Kobber av R.Borgacci

Hva

Hva er kobber?

Kobber ("kobber" på engelsk) er et kjemisk element med symbolet Cu (fra det latinske "cuprum") og atomnummeret 29.

Som jern og sink er kobber også et metall-mikronæringsstoff avgjørende for alle høyere levende organismer - det samme gjelder ikke for mikroorganismer. Implisitt fremfor alt i oksidasjonsreduksjonsreaksjoner og i proteinsyntese, for eksempel for produksjon av visse enzymer, spiller den en grunnleggende rolle i konstitusjonen av den biologiske respiratoriske cytokrom C-oxidasekatalysatoren - også kjent som kompleks IV, EC 1.9.3.1. En voksen kropp inneholder 1, 4 - 2, 1 milligram kobber per kg vekt og de rikeste vevene er: lever, muskulatur og benparenchyma.

Visste du at ...

I bløtdyr og krepsdyr er kobber en bestanddel av blodpigmentets hemocyanin; i disse organismer har den samme funksjon som jern for menneskets hemoglobin og mange andre vertebrater.

Ernæringsbehovet for kobber til kroppen vår er objektivt moderat og det er ikke en ernæringsfaktor som vanligvis er lett å komme inn i underskudd. dens mangel er mer sannsynlig når det er knyttet til generelle underernæring bilder. Blant de rikeste matvarer i kobber nevner vi: slagtebiprodukter, bløtdyr, krepsdyr, oljefrø og stivelsesfrø bakterier. Absorpsjon - intestinal - påvirkes, så vel som ved tilstedeværelsen i maten, også ved den generelle sammensetningen av måltidene - for eksempel for mulig tilstedeværelse av store mengder jern, sink eller anti-ernæringsmessige chelateringsmidler. Metabolismen kan bli påvirket av arvelige sykdommer selv av alvorlig enhet.

Biologisk rolle

Biologisk rolle kobber

Den biologiske rollen som kobber begynte med utseendet av oksygen i jordens atmosfære. Kobber er et viktig sporelement både i dyr og grønnsaker, men ikke med bakterier og virus.

I naturen er kobber hovedsakelig proteiner, som enzymer og transportører, som spiller forskjellige roller i katalyse og overføring av biologiske eller oksygenelektroner - prosesser som utnytter den enkle interkonversjonen av kobbertyper I og II - Cu (I) og Cu (II) .

Kobber er avgjørende for aerobic respirasjon av alle eukaryotiske celler. I mitokondriene finnes det i cytokrom C-oksidase- enzymet, det siste proteinet i oksidativ fosforylering som binder O2 mellom et kobber og en jernion, overføring av 8 elektroner til O2-molekylet og dermed redusere den, for den følgelig sammenheng med hydrogen, med to molekyler vann.

Kobber finnes også i mange superoksiddismutaseenzymer, proteiner som katalyserer dekomponering av superoksider ved å omdanne dem, ved dismutasjon, til oksygen og hydrogenperoksid.

utdype

Reaksjonen av superoksid dismutase enzymet er som følger:

Cu2 + -SOD + 02- → Cu + -SOD + O2 (kobberreduksjon, superoksidoksydasjon)

Cu + -SOD + O2- + 2H + → Cu2 + -SOD + H2O2 (kobberoxidasjon, superoksydreduksjon)

Hemocyaninproteinet er oksygenbæreren i de fleste bløtdyr og noen leddgikt, som for eksempel den forhistoriske krepsdyr Limulus polyphemus . Siden hemocyanin er blå, har disse organismene blod av samme farge og ikke rødt - i stedet typisk for vårt jernbaserte hemoglobin.

Flere kobberproteiner, for eksempel "blå kobberproteiner", interagerer ikke direkte med substratene og er ikke enzymer . I stedet overfører disse polypeptidene elektroner gjennom prosessen kalt " elektronoverføring ".

metabolisme

Kobbermetabolisme i menneskekroppen

Kobber absorberes i tarmen og inn i blodet, hvor det binder seg til albumin og transporteres til leveren. Etter hepatisk metabolisme fordeles den til andre vev, hovedsakelig takket være ceruloplasminproteinet . Sistnevnte bærer også kobber utsöndret i morsmelk hos pattedyr og absorberes spesielt godt. For mer informasjon, se: Ceruloplasmin.

