Медь (Cu) – розовый пластичный металл побочной подгруппы I группы 4-го периода таблицы Менделеева. При наличии оксидной пленки приобретает типичный желтый цвет.
Латинское название меди Cuprum (древн. Aes cuprium) произошло от названия острова Кипр, где уже в III в. до н. э. существовали медные рудники и производилась ее выплавка.
Ионы меди, если они содержатся в воде в избыточном количестве, придают ей металлический привкус. У разных людей порог органолептической чувствительности к меди в воде составляет приблизительно 2–10 мг/л. Естественная способность определять повышенное содержание меди в воде является природным механизмом защиты от употребления в пищу воды с излишним содержанием этого металла.
Метаболизм
Медь достаточно плохо усваивается в ЖКТ. Всасывание происходит в верхних отделах кишечника. Выведение осуществляется через кишечник с желчными кислотами. Наибольшее содержание наблюдается в печени. Уровень в плазме не всегда отражает реальные запасы меди в организме. Общее содержание меди в организме около 100–150 мг.
Источники
Таблица 1. Содержание меди в продуктах питания
Продукты
Содержание меди, мг/100 г
До 50 % суточного поступления меди обеспечивается водопроводной водой.
Функции в организме
в клеточном дыхании,
регуляции процессов биологического окисления и производства АТФ,
синтезе коллагена и эластина – важнейших соединительнотканных белков,
метаболизме железа,
защите клеток от вредного действия активных форм кислорода.
Биологическая роль меди связана с ее включением в структуру ряда ферментов и белков: к настоящему времени их известно более 20. Медь входит в состав цитохромоксидаз, обеспечивающих окислительно-восстановительные процессы, и церулоплазмина, необходимого для метаболизма железа, участвуя таким образом в клеточном дыхании. Медь в составе лизилоксидазы необходима для формирования волокон соединительной ткани, а в составе тирозиназы участвует в процессах пигментации. Содержащие медь ферменты также необходимы для синтеза норадреналина. Медь обнаружена в составе супероксиддисмутазы, защищающей клетки от токсического действия супероксидных радикалов.
Нормы потребления
Категория
Норма потребления, мг/сут
Верхний допустимый уровень потребления, мг/сут
Взрослые мужчины и женщины
Симптомы недостаточности
Алиментарный дефицит меди встречается редко.
Чаще всего недостаток меди связан с особым питанием или заболеваниями. Например, длительное соблюдение диеты с преобладанием молочных продуктов может привести к недостатку меди в организме. Сильнее всего уменьшают запасы меди ожоги.
При недостатке меди:
нарушается формирование сердечно-сосудистой системы и скелета,
развивается дисплазия соединительной ткани,
наблюдается задержка роста,
возникает анемия, не зависящая от уровня железа,
поражаются волосы и кожа,
резко уменьшается масса тела,
понижается уровень гемоглобина,
атрофируется сердечная мышца.
Показания к применению
Специфический дефицит меди.
Безопасность (переносимость различных форм, симптомы гипервитаминоза)
При поступлении меди в количестве до 8 мг в сутки никаких побочных эффектов не наблюдается. При хроническом отравлении появляются симптомы печеночной недостаточности. Для острого отравления характерна общая картина интоксикации тяжелыми металлами.
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) сформулировала в 1998 году: «Риски для здоровья человека от недостатка меди в организме многократно выше, чем риски от ее избытка».
Синдром Вильсона-Коновалова увеличивает чувствительность людей к поступлению меди.
Особенности приема и взаимодействия
Усиленный прием молибдена и цинка может привести к дефициту меди. Кадмий, марганец, железо, антациды, танины, аскорбиновая кислота способны снижать усвоение меди. Цинк, железо, кобальт (в умеренных физиологических дозах) повышают усвоение меди организмом. В свою очередь, медь может тормозить усвоение организмом железа, кобальта, цинка, молибдена, витамина А.
