Как медь влияет на организм человека

Роль эссенциальных микроэлементов в жизнедеятельности человека

Минеральный состав внутриклеточной жидкости строго поддерживается на определенном уровне.

Элементы вместе с водой являются строительным материалами, кофакторами и катализаторами биохимических реакций, стабилизаторами белков и ферментов, обеспечивая постоянство осмотического давления, кислотно-щелочного баланса, процессов всасывания, секреции, кроветворения, костеобразования, свертывания крови. Благодаря присутствию элементов осуществляется процесс мышечного сокращения, нервной проводимости и внутриклеточного дыхания. Химические элементы в организме находятся в виде различных соединений и солей, их влияние на организма обусловлено дозой элемента. Для каждого элемента существует свой физиологический рабочий диапазон концентраций, обеспечивающий нормальное протекание физиологических реакций в организме.

Нарушенная экология, возросший темп жизни с неизбежным нарастанием стрессовых ситуаций, методы обработки продуктов питания, «убивающие» биологически активные вещества ведут к нарушению металло-лигандного гомеостаза и сдвигу равновесия в сторону увеличения или уменьшения концентрации элемента. Накопление элементов или их дефицит способствует активации альтернативных путей метаболизма, который в ряде случаев приводят к патологическим состояниям.

Медь. Польза и действие на организм.

Химические элементы классифицируются в зависимости от их роли в организме. 98% тела человека состоит из органических элементов: H, C, N, O. Вместе с неорганическими элементами Na, Mg, K, Ca, P, S, Cl они составляют основу клеток и тканей, выполняя структурообразующую функцию. К эссенциальным или жизненно необходимым микроэлементам относятся Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Se, I, при их отсутствии нарушаются базовые реакции деления и размножение клеток. К условно-эссенциальным микроэлементам относятся Li, V, Cr, B, F, Si, As, их роль до конца не определена. Существуют также «токсические металлы», которые в минимальных концентрациях способны оказывать стимулирующее воздействие на организм, но в высоких концентрациях проявляют токсические эффекты.

Микроэлементы составляют лишь 0,02% организма, но способны изменять протекание важнейших биологических реакций. Анализ волос или мочи позволяет выявить избыточное накопление микроэлементов или их дефицит. Содержание микроэлементов в волосах отражает микроэлементный статус организма в целом, поэтому пробы волос являются интегральным показателем минерального обмена. Волосы помогают диагностировать хронические заболевания, когда они себя еще ничем не проявляют.

Железо (Fe)

Железо является жизненно необходимым элементом для организма. Железо входит в состав гемсодержащих белков (гемоглобин и миоглобин) и участвует в переносе кислорода. Железо также входит в состав цитохромов (сложные белки, относящиеся к классу хромопротеидов), участвующих в процессах тканевого дыхания.

• мужчины: 8–10 мг/сут;
• женщины: 15–20 мг/сут;
• беременных женщины: 30–40 мг/сут;
• дети: 4–18 мг/сут.

Недостаток железа приводит к тяжелым расстройствам, наиболее важным из которых является железодефицитная анемия. Железодефицитная анемия может привести к сердечной недостаточности.

Влияние меди на организм человека

Избыточное накопление железа приводит к отложению металла в органах (печень, поджелудочная железа, суставы, сердце). Явления отравления железом выражаются рвотой, диареей, падением артериального давления, параличом ЦНС и воспалением почек. При лечении железом могут развиться запоры, так как железо связывает сероводород, что ослабляет моторику кишечника. Избыток железа в организме может привести к дефициту меди, цинка, хрома и кальция, а также к избытку кобальта.

Йод (I)

Йод необходим на всех этапах жизнедеятельности. Период младенчества и раннего детства являются критическими в отношении дефицита йода. Йод входит в состав гормонов щитовидной железы тироксина (T4) и трийодтиронина (T3). Йод необходим для роста и дифференцировки клеток всех тканей организма человека, внутриклеточного дыхания, регуляции трансмембранного транспорта натрия и гормонов.

