微量元素与健康铜Cu.pptx
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1、2023/2/12Trace element and phsical health1微量元素微量元素与与人体健康人体健康佘振宝第1页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health2您了解 铜铜在维护人体健康方面所在维护人体健康方面所起的重要作用吗?您知道人体缺起的重要作用吗?您知道人体缺铜会导致贫血、骨骼畸形、心脏铜会导致贫血、骨骼畸形、心脏和循环系统以及神经和免疫系统和循环系统以及神经和免疫系统方面的疾病吗?方面的疾病吗?第2页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health3 人们关注补铁,因为它对防
2、止贫血尤其是人们关注补铁,因为它对防止贫血尤其是妇女儿童的贫血症有重要的作用;人们关注补锌,妇女儿童的贫血症有重要的作用;人们关注补锌,因为它可以提高人的免疫力。事实上,很少有人因为它可以提高人的免疫力。事实上,很少有人了解铜对健康的重要作用,所以对铜也重视不够。了解铜对健康的重要作用,所以对铜也重视不够。一项研究表明,半数以上的(一项研究表明,半数以上的(56%56%)的人群认为铜)的人群认为铜对健康的作用不大或者根本不重要,此外许多成对健康的作用不大或者根本不重要,此外许多成年人未摄取足够量的铜,其中一个原因就是含脂年人未摄取足够量的铜,其中一个原因就是含脂肪和油类的食物几乎都不含铜;经常
3、食用经过加肪和油类的食物几乎都不含铜;经常食用经过加工的便利型食品(如快餐),而食用蔬菜的量不工的便利型食品(如快餐),而食用蔬菜的量不足很容易导致铜的摄入量不足。中国虽然还没有足很容易导致铜的摄入量不足。中国虽然还没有发现明显缺铜的区域,但存在边缘性缺铜的人群,发现明显缺铜的区域,但存在边缘性缺铜的人群,包括孕妇、儿童和老年人。现在的研究表明,缺包括孕妇、儿童和老年人。现在的研究表明,缺铜会降低人体的免疫能力,使人体乏力,导致脑铜会降低人体的免疫能力,使人体乏力,导致脑功能损伤,危及健康。功能损伤,危及健康。第3页/共57页2023/2/12Trace element and phsical
4、 health4第三章铜(Cu)铜的元素化学生物体内的铜铜的生物学功能铜的吸收与铜有关的疾病铜的测定第4页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health5第一节铜的元素化学概述 Copper 原子序数:29,位于过渡系的中央,主要稳定氧化数+1和+2。地壳中含量50微克/克,海水中10微克/克,人体内1微克/克。第5页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health6铜元素的发现在公元约6000到7000年前,人类发现了天然铜,并用石斧砍下来,用捶打的方法制成物件。于是,铜器取代了石器,标志着石器时代的结
5、束。大约在3000多年前,开始有了铜的冶炼技术和铜锡合金技术。第6页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health7铜与生物的相关性发现1807年 Vauguelin从动物中检出铜;1814年 John 从植物中检出铜;1814年 Harless提出软体动物体内的铜具有重要作用;1878年 Fredirg首先从章鱼血内分离出血铜蓝蛋白,后发现蜗牛血内也有蓝蛋白。发现鸟类羽毛中含有羽红素,其中含铜卟啉。1826年 Redfeild指出,动物体内的铜蓝蛋白同血红蛋白一样可以运送氧气;1928年Elvehjem等证明,铜与造血过程密切相关。第7页/共57
6、页2023/2/12Trace element and phsical health8铜在元素周期表中的位置Cu 1s22s22p63s23p63d104s1第8页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health9第一节铜的元素化学含量图示色阶第9页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health10第二节 生物体内的铜单位:mg/1000g马心马心147墨鱼干墨鱼干34蝎子蝎子140猪肝猪肝25生蚝生蚝115猪肉猪肉20松蘑松蘑103芝麻芝麻17章鱼章鱼90荠菜荠菜15牡蛎牡蛎81菠菜菠菜13鹅肝鹅肝78