Биологическая роль меди связана с её включением в структуру ряда ферментов и белков: к настоящему времени их известно более 20. Медь входит в состав цитохромоксидазы – терминального звена митохондриальной цепи переноса электронов, играющего важную роль в регуляции процессов биологического окисления и окислительного фосфорилирования; моноаминоксидазы, катализирующей окислительное дезаминирование катехоламинов, серотонина и др.; лизилоксидазы, участвующей в образовании поперечных сшивок в молекулах коллагена и эластина. Микроэлемент является компонентом тирозиназы, катализирующей превращение аминокислоты тирозина в допамин, а затем в меланины (вещества, ответственные за пигментацию кожи). Медь обнаружена также в супероксиддисмутазе, защищающей клетки от токсического действия супероксидных радикалов. Ряд важных ферментативных функций присущ упомянутому медьсодержащему белку церулоплазмину. Он катализирует окисление катехоламинов, серотонина и других ароматических аминов, участвует в окислении двухвалентного железа в трехвалентное. Именно в этом состоянии железо способно связываться с трансферрином и транспортироваться затем кровью к органам и тканям. Таким образом, физиологическая роль меди обусловлена её участием в регуляции процессов биологического окисления и генерации АТФ, синтезе важнейших соединительнотканных белков коллагена и эластина, метаболизме железа, защите клеток от токсического действия активных форм кислорода и др.
Традиционные пищевые источники меди
Содержание меди наиболее высоко в печени, мясе, морепродуктах, орехах, зерновых, какао, отрубях
Очень низко содержание меди в молоке и молочных продуктах. Длительное потребление молочного рациона может привезти к недостаточности меди в организме.
Физиологическая потребность для взрослых – 1,0 мг/сут.
Физиологическая потребность для детей – от 0,5 до 1,0 мг/сут.
Роль меди в возникновении и течении различных заболеваний
В связи с широким распространением меди в пищевой продукции алиментарный дефицит её у взрослых людей практически не встречается, за исключением случаев недостаточности у пациентов, находившихся на парентеральном питании и получавших смеси с низким содержанием меди. В то же время синдром нарушенного всасывания, нефротический синдром, белково-энергетическая недостаточность сопровождается некоторыми клиническими симптомами (анемия, нейтропения, неврологические нарушения и др.) и снижением уровня меди в крови, свидетельствующими о недостаточности у таких пациентов этого элемента.
Клинические проявления недостаточного потребления меди проявляются нарушениями формирования сердечно-сосудистой системы и костей скелета, развитием дисплазии соединительной ткани.
* Методические рекомендации «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», МР 2.3.1.2432-08
** БАД. НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ЛЕКАРСТВЕННЫМ СРЕДСТВОМ
Источник
Медь (Cu) – роль в организме, симптомы недостатка, источники
Медь (Cuprum, Cu) – химический элемент, который несмотря на свое издревле широкое повсеместное применение в человеческой жизни, несет благотворное воздействие в качестве микроэлемента и внутри живых организмов. Так, находясь в различных ферментах этот микронутриент помогает усваивать и перерабатывать продукты питания, а транспортируясь с током крови находит свое «депо» в клетках печени, откуда при недостаточном поступлении извне организм ее извлекает.
Кроме того, медь, или как ее еще со школьных лет многие из нас знают под термином «купрум» участвует в метаболизме белков и находясь в клетках хрящевой и костной тканей способствует их росту, и соответственно нормальному развитию опорно-двигательного аппарата человека и животных.
В виде самостоятельного минерала медь представляет собой пластичный металл розоватого с золотистым отблеском цвета, который при контакте с кислородом быстро покрывается оксидной пленкой, придавая ему желто-красный оттенок.
Количество меди в коре Земли составляет примерно от 4,7 до 5,5×10 -3 %, а наименьшая часть его присутствует в воде нашей планеты. Встречается как в качестве самостоятельного металла, так и в составе различных соединениях, особенно халькопирите (CuFeS2), халькозине (Cu2S), борните (Cu5FeS4), куприте (Cu2O), ковеллине (CuS), малахите (Cu2CO3(OH)2), азурите (Cu3(CO3)2(OH)2) и прочих. Среди наиболее крупных месторождений выделяют Казахстан, Забайкалье, Центральная Африка, Германия, Чили и США.
Свое наименование купрум («Cuprum», Cu) получил в честь острова Кипр (Cuprium, Cyprium), расположенного в Средиземном море, т.к. именно там в древности было весьма богатое на этот металл месторождение. На территории же бывшего СССР купрум больше известен под темином «медь», этимология которого до конца не известно, однако его связывают с наименованием древней страны «Мидия» (Μηδία) и древнегерманским «smid» (кузнец). В старословянском обозначалось «Мѣдь». Алхимики называли купрум — «Венера», и обозначали символом «♀».