Vanligvis strømmer kobber i en enterohepatisk sirkulasjon - en "resirkulering" på ca 5 mg / dag - mens bare 1 mg / dag absorberes med dietten og utvises. Om nødvendig er organismen i stand til å eliminere overskytende gjennom gallen, noe som derfor ikke vil bli betydelig reabsorbert av tarmen.

Menneskekroppen inneholder kobber i en mengde på ca. 1, 4 - 2, 1 mg / kg av vekt - hovedsakelig i leveren, musklene og beinene.

diett

Kobber kilde kilde IOM

I 2001 oppdaterte "US Institute of Medicine" (IOM) de estimerte gjennomsnittlige kravene (EAR) og anbefalte kosttilskudd (anbefalte kosttilskudd - RDA) for kobber. Når det ikke foreligger tilstrekkelig informasjon til å etablere EAR og RDA, for eksempel med hensyn til nyfødte, brukes et definert estimat for tilstrekkelig inntak (tilstrekkelig inntak - AI).

Tilstrekkelig inntak av kobber

AI for kobber opp til ett år svarer til:

200 μg / dag kobber for menn og kvinner 0-6 måneder
220 μg / dag kobber for menn og kvinner på 7-12 måneder.

Anbefalt dietary ration av kobber

RDAene for kobber er:

340 μg / dag kobber for menn og kvinner 1-3 år gammel
440 μg / dag kobber for menn og kvinner på 4-8 år
700 μg / dag kobber for menn og kvinner 9-13 år gammel
890 μg / dag kobber for menn og kvinner i alderen 14-18 år
900 μg / dag kobber for menn og kvinner i alderen 19 år eller eldre
1000 μg / dag kobber for gravide kvinner på 14-50 år
1300 μg / dag kobber for lakterende kvinner i alderen 14-50 år.

Tålelig øvre inntaksnivåer av kobber

Når det gjelder sikkerhetsnivået, med tilstrekkelige data for å etablere dem, pålegger IOM også tolererbare høyere toleransenivåer (tolerable øvre inntaksnivåer - UL). Ved kobber er UL satt til 10 mg / dag.

Merk : Samlet er EAR, RDA, IA og UL angitt som kostreferanse referanser (Dietary Reference Intakes - DRI).

EFSA-kilde til kobber

Den europeiske fødevaresikkerhetsmyndigheten (EFSA) refererer til den kollektive serien av informasjon som diettreferanseverdier (DRV), med populasjonsreferanseinntak (PRI) i stedet for RDA og gjennomsnittlig krav (AR) i stedet for EAR. For kvinner og menn i alderen 18 og eldre er IAs satt til henholdsvis 1, 3 og 1, 6 mg / dag. AI for graviditet og amming er 1, 5 mg / dag. For barn i alderen 1-17 år øker AI med alder fra 0, 7 til 1, 3 mg / dag - de er derfor høyere enn amerikanske RDAer. EFSA har satt sitt UL på 5 mg / dag, som er halvparten av verdien av USA.

Kobber på matmerket i USA

Med hensyn til merking av kosttilskudd og diettfôr i USA er mengden kobber i en del uttrykt som en prosentandel av den daglige verdien (% dagverdien -% DV).

100% av DV var 2, 0 mg, men fra 27. mai 2016 ble det revidert til 0, 9 mg for å bringe det i tråd med RDA.

mat

Mat rik på kobber

Blant matene rik på kobber er det både mat av animalsk og vegetabilsk opprinnelse. Typiske eksempler er: Lever som mat, nyre eller nyre som mat, østers, krabber, hummer, kakao, valnøtter, pekannøtter, jordnøtter, solsikkefrø og olje, kornkorn og olje, hvete eller rugbran, bønner, linser, kakao, sjokolade etc.

Sekundære kilder er: kjøtt, spesielt lam, og noen frukter som sitroner, epler, papaya, kokosnøtt, etc., sopp og bryggergær.