7、黄豆黄豆13豆奶豆奶56芋头芋头13羊肝羊肝45茄子茄子13江虾江虾35油菜油菜11第10页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health11铜在体内的含量和分布铜在体内的含量和分布 成年人50120毫克毫克/人,人,平均平均70毫克毫克/人。人。(是铁的(是铁的1/65)肝、脑含量高,总肝、脑含量高,总量的量的35%在肌肉中。在肌肉中。整个器官整个器官含量如右图,含量如右图,单位:毫克单位:毫克第11页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health12第12页/共57页2023/2/12Trace e
8、lement and phsical health13体内血液中铜元素含量范体内血液中铜元素含量范围围全 血:0.641.28mg/L(是铁的1/500)红细胞:0.751.31mg/L血 浆:0.011.40mg/L血 清:0.871.64mg/L发样中铜含量:610g/g(是铁的1/3)第13页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health14第三节第三节 铜的功能及生物学作用铜的功能及生物学作用1、参与造血过程及铁的代谢、参与造血过程及铁的代谢 铜参与造血过程,主要是影响铁的吸收、运送与利用(血红蛋白及细胞色素系统的合成)。铜可促使无机铁变为
9、有机铁,使三价铁变为两价铁,能促进铁由贮存场所进入骨髓,加速血红蛋白和卟啉的合成。铜还可加速幼稚细胞的成熟及释放。第14页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health15第四节第四节 铜的功能及生物学作用铜的功能及生物学作用动物缺铜时表现,首先发生血铜降低,形成“低血铜症”,继之,铁代谢出现:肠道吸收的铁减少肝、肾及脾内的储存铁减少血清铁降低组织贮存铁困难第15页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health16第四节第四节 铜的功能及生物学作用铜的功能及生物学作用骨髓中的铁利用困难红细胞成熟困难成熟
10、红细胞的半寿期缩短上述情使红细胞容积减少,出现低色素小细胞性贫血。补铁无效,补铜后改善。第16页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health17第四节第四节 铜的功能及生物学作用铜的功能及生物学作用铜对铁的代谢机制人们认为如下:铜能使贮存铁变成一种合适的化合物,有利于血红蛋白的合成铜可以解除抑制铁吸收的因子铜作为血浆铜蓝蛋白的主要成分,在氧的作用下,Fe2+很容易和球蛋白结合,形成运铁蛋白使铁循环使用等。第17页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health182 2、铜与冠心病的关系铜与冠心病的关系
11、a a、心肌梗塞病逝者的心肌中,含铜量减少。缺铜、心肌梗塞病逝者的心肌中,含铜量减少。缺铜可引起心肌细胞氧化代谢紊乱,线粒体及肌原纤可引起心肌细胞氧化代谢紊乱,线粒体及肌原纤维异常,进而产生生理变化。维异常,进而产生生理变化。b b、铜、铜/锌比值减少,影响心肌病变(克山病)、锌比值减少,影响心肌病变(克山病)、慢性心力衰竭以至死亡。慢性心力衰竭以至死亡。c c、适当运动,有利锌的排出(汗),使铜锌比适、适当运动,有利锌的排出(汗),使铜锌比适当,减少冠心病的发病率。当,减少冠心病的发病率。d d、饮用硬水的人群,冠心病发病率低、饮用硬水的人群,冠心病发病率低,是由于硬水是由于硬水钙镁含量高,
12、抑制锌的吸收,使铜锌比值适当。钙镁含量高,抑制锌的吸收,使铜锌比值适当。e e、以谷类和豆类为主食的人群,冠心病发病率低、以谷类和豆类为主食的人群,冠心病发病率低,因其有利于铜的吸收。因其有利于铜的吸收。第18页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health193、参与色素的形成参与色素的形成 测定研究表明色深的毛发色深的毛发比色浅的铜量多。原因是:缺比色浅的铜量多。原因是:缺铜则铜则胳氨酸酶胳氨酸酶形成困难,无法形成困难,无法催化胳氨酸转化为多巴,多巴催化胳氨酸转化为多巴,多巴亦不能进而转化为黑色素。缺亦不能进而转化为黑色素。缺铜的人由于黑色素不
