Мідь Р.Боргаччі

які

Що таке мідь?

Мідь («мідь» англійською мовою) є хімічним елементом з символом Cu (від латинського «cuprum») і атомним номером 29.

Подібно до заліза та цинку, мідь також є металевим мікроелементом, необхідним для всіх вищих живих організмів, що не стосується мікроорганізмів. Взагалі в окислювально-відновних реакціях і в синтезі білка, наприклад, для виробництва певних ферментів, в організмі людини вона грає фундаментальну роль для створення біологічного каталізатора респіраторного цитохром-оксидази - також відомого як комплекс IV, EC 1.9.3.1. Тіло дорослої людини містить 1, 4 - 2, 1 міліграми міді на кілограм ваги, а найбагатшими тканинами є: печінкова, м'язова та кісткова паренхіма.

Чи знаєте ви, що ...

У молюсків і ракоподібних, мідь є складовою гемоціаніну крові пігменту; у цих організмах вона має таку ж функцію, як і заліза для гемоглобіну людини та багатьох інших хребетних.

Харчова потреба міді для нашого організму є об'єктивно помірною і це не фактор харчування, який зазвичай легко потрапляє в дефіцит; його дефіцит є більш імовірним, коли він асоціюється з загальним недоїданням. Серед найбагатших продуктів у міді ми згадуємо: субпродукти, молюски, ракоподібні, насіння олійних культур і зародки крохмалистих насіння. Поглинання - кишкове - впливає, як і його присутність у їжі, також загальним складом їжі - наприклад, на можливу присутність великої кількості заліза, цинку або анти-харчових хелатируючих агентів. Його метаболізм може впливати на спадкову хворобу навіть серйозної особи.

Біологічна роль

Біологічна роль міді

Біологічна роль міді почалася з появи кисню в атмосфері Землі. Мідь є важливим мікроелементом як у тваринному, так і в рослинному царстві, але не в бактеріях і вірусах.

У природі мідь є переважно білками, такими як ферменти та транспортери, які відіграють різні ролі в каталізі та переносі біологічних або кисневих електронів - процеси, які використовують просте перетворення міді I та II - Cu (I) та Cu (II),

Мідь необхідна в аеробному диханні всіх еукаріотичних клітин. У мітохондріях він міститься в ферменті цитохром С-оксидази, останній білок окисного фосфорилювання, який пов'язує O2 між міддю і іоном заліза, переносячи 8 молекул на молекулу O2 і таким чином зменшуючи його для наступного зв'язку з водню, з двома молекулами води.

Мідь також зустрічається у багатьох ферментах супероксиддисмутази, білках, які каталізують розкладання супероксидів шляхом перетворення їх, шляхом демутації, в кисень і перекис водню.

поглиблення

Реакція ферменту супероксиддисмутази полягає в наступному:

Cu2 + -SOD + O2- → Cu + -SOD + O2 (відновлення міді, супероксидне окислення)

Cu + -SOD + O2- + 2H + → Cu2 + -SOD + H2O2 (окислення міді, зниження супероксиду)

Білок гемоціаніну є носієм кисню у більшості молюсків і деяких членистоногих, таких як доісторичний ракоподібний поліфем Limulus . Оскільки гемоціанін є блакитним, у цих організмів є кров одного кольору, а не червоний - замість типового для нашого гемоглобіну на основі заліза.

Кілька мідних білків, таких як "сині мідні білки", не взаємодіють безпосередньо з субстратами і не є ферментами . Замість цього ці поліпептиди передають електрони через процес, який називається " перенесенням електрона ".

метаболізм

Метаболізм міді в організмі людини

Мідь всмоктується в кишечник і в кровотік, де зв'язується з альбуміном і транспортується в печінку. Після метаболізму печінки він поширюється в інші тканини, головним чином завдяки білку церулоплазміну . Останній також несе мідь, секретується в грудному молоці ссавців і особливо добре всмоктується. Додаткову інформацію див .: Ceruloplasmin.

Звичайно мідь протікає в ентерогепатичній циркуляції - "рециркуляції" близько 5 мг / добу - тоді як тільки 1 мг / день всмоктується з дієтою і викидається. При необхідності організм здатний ліквідувати надлишок через жовч, що, отже, не буде реабсорбироваться кишечником.

Людський організм містить мідь в кількості близько 1, 4 - 2, 1 мг / кг ваги - міститься переважно в печінці, м'язах і кістках.