Emnet er bedre utviklet på siden: Kobber i matvarer.

mangel

Symptomer på næringsdefekten av kobber

På grunn av sin rolle i å lette jernabsorpsjon, kan næringsdefekten av kobber forårsake symptomer som ligner på jernmangelanemi, med muligheten for:

nøytropeni
bein anomalier
hypopigmentering
redusert vekst
økt forekomst av infeksjoner
osteoporose
hypertyreose
abnormiteter i glukose og kolesterol metabolisme.

Diagnose av næringsdefekt av kobber

Tilstanden for alvorlig kobbermangel kan bli funnet ved å teste plasmakoncentrasjonene av mineral- eller serumkobber - av ceruloplasmin og superoksiddismutase i røde blodlegemer. Merk : Disse parametrene er ikke følsomme for den marginale mangelen på kobber i kosten. Som et alternativ er det mulig å ty til analysen av aktiviteten til cytokrom c-oxidaseenzymet i leukocytter og blodplater, men det er ikke klart om resultatene av denne testen gir faktisk repeterbare resultater.

toksisitet

Matkoppertoksisitet

Ved å observere noen selvmordsforsøk ble det funnet at overdreven mengder kobber - i form av salter - kan indusere akutt toksisitet, sannsynligvis på grunn av redox og generering av reaksjonssyrementer som er skadelige for DNA.

I forskjellige husdyr, som kaninen, er den giftige mengden kobbersalter ekvivalent med 30 mg / kg. For å sikre tilfredsstillende vekst, minst 3 ppm / dag er nødvendig, og 100, 200, 500 ppm, kan gunstig påvirke anabole metabolisme og dermed veksthastigheten til dyrene.

Hos mennesker er det som regel ikke tilfelle av kronisk toksisitet, takket være transportsystemene som regulerer absorpsjon og utskillelse av mineral.

Imidlertid kan autosomale recessive mutasjoner i kobbertransportproteiner deaktivere disse systemene, noe som fører til Wilsons kobberakkumulerende sykdom - også i øynene, vanligvis referert til som Kayser-Fleischer-ringer - og levercirrhose hos mennesker som arvet to defekte gener. For mer informasjon om narkotika og Wilsons sykdom, les også den dedikerte artikkelen.

Overdreven kobbernivå har også vært knyttet til forverrede symptomer på Alzheimers sykdom.

Eksponering for kobber toksisitet

I USA har Occupational Safety and Health Administration (OSHA) angitt en tillatt eksponeringsgrense (PEL) for kobberstøv og relaterte røyk på arbeidsplassen på 1 mg / m3 - tidsvektet gjennomsnitt (TWA). Nasjonalt institutt for arbeidssikkerhet og helse (NIOSH) har satt en anbefalt eksponeringsgrense (REL) på 1 mg / m3 TWA. Verdien "umiddelbart farlig for liv og helse" (IDLH) er 100 mg / m3.

Kobber er også en bestanddel av tobakksplanten, som raskt absorberer metaller fra den omkringliggende jorden for å akkumulere i bladene. Ved røyking, i tillegg til det av de giftige bestanddelene i forbrenningen, hvorav skadeligheten er mye dokumentert, er det også en mistanke om en potensielt skadelig rolle for disse elementene.

Populær medisin

Kobber i folkemedisin

Nylig har noen kompresjonsklær med flettet kobber kommet inn på markedet. Slike klær ville ha promiskuøse terapeutiske indikasjoner, som kombinerer kompresjonsfunksjonen foreslått av konvensjonell medisin for behandling av noen spesifikke forstyrrelser til "energipotensialet" av materialet i stedet etablert av folkemedisin.

materiale

Egenskaper og egenskaper av kobber som materiale

Som et materiale har det egenskaper som mykhet, smidighet, ekstrem duktilitet og høy termisk og elektrisk ledningsevne. Overflaten av rent kobber, bare eksponert - så ikke oxidert ennå - har en rød-oransje farge. Kobber brukes som leder av varme og elektrisitet, som byggemateriale, og som en del av ulike legeringer, som sølv brukt i smykker, brukes cupronickel til å produsere maskinvare og marine mynter og constantan brukt til spenningsmåler og termoelementer som er nyttige for temperaturmåling.

utdype

Kobber er en av de få metaller som finnes i naturen i den allerede brukbare formen - innfødt metall. Dette tillot bruken av mennesket så tidlig som 8000 f.Kr. Det var det første metallet som ble smeltet ved sitt mineral (5000 f.Kr.), den første som ble skrevet ut (4000 f.Kr.) og den første som utgjør en forsettlig legering med et annet metall, tinnet, for å lage bronse (3500 f.Kr.).

