營(yíng)養(yǎng)學(xué)/銅
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銅是大多數(shù)動(dòng)物的組成成分和必需的營(yíng)養(yǎng)素。銅缺乏可導(dǎo)致生長(zhǎng)和代謝的紊亂。一個(gè)世紀(jì)以來，已知銅是呼吸色素的必需成分，并在越來越多的蛋白質(zhì)和酶中檢測(cè)到。1847年Harless就指出軟體動(dòng)物內(nèi)的銅具有重要作用。1878年Frederig首先從章魚血內(nèi)蛋白質(zhì)復(fù)合物中將銅分離出來，并稱這種含銅蛋白質(zhì)為銅蘭蛋白（hemocyanin）。1928年Hart報(bào)告銅為哺乳動(dòng)物的必需元素。大約與此同時(shí)，在家養(yǎng)的動(dòng)物中確認(rèn)出現(xiàn)銅缺乏病——背部凹陷和腹瀉。1984年報(bào)告了營(yíng)養(yǎng)不良嬰兒的銅缺乏癥。以后，一些研究工作者又?jǐn)⑹隽烁鞣N情況的銅缺乏癥。于是銅對(duì)健康的意義受到越來越多的重視。
7.4.1 銅在人體內(nèi)的分布和代謝
正常人體內(nèi)的含銅總量約為100～150mg，其中約50～70%在肌肉和骨骼中，20%在肝臟中，5～10%在血液中。少量存在于銅酶中。各器官組織中的銅濃度，以肝腎、心、頭發(fā)和腦中最高；脾、肺、肌肉、骨次之；腦垂體、甲狀腺和胸腺最低。
正常人全血銅含量約為100μg%。在紅細(xì)胞和血漿之間的分布大體相等。正常人血清銅濃度穩(wěn)定，不受年齡、性別、月經(jīng)部位主要在胃和小腸上部。吸收后運(yùn)送至肝臟、骨髓等處，用以合成血漿銅藍(lán)蛋白及銅酶，參與血紅素及細(xì)胞色素的合成。肝臟在銅的代謝和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定中起著核心的作用。
正常人每日通過糞、尿、汗等各種途徑約排出1～3.6mg的銅，其中約80%通過膽汁排出，其次則通過小腸粘膜。隨尿排出的銅其量微，通常每24h少于30μg。
7.4.2 銅的生理功用
銅吸收后，經(jīng)血液送至肝臟及全身，除一部分以銅蛋白形式儲(chǔ)存于肝臟外，其余或在肝內(nèi)合成血漿銅藍(lán)蛋白，或在各組織內(nèi)合成細(xì)胞色素氧化酶、過氧化物歧化酶、酪氨酸酶等。這些銅蛋白和銅酶在人體內(nèi)起著下述種種重要生理作用。
（1）維護(hù)正常的造血機(jī)能 銅至少在以下兩方面維護(hù)正常的造血機(jī)能：①促進(jìn)鐵的吸收和運(yùn)輸。當(dāng)血漿銅藍(lán)蛋白濃度降低時(shí)，自小腸和自組織與肝臟的儲(chǔ)備鐵輸送至血漿的鐵減少。顯然，銅藍(lán)蛋白催化二階鐵氧化成三鐵對(duì)于生成運(yùn)鐵蛋白有重要作用；②銅藍(lán)蛋白（可能還有細(xì)胞色素氧化酶）能促進(jìn)血紅素和血紅蛋白的合成。所以，銅缺乏時(shí)可影響血紅蛋白的合成，產(chǎn)生壽命短促的異常紅細(xì)胞。
（2）維護(hù)骨骼、血管和皮膚的正?！?銅酶賴氨酰氧化酶促進(jìn)骨骼、血管和皮膚膠原和彈性蛋白的交聯(lián)。缺銅時(shí)骨骼結(jié)構(gòu)疏松易碎，發(fā)育停止，心臟、主動(dòng)脈和大血管中彈性蛋白含量降低，組織張力降低從而易于發(fā)生動(dòng)脈瘤和血管破裂。皮膚也由于膠原和彈性蛋白含量降低而發(fā)生相應(yīng)的病變。
（3）維護(hù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的健康含銅的細(xì)胞色素氧化酶能促進(jìn)髓鞘的形成和維持，多巴胺β羧化酶、酪氨酸酶則與兒荼酚胺的生物合成有關(guān)。已報(bào)告缺銅可導(dǎo)致腦組織萎縮，灰質(zhì)和白質(zhì)變性，神經(jīng)原減少，精神發(fā)育停滯，嗜睡，運(yùn)動(dòng)障礙等。