Общее количество йода в организме составляет 25 мг, из них 15 мг аккумулирует щитовидная железа. Значительное количество йода содержится в печени, почках, коже, волосах, ногтях, яичниках и предстательной железе.

• взрослые: 100–150 мкг/сут;
• беременные: 175–200 мкг/сут;
• дети: от 60 до 150 мкг/сут.

При недостаточном поступлении йода у взрослых увеличиваются размеры щитовидной железы, замедляется основной обмен, наблюдается падение артериального давления. У детей недостаток йода сопровождается резкими изменениями всей структуры тела: ребенок отстает в умственном и физическом развитии.

Избыток йода в организме наблюдается при гипертиреозе. Развивается Базедова болезнь, сопровождающаяся экзофтальмом, тахикардией, раздражительностью, мышечной слабостью, потливостью, исхуданием, склонностью к диарее. Повышение основного обмена ведет к гипертермии, дистрофическим изменениям кожи и ее придатков, раннему поседению, депигментации кожи на ограниченных участках (витилиго), атрофии мышц.

Марганец (Mn)

Важен для репродуктивных функций и нормальной работы центральной нервной системы. Марганец участвует в синтезе нейромедиаторов, улучшает мышечные рефлексы, обеспечивает развитие соединительной и костной ткани, увеличивает утилизацию жиров, усиливает эффекты инсулина.

3–5 % поступившего марганца всасывается. Наиболее богаты марганцем трубчатые кости и печень, поджелудочная железа. Марганец содержится в клетках, богатых митохондриями.

• взрослые: 2–5 мг/сут;
• для детей в 2 раза выше.

При недостатке марганца нарушаются процессы окостенения во всем скелете, трубчатые кости утолщаются и укорачиваются, суставы деформируются. Нарушается репродуктивная функция яичников и яичек.

Избыток марганца усиливает дефицит магния и меди.

Медь (Cu)

Медь принимает участие в поддержание эластичности связок, сухожилий, кожи и стенок легочных альвеол, стенок капилляров, а также прочности костей. Медь входит в состав защитных оболочек нервных волокон, участвует в процессах пигментации, так как входит в состав меланина. Медь влияет на углеводный обмен, посредством усиления процессов окисления глюкозы и торможения распада гликогена мышц и печени. Медь обладает противовоспалительными действиями, помогает при борьбе с бактериальными агентами. Медь является кофактором ферментов антиоксидантной защиты и помогает нейтрализовать действие свободных радикалов.

• взрослые: 1 мг/сут;
• дети: от 0,5 до 1 мг/сут.

При недостатке меди в организме наблюдаются: задержка роста, анемия, дерматозы, депигментация волос, частичное облысение, потеря аппетита, сильное исхудание, понижение уровня гемоглобина, атрофия сердечной мышцы. Избыток меди приводит к дефициту цинка и мoлибдена, а также марганца.

Молибден (Мо)

Способствует метаболизму углеводов и жиров, является важной частью фермента, отвечающего за утилизацию железа, в связи с чем помогает предупредить анемию. Принимает участие в обмене мочевой кислоты, включении фтора в состав эмали зубов, гемопоэзе.

Биодоступность молибдена составляет 50%. Молибден не депонируется в организме, а распределяется между клетками крови.

• взрослые: 45–100 мкг/сут;
• дети: от 0,5 до 1 мг/сут.

Селен (Sе)

Элемент антиоксидантной защиты, хорошо сочетается с витамином Е. Селен помогает поддерживать должную эластичность тканей. Селен усиливает иммунитет, поэтому активно используется в онкологической практике, в лечении гепатитов, панкреатитов, кардиомиопатий. Селен защищает организм от тяжёлых металлов.

Всасывается в тонком кишечнике, депонируется в почках, печени, костном мозге.

• женщины: 50 мкг/сут;
• беременные: 65 мкг/сут;
• мужчины: 70 мкг/сут;
• дети: 10-50 мкг/сут.

При дефиците селена в организме усиленно накапливаются мышьяк и кадмий, которые, в свою очередь, еще больше усугубляют его дефицит.