Tidligere - allerede i romertiden - ble kobber utvunnet og brukt til ulike anvendelser. Forbindelsene som oftest finnes fra funnene er kobbersalter (kobber II eller Cu II), som ofte gir en blå eller grønn farge til typen mineraler: azuritt, malakitt og turkis - mye brukt som pigmenter. Kobber brukt i bygninger, vanligvis som et belegg, oksiderer for å danne en grønn patina. Kobber brukes også noen ganger i dekorativ kunst, både i sin grunnleggende metallform og i andre forbindelser. Ulike kobbermaterialer brukes som bakteriostatiske midler, fungicider og trebeskyttelsesmidler.

Antibiofouling - anti-akkumulator

Kobber er en biostatisk forbindelse, det vil si at det ikke tillater vekst av bakterier og mange andre livsformer.

Det er derfor en meget effektiv anti-fouling og har derfor tidligere funnet rikelig bruk i nautisk sektor - først i renhet, deretter i muntz legering (40% sink) eller kobbermaling. Kobber var nødvendig for å strukturere og dekke komponenter og overflater under vannlinjen - båtens levende håndverk - der det vanligvis utvikles alger, blåskjell, gramostini (hundens tenner), limpets osv.

Takket være egenskapen "anti-bioakkumulator" har kobberlegeringer da blitt grunnleggende materialer i kryssbinding i akvakultur; de har også gode antimikrobielle egenskaper, struktur og korrosjonsbestandighet.

Antimikrobielt kobber

De antibakterielle kobberlegeringskontaktflatene har naturlige egenskaper som ødelegger et bredt spekter av mikroorganismer - for eksempel E. coli O157: H7, meticillinresistent Staphylococcus aureus (MRSA), Staphylococcus, Clostridium difficile, dell virus ' influensa A, adenovirus og forskjellige sopp. Regelmessig rengjort, hundrevis av kobberlegeringer har vist seg å drepe over 99, 9% av patologiske bakterier på bare to timer. "Environmental Protection Agency" (EPA) har godkjent registreringen av disse kobberlegeringene som "antimikrobielt materiale med helsemessige fordeler", slik at produsentene kan kreve fordelene. I tillegg har EPA godkjent en lang liste over kobber-antimikrobielle produkter oppnådd fra disse legeringene, som rekkverk, rekkverk, vasker, kraner, dørhåndtak, toalettvare, datortastaturer, utstyr for velværesenter og handlekurv. Kobberhåndtak brukes på sykehus for å redusere overføring av patogener. Bakterien av "Legionnaire's disease" eller "legionellosis" ( Legionella pneumophila ) undertrykkes ved bruk av kobberrør i hydrauliske systemer. Antimikrobielle kobberlegeringsprodukter installeres i helsevesenet i følgende land: Storbritannia, Irland, Japan, Korea, Frankrike, Danmark og Brasil, samt i tunnelbanesystemet i Santiago, Chile, hvor - mellom 2011 og 2014 - kobber- og sinkhåndlister skal installeres på rundt 30 stasjoner.

utdype

Chromobacterium violaceum og Pseudomonas fluorescens kan mobilisere fast kobber som en cyanidforbindelse.