История – краткая справка
Первые изделия из меди люди использовали еще далеко до рождения Иисуса Христа. Одни из наиболее ранее изготовленных медные предметы обнаружены на территории Турции во время раскопок старого поселения Чаталхёюк, датирующегося примерно 5600 годом до н. э. Также на Ближнем Востоке и Кипре найдены бронзовые вещи (сплав меди и олова), датируемые 3000 годом до Рождества Христова.
Медь была используемая для внутренней отделки храма Господнего, построенного Соломоном (примерно в 957-950 до Р.Х.):
«столбы числом два, море одно, и подставы, которые сделал Соломон в дом Господень, – меди во всех сих вещах не было весу. Восемнадцать локтей вышины в одном столбе; венец на нём медный, а вышина венца три локтя, и сетка и гранатовые яблоки вокруг венца – все из меди. То же и на другом столбе с сеткою.» (4Царств 25:16,17)
Изначально древние народы добывали медь из малахитовой руды.
Активное применение медь нашла во время открытия и широкого использования электричества, т.к. этот металл обладает превосходными электропроводящими свойствами.
Общие данные
Расположение в периодической таблице Д.И. Менделеева: в старой версии — IV период, V ряд, I группа, в новой версии таблицы – 11 группа, 4 период.
Атомный номер – 29
Атомная масса – 63,546 г/моль
Электронная конфигурация – [Ar] 3d 10 4s 1
Температура плавления (°С) – 1083,4 (1356,55 K)
Температура кипения (°С) – 2567.
CAS: 7440-50-8.
Физико-химические свойства
Чистая медь – довольно пластичный металл, из-за чего он и находил издревле широкое применение. Окрашен в золотисто-розовый цвет с небольшим отблеском, однако при контакте с воздухом стремительно покрывается оксидной пленкой, которая придает купруму желтовато-красный цвет.
Широкое применение в электротехнике, системах отопления и других сферах современного быта получила из-за своих замечательных показателей в теплопроводности и электропроводности, является диамагнетиком.
При воздействии на металл влажного воздуха окисляется, образовывая карбонат меди.
При контакте с водой или разбавленной кислотой в реакцию не вступает.
Биологическая роль и функции меди в организме
Для чего нужна медь организму? Cu играет важную роль в превращении железа (Fe) внутри организма в гемоглобин, за счет чего этот микроэлемент косвенно поддерживает функцию кроветворения. Также, находясь в составе многих ферментов – тирозиназы, аскорбиназы, цитохромоксидазы, меланина и многих других медь сопричастна к пигментации волос и кожного покрова, формировании и развитию костных и хрящевых тканей, образованию эластина и коллагена (входят в состав соединительной ткани), эндорфинов (т.н. «гормоны счастья») и прочих.
Количество меди в организме взрослого среднестатистического человека колеблется в пределах 100 мг, большая часть из которой присутствует в печени.
Медь выполняет и множество других полезных функций, среди которых:
Участие в работе супероксиддисмутазы, являющейся ферментом-антиоксидантом, выполняющего роль защиты организма от процессов окисления, распространения и негативного воздействия свободных радикалов, т.е. профилактирует развитие онкологических болезней;
Защита организма от патогенной микрофлоры, т.к. этот металл обладает замечательным бактерицидным действием, из-за чего Cu применяли для изготовления различной кухонной утвари;
Обладает противовоспалительным действием, за счет чего человеку легче справляться с различными воспалительными заболеваниями, часто обусловленных инфицированием организма;
Замечено действие по снижению выраженности клинических проявлений аутоиммунных заболеваний – ревматоидного артрита и прочих;
Помогает бороться с отравлениями – способствует укреплению организма и выведению из него токсинов;
Поддерживает функционирование нервной системы – являясь строительным материалом для фосфолипидов, поэтому косвенно участвует в сохранении миелина (внешняя оболочка нервных волокон), а также берет участие в регулировании нейромедиаторов;
Участвует в процессах кроветворения – используется для формирования эритроцитов. Именно купрум высвобождает железо из «депо» и в дальнейшем помогает усвоить Fe организмом, а также выработать гемоглобин;
Ускоряет кровообращение при физической активности, из-за чего не только способствует похудению, но и предотвращению развития сердечно-сосудистых болезней;
Участвует в продукции женских половых гормонов;
Несет весомый вклад в обменных процессах – активирует инсулин, помогает расщеплять жиры и углеводы, а также помогает в утилизации белков, углеводов и аскорбиновой кислоты. Участвует в синтезе простагландинов, который помогает регулировать кровяное давление, сердечные сокращения, свертываемость крови и прочие.