Избыток селена приводит к гепато- и холецистопатиям, изменениям работы нервно-мышечного аппарата (боли в конечностях, судороги, чувство онемения). Избыток может привести к дефициту кальция.

Цинк (Zn)

Цинк входит в состав более 300 ферментов, чем объясняет его влияние на углеводный, жировой и белковый обмен веществ, на окислительно-восстановительные процессы, регуляцию активности генов. Цинк связан с правильным функционированием репродуктивной, неврологической, иммунной систем, ЖКТ и кожи. Присутствие микроэлемента важно для нормального сперматогенеза, органогенеза, работы нейромедиаторов и панкреатических ферментов, правильного развития тимуса, эпителизации ран в процессе заживления и ощущения вкуса.

В организме содержится около 1,5–3 г цинка. Цинк всасывается в тонком кишечнике. Медь является антагонистом цинка, и конкурирует с цинком за всасывание в кишечнике. 99% цинка находится внутриклеточно, 1% — в плазме. Цинк присутствует во всех органах и тканях, но в большей степени цинк депонируют предстательная железа, семенники, мышцы, кожа, волосы.

Физиологическая потребность в цинке составляет: 12 мг/сут для взрослых, 3–2 мг/сут для детей.

Наиболее богаты цинком дрожжи, пшеничные, рисовые и ржаные отруби, зерна злаков и бобовых, какао, морепродукты, грибы, лук, картофель.

При дефиците цинка наблюдается задержка роста, перевозбуждение нервной системы и быстрое утомление. Поражение кожи происходит с утолщением эпидермиса, отеком кожи, слизистых оболочек рта и пищевода, ослаблением и выпадением волос. Недостаточное поступление цинка приводит к бесплодию. Дефицит цинка может приводить к усиленному накоплению железа, меди, кадмия, свинца.

При цинковом отравлении наступает фиброзное перерождение поджелудочной железы. Избыток цинка задерживает рост и нарушает минерализацию костей.

Кобальт (Co)

Входит в состав витамина В12, участвует в обмене гормонов щитовидной железы, подавляет обмен йода, регулирует гемопоэз, усиливает всасываемость железа.

В организме 1,5 г кобальта. Биодоступность кобальта 20%. В организм кобальт депонируется в печени, костной ткани и мышцах.

Физиологическая потребность в кобальте составляет: 10 мкг/сут для взрослых.

Кобальт содержится в печени, молоке, овощах.

Дефицит кобальта связан с В12-дефицитной анемией, вегетарианством или паразитарной инвазией. Избыток кобальта наблюдается при интоксикации кобальта (вредное производство, разрушение ортопедических имплантантов).

Никель (Ni)

Никель пролонгирует эффекты инсулина, участвует в окислении аскорбиновой кислоты, ускоряет образование дисульфидных групп.

Никель всасывается в кишечнике, биодоступность от 1 до 10 %. Запасы никеля находятся в поджелудочной железе, легких, сердце.

Физиологическая потребность в никеле составляет: 100–200 мкг/сут для взрослых.

Богаты никелем чай, гречиха, морковь и салат.

Дефицит никеля не описан. Избыток никеля наблюдается при его токсическом поступлении, злокачественных новообразованиях легких, ожогах, инсультах и инфарктах. Избыток может проявлять потерей пигментацией кожи.

Источник

Медь (Cu)

Клинические проявления недостаточного потребления меди проявляются нарушениями формирования сердечно-сосудистой системы и костей скелета, развитием дисплазии соединительной ткани.

Суточная потребность в меди *

Среднее потребление 0,9-2.3 мг/сут. Установленные уровни потребности 0,9-3,0 мг/сут. Верхний допустимый уровень потребления 5 мг/сут.

Физиологическая потребность для взрослых – 1,0 мг/сут.

Физиологическая потребность для детей – от 0,5 до 1,0 мг/сут.

Традиционные пищевые источники меди

Содержание меди наиболее высоко в печени, мясе, морепродуктах, орехах, зерновых, какао, отрубях

Физиологическая роль меди в организме

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.