Bibliografi

McHenry, Charles, ed. (1992). The New Encyclopedia Britannica. 3 (15 utg.). Chicago: Encyclopedia Britannica, Inc. s. 612.
Encyclopaedia Britannica, 11. utgave, vol. 7, s. 102.
Johnson, MD PhD, Larry E., ed. (2008). "Kobber". Merck Manuell Hjem Helsehåndbok. Merck Sharp & Dohme Corp, et datterselskap av Merck & Co., Inc. Hentet 7. april 2013.
Kobber i menneskers helse
Edding, Mario E., Flores, Hector og Miranda, Claudio, (1995), Eksperimentell bruk av kobber-nikkel legering Mesh i Mariculture. Del 1: Mulighet for bruk i en temperert sone; Del 2: Demonstrasjon av bruk i en kald sone; Endelig rapport til International Copper Association Ltd.
Korrosjonsadferdighet av kobberlegeringer brukt i marin akvakultur. (PDF). copper.org. Hentet 8. november 2011.
Copper Touch Surfaces Arkivert 23. juli 2012 på Wayback Machine. Kobber Touch Surfaces. Hentet 8. november 2011.
EPA registrerer kobberholdige legeringsprodukter, mai 2008
Biurrun, Amaya; Caballero, Luis; Pelaz, Carmen; Leon, Elena; Gago, Alberto (1999). "Behandling av et legionella pneumophila - kolonisert vannfordelingssystem ved bruk av kobber-sølv ionisering og kontinuerlig klorering". Infeksjonskontroll og sykehusevpidemiologi. 20 (6): 426-428.
Chilenske t-bane beskyttet med antimikrobielt kobber - Rail News fra arkivert 24. juli 2012 på Wayback Machine. rail.co. Hentet 8. november 2011.
Codelco å gi antimikrobielt kobber til nye metrolinjer (Chile) [død link]. Construpages.com.ve. Hentet 8. november 2011.
PR 811 Chilean Subway installerer antimikrobiell kobber arkivert 23. november 2011 på Wayback Machine. (PDF). antimicrobialcopper.com. Hentet 8. november 2011.
Geoffrey Michael Gadd (mars 2010). "Metaller, mineraler og mikrober: geomikrobiologi og bioremediering". Mikrobiologi. 156 (3): 609-643.
Geoffrey Michael Gadd (mars 2010). "Metaller, mineraler og mikrober: geomikrobiologi og bioremediering". Mikrobiologi. 156 (3): 609-643.
Harbhajan Singh (2006-11-17). Mykoremediering: Fungal Bioremediering. s. 509.
Vest, Katherine E .; Hashemi, Hayaa F .; Cobine, Paul A. (2013). "Kapittel 13 Kobbermetallet i eukaryotiske celler". I Banci, Lucia. Metallomics og Cell. Metal Ions in Life Sciences. 12. Springer.
"Morsomme fakta". Horseshoe krabbe. University of Delaware. Hentet 13. juli 2008.
SJ Lippard, JM Berg "Prinsipper for bioinorganisk kjemi" Universitetsvitenskapsbøker: Mill Valley, CA; 1994.
Decker, H. & Terwilliger, N. (2000). "COP og robbers: Putative evolusjon av kobber oksygen-bindende proteiner". Journal of Experimental Biology. 203 (Pt 12): 1777-1782.
Schneider, Lisa K .; Wüst, Anja; Pomowski, Anja; Zhang, Lin; Einsle, Oliver (2014). "Kapittel 8. Ingen skremmende substans: Unmaking av drivhusgassdinoksidmonoksidet ved nitrogenoksidreduktase". I Peter MH Kroneck; Martha E. Sosa Torres. Den metalldrevne biogeokjemi av gassformige forbindelser i miljøet. Metal ioner i biovitenskap. 14. Springer. s. 177-210.
Denoyer, Delphine; Clatworthy, Sharnel AS; Cater, Michael A. (2018). "Kapittel 16. Kobberkomplekser i kreftbehandling". I Sigel, Astrid; Sigel, Helmut; Freisinger, Eva; Sigel, Roland KO Metal-Drugs: Utvikling og Tiltak av Anticancer Agenter. 18. Berlin: de Gruyter GmbH. s. 469-506.
"Antall kobber i den normale menneskekroppen, og andre næringsrik kobberfakta". Hentet 3. april 2009.