дієта

Мідне джерело джерела МОМ

У 2001 році "Інститут медицини США" (МОМ) оновив оцінені середні вимоги (EAR) та рекомендовані дієтичні дотації (рекомендовані дієтичні норми - RDA) для міді. Якщо недостатньо інформації для встановлення EAR і RDA, наприклад, щодо новонароджених, використовується визначена оцінка адекватного споживання (адекватний прийом - AI).

Адекватне споживання міді

ІІ для міді до одного року відповідають:

200 мкг / день міді для чоловіків і жінок 0-6 місяців
220 мкг / день міді для чоловіків і жінок 7-12 місяців.

Допустимий верхній рівень споживання міді

Що стосується рівня безпеки, то з достатніми даними для їх встановлення МОМ також встановлює більш високий рівень толерантності (допустимий верхній рівень споживання - UL). У випадку міді, UL встановлюють на рівні 10 мг / день.

Примітка : спільно EAR, RDAs, IAs та ULs вказані як дієтичні довідкові посилання (Diet Reference Intakes - DRI).

EFSA джерело міді

Європейський орган з безпеки харчових продуктів (EFSA) посилається на колективну серію інформації у вигляді посилань на дієтичні значення (DRV), а вказує, що замість RDA та середньої вимоги (AR) замість RDA та середньої потреби (AR) EAR. Для жінок і чоловіків у віці 18 років і старше ІА встановлюють відповідно 1, 3 і 1, 6 мг / день. ШІ для вагітності та лактації - 1, 5 мг / добу. Для дітей у віці від 1 до 17 років ІІ зростає з віком від 0, 7 до 1, 3 мг / день - вони, таким чином, вище, ніж АРР США. EFSA встановила свій UL на рівні 5 мг / добу, що вдвічі менше, ніж США.

Мідь на харчовій етикетці в США

Для цілей маркування харчових добавок і дієтичних продуктів у Сполучених Штатах кількість міді в порції виражається у відсотках від добового значення (% денного значення -% ДВ).

100% ДВ склало 2, 0 мг, але з 27 травня 2016 року було переглянуто до 0, 9 мг, щоб привести його у відповідність з АРР.

харчування

Продукти, багаті міддю

Серед продуктів, багатих міддю, є як продукти тваринного, так і рослинного походження. Типовими прикладами є: печінка як їжа, нирка або нирка як їжа, устриці, краби, омари, какао, волоські горіхи, пекан, арахіс, насіння соняшнику та його олія, кукурудзяний зародок та його олія, пшеничні або житні висівки, боби, сочевиця, какао, шоколад і т.д.

Вторинними джерелами є: м'ясо, особливо баранина, та деякі фрукти, такі як лимони, яблука, папайя, кокос та ін., Гриби та пивні дріжджі.

Тема краще розроблена на сторінці: Copper in Foods.

нестача

Симптоми харчового дефіциту міді

Через свою роль у полегшенні засвоєння заліза, харчовий дефіцит міді може викликати симптоми, схожі на залізодефіцитну анемію, з можливістю:

нейтропенія
аномалії кісток
гипопигментация
зниження зростання
збільшення частоти інфекцій
остеопороз
гіпертиреоз
порушення обміну глюкози і холестерину.

Діагностика харчового дефіциту міді

Стан тяжкого дефіциту міді можна виявити, перевіривши рівні плазми мінерального - або сироваткового міді - церулоплазміну і супероксиддисмутази в еритроцитах. Примітка : ці параметри не чутливі до граничного недоліку міді в раціоні. В якості альтернативи можна вдатися до аналізу активності ферменту цитохромоксидази в лейкоцитах і тромбоцитах, але не зрозуміло, чи дають результати цього тесту фактично повторювані результати.

токсичність

Харчова токсичність міді

Спостерігаючи за деякими спробами самогубства, було виявлено, що надмірна кількість міді - у вигляді солей - може викликати гостру токсичність, ймовірно, через окислювально-відновний і генерацію активних форм кисню, шкідливих для ДНК.

У різних сільськогосподарських тварин, таких як кролик, токсична кількість солей міді еквівалентна 30 мг / кг. Для забезпечення задовільного зростання необхідно, щонайменше, 3 ppm / день, і 100, 200, 500 ppm, можуть сприятливо впливати на анаболічний обмін і, отже, на швидкість росту тварин.

У людини, як правило, випадки хронічної токсичності навряд чи відбудуться, завдяки транспортним системам, які регулюють поглинання і виведення мінералу.

Проте аутосомно-рецесивні мутації в транспортних білках міді можуть відключити ці системи, що призводить до виникнення у Вілсона бактеріальної хвороби - також в очах, яка зазвичай називається кільцями Кайзера-Флейшера - і цирозу печінки у людей, які успадкували два. дефектні гени. Для отримання додаткової інформації про ліки та хворобу Вільсона прочитайте також спеціальну статтю.