У некоторых живых организмах, особенно беспозвоночных (моллюски и другие) транспорт кислорода осуществляется не гемоглобином, а гемоцианином (медьсодержащий белок).
Применение меди в других сферах человеческой жизни
В медицинской практике – в качестве антисептика и вяжущего средства;
В металлургии – для изготовления бронзы (сплав с оловом и др. веществами), латуни (сплав с цинком), мельхиора (сплав с никелем);
В электротехнике и радиоэлектронике – для изготовления кабелей, проводов, контактов и прочих элементов;
В быту – для изготовления посуды и других кухонных предметов, а также батарей и труб, монет;
В искусстве – для изготовления красок, украшений, различных декоративных отделок, памятников и прочих изделий;
Для изготовления минеральных удобрений.
Суточная потребность
Суточная потребность в Cu зависит от пола, возраста, дневного рациона и места проживания человека.
Рекомендуемые суточные дозы меди:
Младенцы от 0 до 1 года – 0,5 мг;
Дети от 1 до 3 лет – 0,5 мг;
Дети от 3 до 7 лет – 0,6 мг;
Дети от 7 до 11 лет – 0,7 мг;
Дети от 11 до 14 лет – 0,8 мг;
Подростки от 14 до 18 лет – 1 мг;
Взрослые и лица преклонного возраста – от 1 до 2,5-3 мг.
Во время беременности дозировку увеличивают от нормы на 0,1 мг;
В период кормления грудью: + 0,4 мг.
Согласно методическим рекомендациям Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека №2.3.1.1915-04 от 02.07.2004 г суточная норма меди для граждан России составляет от 1 до 5 мг. Причем 5 мг – максимально допустимая доза.
Суточная доза меди повышается при воспалительных заболеваниях, анемии, повышенной физической нагрузке, злоупотреблении алкогольными напитками, снижении реактивности иммунной системы.
Нехватка меди — симптомы
Дефицит Cu может вызывать следующие нарушения в работе организма:
Побледнение кожи, что обусловлено недостаточной выработкой гемоглобина и развитием анемии;
Замедленное развитие костных тканей, различные деформации костей и частые переломы, развитие остеопороза;
Ухудшение психоэмоционального состояния – депрессивные состояния, повышенная восприимчивость к стрессам, повышенная утомляемость и периодическая апатия к окружающему миру;
Ухудшение состояния и здоровья кожи и костей – повышенная скорость поседения и выпадения волос, появление пигментных пятен (витилиго), периодически появляется сыпь;
Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы – аритмии, варикозное расширение вен, аневризмы, развитие атеросклероза;
Ухудшение качества крови – развитие лейкопении, нейтропении;
Снижение реактивности иммунитета и повышенная восприимчивость к инфекционным болезням, особенно ОРЗ.
Причины нехватки Cu
Недостаточное поступление в организм медьсодержащих продуктов, а также голодание, диеты, длительное парентеральное питание;
Наличие синдрома маальсорбции – нарушение процесса всасывания вещества органами пищеварения;
Повышенное поступление в организм цинка (Zn), а также обратный эффект – если много меди, то в организме уменьшается количество цинка;
Недостаточное количество витамина С (аскорбиновой кислоты);
Синдром Менкеса – сбой в межклеточном транспорте Cu.
Применение меди в медицине
Применение Cu целесообразно в следующих случаях:
Для предотвращения дефицита микроэлемента в организме и связанных с этим состояний, синдромов и болезней;
Для улучшения качества волос, кожи.
Избыток меди
Избыток меди, собственно, как и недостаток также может нанести вред здоровью.
Правда передозировка или отравление медью более вероятно при поступлении солей или других химически активных соединений меди. Все соли Cu токсичны для внутренней среды организма.