* Методические рекомендации «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», МР 2.3.1.2432-21

Источник

Влияние меди на организм человека

Цель работы: выяснить осведомленность студентов – медиков о роли меди в организме человека.

Медь — химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 29, атомная масса 63,546, валентность 1 и 2. При окислении покрывается пленкой с красным оттенком. Не подвергается химическому воздействию воды и воздуха.

Действие микроэлемента крайне важно в организме человека:

1.Входит в состав ферментов, например, супероксиддисмутазы, участвующей в нейтрализации свободных радикалов кислорода

2.Участвует в выработке энергии за счет переработки жиров, углеводов и белков.

3.Контролирует кровяное давление за счет синтеза простагландина. Аппликации меди (медные браслеты) снижают температуру, снимают боль, успокаивают нервную систему, оказывают антисептическое действие.

4.В комплексе с аскорбиновой кислотой предотвращает болезнетворное действие некоторых видов бактерий.

5. Обеспечивает правильную работу желез, участвующих в процессе пищеварения.

6. Играет важную роль в выработке женских половых гормонов.

Нехватка меди способна вызвать серьезные нарушения в работе организма. Ученые связывают дефицит ее с развитием таких заболеваний как: рак, болезни сердца, ожирение, сахарный диабет и инфаркт миокарда.

С другой стороны избыток меди может сопровождаться: ухудшением памяти, бессонницей, нервозным состоянием, раздражением слизистых и конъюнктивитом, головной и мышечной болью.

В организм человека медь может поступать со следующими продуктами: печень (больше в говяжьей), арахис, грецкий орех, фисташки, фундук, креветки, бобовые, гречка, рис, пшеница, овсянка, макаронные изделия.

Чтобы выяснить, насколько студенты-медики осведомлены о роли меди, был проведён анонимный опрос 70 человек, обучающихся в СГМУ им. В.И. Разумовского. Результаты опроса показали:

64% — знают о биологической роли меди в организме человека;

11% — не знают о роли этого элемента

25% — не задумывались над этим вопросом.

Из этого следует, что о роли меди студенты в большей степени осведомлены, и это окажет благотворное влияние на их компетентность в будущем как специалистов.

Источник

Физиологическое влияние меди (Cu) на организм человека. Польза и вред

Медь — поливалентный металл XI группы таблицы Менделеева. Самой устойчивой степенью окисления меди является 2+, затем 1+. Реже можно получить соединения меди со степенями окисления 3+, 4+ и 5+.

Считается, что своё латинское название (Cuprum) этот металл получил благодаря острову Кипр, на котором более 5000 лет назад находились медные рудники и местные жители освоили технологии переработки медной руды в различные изделия. Однако, археологам встречались медные изделия и гораздо более позднего периода. Так, в Ираке была найдена медная подвеска, датируемая 8700 г до н.э. Следовательно, человечество пользуется медью уже как минимум на протяжении 10000 лет.

Несмотря на это, медики заинтересовались ее влиянием на организм человека лишь в конце 18 века. В 1893 году ученый из Швейцарии К. Негель объявил об антисептических свойствах меди. После этого было сделано открытие о решающей роли меди в обмене веществ всех живых организмов на планете и она была отнесена к важным микроэлементам.

Из 100-150 мг (по некоторым данным — 250 мг) меди, распределенной в организме человека, 10% приходится на клетки печени. Человеческий организм испытывает постоянную потребность в меди, т.к. не может использовать ее повторно. Поэтому ежедневно с пищей человек обязательно должен получать 2-3 мг меди.

В наибольшем количестве этот элемент содержат такие продукты как:

— орехи (500-1450 мкг),

— макаронные изделия (650-700 мкг),

— морепродукты (500-900 мкг),

— злаковые (470-530 мкг)

— печень крупнорогатого скота (3000-3800 мкг).

Однако, не рекомендуется употреблять блюда богатые медью и молочные продукты в один прием пищи, т.к. медь плохо усваивается в присутствии казеина. Именно по этой причине у детей в раннем возрасте особенно велик риск развития дефицита меди, так как основным продуктом их питания является молоко.

