentálního výzkumu a veřejného zdraví. 8 (12): 613–628.
Alireza Pourkhabbaz, Hamidreza Pourkhabbaz Šetření toxických kovů v tabáku různých íránských značek cigaret a souvisejících zdravotních problémů, Írán J Basic Med Sci. 2012 Jan-Feb; 15 (1): 636–644.
David Bernhard, Andrea Rossmann a Georg Wick Metals v cigaretovém kouři, život IUBMB, 57 (12): 805–809, prosinec 2005.