Надмірні рівні міді також були пов'язані з погіршенням симптомів хвороби Альцгеймера.

Вплив токсичності міді

У Сполучених Штатах Управління з безпеки та гігієни праці (OSHA) визначило допустиму межу впливу (PEL) для мідного пилу та пов'язаних парів на робочому місці 1 мг / м3 - середньозважена (TWA). Національний інститут з охорони праці (NIOSH) встановив рекомендовану межу впливу (REL) 1 мг / м3 TWA. Значення "негайно небезпечне для життя і здоров'я" (IDLH) становить 100 мг / м3.

Мідь також є складовою тютюнової рослини, яка швидко поглинає метали з навколишнього ґрунту, щоб накопичуватися в листках. Крім куріння, крім токсичних компонентів горіння - з яких шкідливість широко задокументована - потенційно шкідлива роль цих елементів також підозрюється.

матеріал

Властивості і характеристики міді як матеріалу

В якості матеріалу він володіє властивостями м'якості, податливості, екстремальної пластичності і високої теплової та електричної провідності. Поверхня чистої міді, тільки що виставлена - так ще не окислена - має червоно-оранжевий колір. Мідь використовується як провідник тепла та електроенергії, як будівельний матеріал і як компонент різних сплавів, таких як срібло, що використовується в ювелірних виробах, мельхіор, який використовується для виготовлення металоконструкцій і морських монет, а константан використовується для тензодатчиків і термопар, корисних для вимірювання температури.

поглиблення

Мідь є одним з небагатьох металів, що зустрічаються в природі у вже використовуваній формі - нативному металі. Це дозволило людині використовувати його ще в 8000 р. До н.е. Це був перший метал, який розплавив його мінерал (5000 р. До н.е.), перший з яких було надруковано (4000 р. До н. Е.), І першим, що складається з навмисного сплаву інший метал, олово, для створення бронзи (3500 р. до н.е.).

У минулому - вже в римські часи - мідь широко видобувалася і використовувалася для різних застосувань. Найбільш часто зустрічаються з знахідок сполуки міді (мідь II або Cu II), які часто дають синій або зелений колір мінералам типу «азурит», малахіт і бірюза - широко використовуються як пігменти. Мідь, що використовується в будівлях, як правило, як покриття, окислюється з утворенням зеленуватої патини. Мідь також іноді використовується в декоративному мистецтві, як у своїй елементарній металевій формі, так і в інших сполуках. В якості бактеріостатиків, фунгіцидів і консервантів деревини використовуються різні мідні матеріали.

Антибіоочищення - антиакумулятор

Мідь є біостатичним з'єднанням, тобто не дозволяє росту бактерій і багатьох інших життєвих форм.

Тому він є дуже ефективним засобом для боротьби з обростанням і тому в минулому знайшов велике використання в морському секторі - спочатку в чистоті, потім у сплаві мунц (40% цинку) або міді. Мідь була необхідна для структурування та покриття компонентів і поверхонь, розташованих нижче ватерлінії - живого судна човна - на якому звичайно розвиваються водорості, мідії, грамостіні (зуби собак), вагани тощо.

Завдяки властивості "анти-біоаккумулятора", мідні сплави стали фундаментальними матеріалами в поперечних зв'язках в аквакультурі; вони також мають відмінні антимікробні, структурні та корозійно-стійкі властивості.

Протимікробна мідь

Антибактеріальні контактні поверхні мідного сплаву мають природні властивості, які руйнують широкий спектр мікроорганізмів - наприклад, E. coli O157: H7, метицилін- резистентний Staphylococcus aureus (MRSA), стафілококи, Clostridium difficile, вірус Dell ' грип А, аденовірус і різні гриби. Регулярно чистилися сотні мідних сплавів, які вбивали понад 99, 9% патологічних бактерій всього за дві години. "Агентство охорони навколишнього середовища США" (EPA) схвалило реєстрацію цих мідних сплавів як "антимікробний матеріал з користю для громадського здоров'я", що дозволяє виробникам претендувати на переваги. Крім того, EPA затвердила довгий список антимікробних продуктів міді, отриманих з цих сплавів, таких як поручні, перила, раковини, змішувачі, дверні ручки, туалетне обладнання, комп'ютерні клавіатури, обладнання для оздоровчих центрів і ручок торгових візків. Мідні ручки використовуються в лікарнях для зменшення передачі патогенів. Бактерія "хвороба легіонера" або "легіонельоз" ( Legionella pneumophila ) пригнічується застосуванням мідних труб в гідравлічних системах. Протимікробні вироби з мідного сплаву встановлюються в медичних закладах у таких країнах: Великобританія, Ірландія, Японія, Корея, Франція, Данія та Бразилія, а також у транспортній системі метро Сантьяго, Чилі, де - з 2011 року і 2014 - мідні та цинкові поручні будуть встановлені в близько 30 станціях.