Adelstein, SJ; Vallee, BL (1961). "Kobbermetabolisme hos mannen". New England Journal of Medicine. 265 (18): 892-897.
MC Linder; Wooten, L .; Cerveza, P .; Bomull, s .; Shulze, R .; Lomeli, N. (1. mai 1998). "Kobber transport". Den amerikanske Journal of Clinical Nutrition. 67 (5): 965S - 971S.
Frieden, E .; Hsieh, HS (1976). "Ceruloplasmin: Kobbertransportproteinet med essensiell oksidaseaktivitet". Fremskritt i Enzymology og beslektede områder av Molekylærbiologi. Fremskritt i Enzymology - og relaterte områder av molekylærbiologi. 44: 187-236.
SS Percival; Harris, ED (1. januar 1990). "Kobbertransport fra ceruloplasmin: Karakterisering av mobilopptaksmekanismen". American Journal of Physiology. Cellfysiologi. 258 (1): C140-6.
Dietary Reference Intakes: RDA og AI for vitaminer og elementer Food and Nutrition Board, Institute of Medicine, National Academies Press, 2011. Hentet 18. april 2018.
Kobber. IN: Kostreferanseinntak for vitamin A, vitamin K, arsen, bor, krom, kobber, jod, jern, mangan, molybden, nikkel, silisium, vanadium og kobber. National Academy Press. 2001, PP. 224-257.
"Oversikt over kostreferanseverdier for EU-befolkningen som avledet av EFSA-panelet om diettprodukter, ernæring og allergier" (PDF). 2017.
Tolerable Upper Intake Levels For Vitaminer Og Mineraler (PDF), European Food Safety Authority, 2006
"Federal Register 27 mai 2016 Matmerking: Revisjon av ernærings- og supplementsfakta Etiketter. FR-side 33982" (PDF).
"Endringer i panelet for næringsfakta - etterlevelse"
Bonham, Maxine; O'Connor, Jacqueline M .; Hannigan, Bernadette M .; Strain, JJ (2002). "Immunsystemet som en fysiologisk indikator for marginalt kobberstatus?" British Journal of Nutrition. 87 (5): 393-403.
Li, Yunbo; Trush, Michael; Yager, James (1994). "DNA-skade forårsaket av reaktive oksygenarter som stammer fra en kobberavhengig oksidasjon av 2-hydroksykatekolet av østradiol". Karsinogenese. 15 (7): 1421-1427.
Gordon, Starkebaum; John, M. Harlan (april 1986). "Endotelcelle skade to til kobberkatalysert hydrogenperoksidproduksjon fra homocystein". J. Clin. Invest. 77 (4): 1370-6.
"Pesticid Information Profile for Copper Sulfate". Cornell University. Hentet 10. juli 2008.
Jakt, Charles E. & William W. Carlton (1965). "Kardiovaskulære lesjoner assosiert med eksperimentell kobbermangel i kaninen". Journal of Nutrition. 87 (4): 385-394.
Ayyat MS; Marai IFM; Alazab AM (1995). "Copper-Protein Nutrition of New Zealand White Rabbits under egyptiske forhold". World Rabbit Science. 3 (3): 113-118.
Brygger GJ. Kobberoverskudd, sinkmangel og kognitiv tap i Alzheimers sykdom. BioFactors (Oxford, England). Mars 2012; 38 (2): 107-113.
"Kobber: Alzheimers sykdom". Examine.com. Hentet 21. juni 2015.
"NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards # 0150". Nasjonalt institutt for arbeidssikkerhet og helse (NIOSH).
OEHHA Kobber
Talhout, Reinskje; Schulz, Thomas; Florek, Ewa; Van Benthem, Jan; Wester, Piet; Opperhuizen, Antoon (2011).
"Farlige forbindelser i tobakksrøyk". International Journal of Environmental Research og folkehelse. 8 (12): 613-628.
Alireza Pourkhabbaz, Hamidreza Pourkhabbaz Undersøkelse av giftige metaller i tobakk av ulike iranske sigarettmerker og relaterte helseproblemer, Iran J Basic Med Sci. 2012 Jan-Feb; 15 (1): 636-644.
David Bernhard, Andrea Rossmann og Georg Wick Metals i sigarettrøyk, IUBMB Life, 57 (12): 805-809, desember 2005.