13、足,常形铜的人由于黑色素不足,常形成毛发脱色症,皮肤不能耐受成毛发脱色症,皮肤不能耐受阳光的照射。严重者,可产生阳光的照射。严重者,可产生白化病白化病(白癜风)(白癜风)第19页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health204 4、铜对中枢神经、智力和内分泌影铜对中枢神经、智力和内分泌影响响 铜缺乏或铜过多,都可发生大铜缺乏或铜过多,都可发生大脑及脑干部位的病变。缺铜:可致脑及脑干部位的病变。缺铜:可致脑组织萎缩、灰质和白质退行性病脑组织萎缩、灰质和白质退行性病变、神经元减少、精神发育停滞、变、神经元减少、精神发育停滞、嗜睡、运动受限等。铜多:
14、亦然。嗜睡、运动受限等。铜多:亦然。精神病人的铜量高于正常人。精神病人的铜量高于正常人。铜量与内分泌激素水平呈正相铜量与内分泌激素水平呈正相关。关。铜量适当可增强机体防御机能。铜量适当可增强机体防御机能。第20页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health215、铜能增强某些药物的治疗效果 大多数治疗关节炎的药物在于大多数治疗关节炎的药物在于铜络合后抗炎效用显著增加。如铜络合后抗炎效用显著增加。如阿阿司匹林司匹林-铜络合物,铜络合物,比不含铜的阿司比不含铜的阿司匹林的疗效提高匹林的疗效提高2020多倍。这种络合多倍。这种络合物的制备和运用已成功地
15、运用于保物的制备和运用已成功地运用于保泰松、消炎痛、地塞米松。实验发泰松、消炎痛、地塞米松。实验发现,无消炎效应的烟酸等药物,当现,无消炎效应的烟酸等药物,当与铜络合后,也产生抗炎效应。与铜络合后,也产生抗炎效应。第21页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health22第五节第五节 铜的吸收铜的吸收1 1、吸收量吸收量 婴儿和儿童:推荐的剂量为婴儿和儿童:推荐的剂量为 0.050.05到到1.0mg/kg.d1.0mg/kg.d 一般一般0.08mg/kg.d 0.08mg/kg.d 就能满足需要。就能满足需要。成年人:成年人:0.050.05到
16、到2.0mg/kg.d 2.0mg/kg.d 第22页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health232 2、影响吸收的因素、影响吸收的因素地域的差异:水、食品的铜含量地域的差异:水、食品的铜含量其他金属的拮抗:锌、钼阻碍铜的吸其他金属的拮抗:锌、钼阻碍铜的吸收收 镉、汞、银干扰铜的吸收镉、汞、银干扰铜的吸收植物中的有机酸和硫离子可与铜形成植物中的有机酸和硫离子可与铜形成 难容复合物而妨碍铜的吸收。难容复合物而妨碍铜的吸收。第23页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health243 3、吸收的形式、
17、吸收的形式 放射性同位素研究表明,铜在放射性同位素研究表明,铜在食物中是以不溶或难溶的形式存在。食物中是以不溶或难溶的形式存在。但不影响吸收。说明食物中的铜大但不影响吸收。说明食物中的铜大部以复合物的形式被吸收。一般认部以复合物的形式被吸收。一般认为,大部分的铜是与肠壁粘膜内的为,大部分的铜是与肠壁粘膜内的过氧化物岐化酶过氧化物岐化酶及含巯基的及含巯基的金属蛋金属蛋白白结合进入体内吸收,一部分与结合进入体内吸收,一部分与氨氨基酸基酸和小分子量蛋白质结合转运至和小分子量蛋白质结合转运至小肠粘膜内。小肠粘膜内。第24页/共57页2023/2/12Trace element and phsical
18、health25第六节第六节 铜代谢紊乱引铜代谢紊乱引起的疾病起的疾病1、铜中毒、铜中毒临床表现临床表现:严重胃肠道刺激症,溶血或溶严重胃肠道刺激症,溶血或溶血性贫血,黄疸,心律失常。重者可出现血性贫血,黄疸,心律失常。重者可出现肾功能衰竭及少尿症,休克,中枢神经抑肾功能衰竭及少尿症,休克,中枢神经抑制甚至死亡。制甚至死亡。诊断诊断:有服用污染水或食物的历史;蓝色有服用污染水或食物的历史;蓝色呕吐物和污染物,鉴定含有铜;血清、尿呕吐物和污染物,鉴定含有铜;血清、尿铜异常高;有铜中毒的临床表现等。铜异常高;有铜中毒的临床表现等。第25页/共57页2023/2/12Trace element an