поглиблення

Chromobacterium violaceum і Pseudomonas fluorescens можуть мобілізувати тверду мідь як сполуку ціаніду.

бібліографія

McHenry, Charles, ed. (1992). Нова енциклопедія Британіка. 3 (15 изд.). Чикаго: Енциклопедія Britannica, Inc. 612.
Encyclopaedia Britannica, 11-е изд., Вип. 7, с. 102.
Джонсон, доктор медичних наук, Ларрі Е., ред. (2008). «Мідь». Навчальний посібник домогосподарства Merck. Merck Sharp & Dohme Corp., дочірня компанія Merck & Co., Inc. Отримано 7 квітня 2013 року.
Мідь в здоров'ї людини
Еддінг, Маріо Е., Флорес, Гектор і Міранда, Клаудіо, (1995), експериментальне використання мідно-нікелевого сплаву сітки в марикультурі. Частина 1: Можливість використання в помірному поясі; Частина 2: Демонстрація використання в холодній зоні; Заключний звіт до Міжнародної асоціації міді
Корозійне поведінка сплавів міді, що використовуються в морській аквакультурі. (PDF). copper.org. Отримано 8 листопада 2011 року.
Мідні сенсорні поверхні Архів 23 липня 2012 року на машині Wayback. Мідні сенсорні поверхні. Отримано 8 листопада 2011 року.
EPA реєструє мідьсодержащіе сплави, травень 2008 року
Biurrun, Amaya; Кабальеро, Луїс; Пелаз, Кармен; Леон, Олена; Гаго, Альберто (1999). "Лікування Legionella pneumophila - колонізованої системи розподілу води з використанням мідно-срібної іонізації та безперервного хлорування". Інфекційний контроль та епідеміологія лікарні. 20 (6): 426–428.
Чилійське метро захищене антимікробним мідним - залізничним транспортом з архіву 24 липня 2012 року на машині Wayback. rail.co. Отримано 8 листопада 2011 року.
Codelco надасть антимікробну мідь для нових ліній метро (Чилі) [мертва ланка]. Construpages.com.ve. Отримано 8 листопада 2011 року.
PR 811 Чилійський метрополітен Встановлює антимікробну мідь Архів 23 листопада 2011 року на машині Wayback. (PDF). antimicrobialcopper.com. Отримано 8 листопада 2011 року.
Джеффрі Майкл Гадд (березень 2010 року). "Метали, мінерали та мікроби: геомікробіологія та біоремедіація". Мікробіологія. 156 (3): 609–643.
Джеффрі Майкл Гадд (березень 2010 року). "Метали, мінерали та мікроби: геомікробіологія та біоремедіація". Мікробіологія. 156 (3): 609–643.
Харбхаджан Сінгх (2006-11-17). Мікодермедіація: Грибкова біоремедіація. р. 509.
Жилет, Катерина Е.; Hashemi, Hayaa F; Кобін, Пол А. (2013). "Глава 13 Мідний металомор в еукаріотичних клітинах". У Banci, Люсія. Металоміка і клітина, іони металів в науках про життя. 12. Шпрингер.
"Цікаві факти". Підковоподібний краб. Університет штату Делавер. Отримано 13 липня 2008 року.
SJ Lippard, JM Berg "Принципи біонеорганічної хімії" Університетські наукові книги: Mill Valley, CA; 1994.
Decker, H. & Terwilliger, N. (2000). "КС і грабіжники: передбачувана еволюція мідних зв'язуючих білків міді". Журнал експериментальної біології. 203 (Pt 12): 1777–1782.
Шнайдер, Ліза К.; Wüst, Anja; Помовський, Аня; Чжан, Лін; Einsle, Oliver (2014). "Глава 8. Немає сміху: неприпинення окису окису азоту редуктазою азоту окису парникових газів". У Пітер М. Х. Кронек; Марта Е. Соса Торрес. Біогеохімія газоподібних сполук в навколишньому середовищі. Іони металів в науках про життя. 14. Спрінгер. стр. 177-210.
Denoyer, Delphine; Clatworthy, Шарнель А.С .; Кетер, Майкл А. (2018). "Глава 16. Мідні комплекси в терапії раку". У Sigel, Astrid; Sigel, Helmut; Freisinger, Eva; Sigel, Roland KO Метал-ліки: розвиток і дія агентів проти раку. 18. Берлін: de Gruyter GmbH. стр. 469-506.
"Кількість міді в нормальному людському тілі, а також інші фактори харчування міді". Отримано 3 квітня 2009 року.