2. Физиологическая роль меди.

Как и большинство поливалентных металлов медь играет важную роль в метаболизме животных.

а. Процессы кроветворения.

Медь стимулирует созревание ретикулоцитов (молодых эритроцитов) превращая поступающее с пищей железо в органически связанную форму.

б. Гормоны гипофиза.

Медь стимулирует выработку гормонов гипофиза, тем самым нормализируя работу эндокринной системы организма.

Медь входит в большинство окислительных ферментов, усиливающих энергию дыхания, влияющих на белковый и углеводный обмен. Одним из самых важных считается цитохромоксидаза — фермент катализирующий финальный этап тканевого дыхания, осуществляющий перенос электронов цитохрома на кислород.

Этот металл является важнейшим компонентом белка церулоплазмин, который ускоряет окисление полиаминов в плазме крови человека. Так же медь это неотъемлемая часть ферментов управляющих процессами окисления и выработки таких белков как коллаген, который является основой соединительных тканей в организме: сухожилий, хрящей, дермы и эластин, который наряду с коллагеном образует объемную сеть волокон, придающих прочность соединительной ткани. Из эластина также строятся волокна соединительных тканей, образующих внутренний слой (каркас) сосудов. Поэтому медьсодержащие препараты часто используют при лечении переломов и разрывов связок.

г. Защита организма.

Воздействуя вместе с аскорбиновой кислотой медь мешает проникновению в организм воспалителей и микробов. Во время инфекционных заболеваний, а также при особых формах цирроза печени наблюдается резкое увеличение медьсодержащих соединений в сыворотке крови.

д. Психологическое состояние.

После продолжительных исследований организма человека ученые сделали вывод, что медь оказывает влияние не только на физиологическое, но и на психологическое состояние человека. У людей склонных к агрессии в волосах содержится гораздо больше этого металла, чем у спокойных, сдержанных.

3. Негативное влияние меди на человека.

Избыток меди в организме, как правило, возникает у людей работающих на вредных производствах. Например, во время шлифовки медного изделия в воздух рабочей зоны в виде пыли попадают частицы меди и её оксида. Концентрация их может достигать от 0,3 до 15 мг./м 3 . Примерно через час вдыхания такого воздуха рабочим начнет ощущаться сладковатый привкус во рту, затем возникнет кашель, а если не предпринять никаких действий и продолжить работу, то спустя ещё несколько часов появятся такие симптомы как тошнота, головная боль, повышенная температура.

Интоксикация медью также может наступить при длительном проживании в экологически неблагоприятных районах, неправильном использовании лекарственных препаратов, чрезмерном употреблении в пищу некоторых продуктов.

Медь в продуктах питания может присутствовать как в естественных концентрациях, так и копиться искусственно. Например, рыба может жить в водоемах, загрязненных медью от сбросов сточных вод с превышением ПДК по меди. Оттуда же может пить скот. В конечном счете рыба, мясо и субпродукты попадут на стол к человеку, но качество их будет низким, а количество меди будет зашкаливать.

Каковы последствия интоксикации медью?

а. Угнетение нервной системы.

В высоких концентрациях медь оказывает крайне негативное влияние на работу ЦНС. вплоть до развития болезни Альцгеймера.

б. Инактивация ферментов.

При избытке меди в организме происходит снижение активности образования, либо полная инактивация некоторых ферментов.

в. Угнетение дыхания.

Замедляется поступление кислорода в клетки крови, появляется головная боль, затрудняется дыхание, учащается сердцебиение, возникает тревожность. Возможно развитие диареи, тошноты, болей в животе и сильного увеличения печени.

При хроническом отравлении медью может возникать такой парадокс — избыточные ионы меди начнут откладываться в различных тканях (почки; радужные оболочки глаз; печень) оказывая на них токсичное воздействие, хотя в нормальной цепи процесса обмена веществ организма возникает дефицит этого микроэлемента.

Источник