19、d phsical health26预防预防:防止铜及其化合物污染水源、防止铜及其化合物污染水源、食品。食品添加剂的铜量应适当,使得食品。食品添加剂的铜量应适当,使得60kg成年人日食量不会超过成年人日食量不会超过30mg(联合联合国粮农国粮农/卫生组织规定)。加强铜试剂卫生组织规定)。加强铜试剂的管理,严防儿童误服。的管理,严防儿童误服。第26页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health27铜中毒等的治疗外源性中毒的治疗外源性中毒的治疗:牛奶洗胃;络牛奶洗胃;络合剂除铜;透析等。合剂除铜;透析等。内源性中毒的治疗内源性中毒的治疗:除采用络合剂
20、、除采用络合剂、透析之外,还可通过补锌的方法改透析之外,还可通过补锌的方法改善铜锌比很有效(有人认为是此病善铜锌比很有效(有人认为是此病与缺锌有关)。与缺锌有关)。第27页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health28第六节第六节 铜代谢紊乱引铜代谢紊乱引的疾病的疾病神经系统疾神经系统疾病病2、Wilson病(简称WD)临床表现:临床表现:运动失调,肢体震颤、肌肉张力增加、运动失调,肢体震颤、肌肉张力增加、进行性精神障碍、角膜出现棕绿色或灰绿色色素环,进行性精神障碍、角膜出现棕绿色或灰绿色色素环,急慢性肝炎、肝硬化、肝坏死等。急慢性肝炎、肝硬化
21、、肝坏死等。病因:慢性内原型铜中毒病因:慢性内原型铜中毒 可能是病人体内缺乏可能是病人体内缺乏 球蛋白,血清结合铜的能力低,不能与铜形成血球蛋白,血清结合铜的能力低,不能与铜形成血浆铜蓝蛋白,难以控制铜的吸收。铜在血浆中呈游浆铜蓝蛋白,难以控制铜的吸收。铜在血浆中呈游离状态,且游离铜很易于进入组织,沉积后不宜动离状态,且游离铜很易于进入组织,沉积后不宜动用,引起肝、脑为主的病变。此外,本病与遗传有用,引起肝、脑为主的病变。此外,本病与遗传有关,认为是常颜色体隐性遗传性疾病。关,认为是常颜色体隐性遗传性疾病。又名肝豆状核变性(hepatolenticular degeneration)第28页/
22、共57页2023/2/12Trace element and phsical health293、遗传性血浆铜蓝蛋白缺乏症(aceruloplasminemia):这是一种新近被认识的遗传性疾病。Miyajima 在1987年首次报道了一个与WD 的表现不一致的Cp 完全缺乏的综合征。这个综合征包括糖尿病、皮质下痴呆、构音障碍、齿轮状肌强直、肌张力障碍、舞蹈动作、步态共济失调、眼睑痉挛、视网膜变性。这些患者肝脏实质结构和肝铜浓度正常,但肝铁贮藏增加,血清铁蛋白浓度明显增高,血清铜、铁浓度及尿铜下降,Cp 浓度极低,甚至测不出。第29页/共57页2023/2/12Trace element an
23、d phsical health30 1999 年Yonekawa 报道了1 例54 岁女性患者,43 岁时患糖尿病,开始接受胰岛素治疗。49 岁起出现不安、笨拙,近事记忆力减退,无法胜任工作。51 岁出现小脑性共济失调,左上肢的舞蹈手足颤动,构音障碍等神经系统症状。就诊时发现面部色素沉着,K-F环 阴性,有视网膜色素变性,言语急促,四肢腱反射亢进,肌张力降低,左上肢从手臂至手指有手足颤动,右侧肢体有小脑性共济失调,易跌倒。记忆、智力测定轻度下降。实验室检验血,Hb 10 g/L,Cp 浓度无法测出(1 mg/L),转铁蛋白正常,铁蛋白增高。其家族中既往无神经系统疾病史。后发现大哥血清Cp 和
24、铜浓度均下降,2 个女儿血清Cp 和铜浓度也均降低。各国也均有一些学者报道了几个类似的家系,其基因的突变方式并不完全相同,目前发现有6 种形式。K-F环:即角膜色素环。是肝豆状核变性病的最重要体征,95%-98%患者有K-F环。由铜沉积于角膜后弹力层所致,绝大多数见于双眼,个别见于单眼。大多出现神经症状时就可发现此环,位于角膜与巩膜的内表面上,呈绿宰色或金褐色,宽约1.3mm,光线斜照角膜时看得最清楚,但早期常须用裂隙灯检查方可发现。少数可伴晶体浑浊,白内障,暗适应下降及瞳孔对光反应迟钝等。第30页/共57页2023/2/12Trace element and phsical health31
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