Adelstein, SJ; Vallee, BL (1961). "Метаболізм міді у людини". Журнал медицини Нової Англії. 265 (18): 892–897.
MC Linder; Wooten, L .; Cerveza, P.; Бавовна, S; Шульце Р.; Lomeli, N. (1 травня 1998). "Мідний транспорт". Американський журнал клінічного харчування. 67 (5): 965S - 971S.
Frieden, E.; Hsieh, HS (1976). "Церулоплазмін: транспортний білок міді з активністю оксидази". Досягнення в ензимології та суміжних галузях молекулярної біології. Досягнення в галузі ензимології та суміжних галузей молекулярної біології. 44: 187–236.
С. С. Персіваля; Harris, ED (1 січня 1990 р.). "Транспортування міді з церулоплазміну: Характеристика механізму поглинання клітин". Американський журнал фізіології. Фізіологія клітини. 258 (1): C140-6.
Дієтичні довідкові прийоми: RDA і AI для Правління харчових продуктів і харчування вітамінів і елементів, Інститут медицини, Національна преса академій, 2011. Отримано 18 квітня 2018 року.
Мідь. В: Дієтичні поглинання вітаміну А, вітаміну К, миш'яку, бору, хрому, міді, йоду, заліза, марганцю, молібдену, нікелю, кремнію, ванадію і міді. Національна академія преси. 2001, PP. 224-257.
"Огляд дієтичних референтних значень для населення ЄС, отриманий Групою EFSA з дієтичних продуктів, харчування та алергії" (PDF). 2017.
Допустимі рівні верхнього споживання для вітамінів і мінералів (PDF), Європейський орган з безпеки харчових продуктів, 2006
"Федеральний реєстр 27 травня 2016 р. Маркування харчових продуктів: перегляд етикетки фактів харчування та доповнення. FR сторінка 33982" (PDF).
"Зміни до панелі фактів харчування - дата відповідності"
Bonham, Maxine; О'Коннор, Жаклін М .; Hannigan, Bernadette M; Strain, JJ (2002). "Імунна система як фізіологічний показник граничного статусу міді?" Британський журнал харчування. 87 (5): 393–403.
Li, Yunbo; Труш, Михайло; Yager, James (1994). "Пошкодження ДНК, викликані реакційноздатними видами кисню, що виникають внаслідок мідь-залежного окислення 2-гідрокси катехолу естрадіолу". Канцерогенез. 15 (7): 1421–1427.
Гордон, Старкебаум; Джон, М. Харлан (квітень 1986). "Пошкодження ендотеліальних клітин двома поколіннями пероксиду водню з каталізатором міді з гомоцистеїну". J. Clin. Invest. 77 (4): 1370–6.
"Інформація про пестициди для сульфату міді". Корнельський університет. Отримано 10 липня 2008 року.
Хант, Чарльз Е. і Вільям Карлтон (1965). "Серцево-судинні ураження, пов'язані з експериментальним дефіцитом міді в кролику". Журнал харчування. 87 (4): 385–394.
Ayyat MS; Marai IFM; Alazab AM (1995). "Мідно-білкове харчування новозеландських білих кроликів в єгипетських умовах". Світова кроликова наука. 3 (3): 113–118.
Brewer GJ. Надлишок міді, дефіцит цинку і втрата пізнання при хворобі Альцгеймера. BioFactors (Оксфорд, Англія). Березень 2012; 38 (2): 107–113.
"Мідь: хвороба Альцгеймера". Examine.com. Отримано 21 червня 2015 року.
"NIOSH Кишеньковий Посібник з Хімічних Небезпек # 0150". Національний інститут охорони праці (NIOSH).
OEHHA Мідь
Talhout, Reinskje; Шульц, Томас; Флорек, Ева; Ван Бентхем, Ян; Вестер, Піт; Opperhuizen, Antoon (2011).
"Небезпечні сполуки в тютюновому димі". Міжнародний журнал екологічних досліджень та охорони здоров'я. 8 (12): 613–628.
Аліреза Пурхаббаз, Хамідреза Пурхаббаз Дослідження токсичних металів в тютюні різних іранських сигаретних брендів та пов'язаних з ними питань охорони здоров'я, Іран J Basic Med Sci. 15 (1): 636–644.
Девід Бернхард, Андреа Россманн і Георг Вік Метали в димі сигарет, IUBMB Life, 57 (12): 805–809, грудень 2005 року.