（4）保護(hù)毛發(fā)正常的色素和結(jié)構(gòu) 銅酶酪氨酸酶能催化酪氨酸轉(zhuǎn)為多巴（dopa,即3，4二羧苯丙氨酸），并進(jìn)而轉(zhuǎn)為黑色素。缺銅時(shí)，黑色素生成障礙，結(jié)果毛發(fā)脫色。銅酶硫氫基氧化酶具有維護(hù)毛發(fā)結(jié)構(gòu)正常及防止角化的作用，缺銅時(shí)硫氫基氧化酶缺乏，結(jié)果毛發(fā)角化，出現(xiàn)具有鋼絲樣頭發(fā)的卷發(fā)癥。
（5）保護(hù)機(jī)體細(xì)胞免受超氧離子的毒害 心、肝、腦、骨髓中有一些細(xì)胞銅蛋白（cytocuprein），包括腦銅蛋白（cerebrocuprein）、紅細(xì)胞銅蛋白（erythrocuprein）和肝銅蛋白（hepatocuprein）等具有超氧物歧化酶的活力，因而稱為超氧歧化酶。它們催化超氧離子成為氧和過氧化氫，從而保護(hù)活細(xì)胞免受毒性很強(qiáng)的超氧離子的毒害（這種超氧離子是分子氧氧化體內(nèi)某些底物時(shí)產(chǎn)生的）。所以超氧物歧化酶是保護(hù)需氧生物細(xì)胞賴以生存的必要酶。
除了上述生理作用外，銅對(duì)膽固醇代謝、心肌細(xì)胞氧化代謝、機(jī)體防御機(jī)能、激素分泌等許多生理、生化和病理生理過程也有影響。
7.4.3 銅的需要量和來源
雖然，1928年就已提出銅為哺乳動(dòng)物所必需，但直到70年代，銅才正式有供給量標(biāo)準(zhǔn)。由于對(duì)銅的代謝、生理和營(yíng)養(yǎng)作用的了解還很初步，因此，現(xiàn)在所提出的需要量初步建議。世界衛(wèi)生組織已提出每天每公斤體重的銅需要量嬰幼兒為80μg，較大的兒童為40μg，成人為30μg。美國(guó)提出成人銅的RDA為2～3mg。
對(duì)于長(zhǎng)期接受腸外營(yíng)養(yǎng)的病人，推薦輸注液中每天每公斤體重加入20～30μg的銅。
銅廣泛分布于各種食物，如谷類、豆類、硬果、肝、腎、貝類等都是含銅豐富的食物。通常成人每天可從膳食中得到2.5～5mg的銅，能充分滿足需要量。
牛乳含銅量很低，約為0.015～0.18mg.L-1。人乳含銅量高于牛乳，但隨著哺乳期延長(zhǎng)含量逐漸降低（例如從哺乳初期的1.05mg.L-1降低至哺乳末期的0.15 mg.L-1）。因此，在以牛乳進(jìn)行全人工喂養(yǎng)間或在母乳喂養(yǎng)的后期，應(yīng)當(dāng)注意銅的補(bǔ)充。
（1）銅缺乏病 人體明顯的銅缺乏病首先報(bào)告于1964年，發(fā)現(xiàn)于蛋白質(zhì)-能量營(yíng)養(yǎng)不良的嬰兒，以后又報(bào)告了許多病例。
人們一般都能從膳食中得到滿足需要量的銅，通常不致發(fā)生缺乏。銅的缺乏病主要發(fā)生于以下幾種情況：①早產(chǎn)兒；②全面營(yíng)養(yǎng)不良和長(zhǎng)期腹瀉；③伴有小腸吸收不良的病變；④長(zhǎng)期完全腸外營(yíng)養(yǎng)的病人；⑤長(zhǎng)期使用螯合劑。
足月嬰兒肝中銅儲(chǔ)備通常足夠供應(yīng)嬰兒4～6個(gè)月，如開始進(jìn)食乳以外含銅豐富的食品，也不致發(fā)生銅缺乏。但嬰兒肝中的銅儲(chǔ)備主要是在妊娠最后三個(gè)月積聚的，所以早產(chǎn)兒的銅儲(chǔ)備非常不足。此時(shí)，如采用牛乳人工喂養(yǎng)（牛乳含銅遠(yuǎn)低于人乳），就容易發(fā)生銅缺乏。早產(chǎn)兒的銅缺乏病通常在出生2～3個(gè)月時(shí)發(fā)生。銅缺乏病的特征是骨質(zhì)疏松癥，嗜中性白細(xì)胞減少癥，貧血（這種貧血開始是血紅蛋白過少性的。而后正常母細(xì)胞中的鐵代謝受干擾，并有紅細(xì)胞生成障礙。骨髓檢驗(yàn)可見鐵的大量沉著，而用鐵治療無滿意效果、皮膚和毛發(fā)脫色，張力減退，精神性運(yùn)動(dòng)障礙（psychomotor retardation）。血清銅和血漿銅藍(lán)蛋白濃度、血漿鐵清除率和紅細(xì)胞鐵吸收降低。而此時(shí)如單獨(dú)給予銅。這種缺銅綜合癥的種種癥狀都可消失。
上述銅缺乏癥亦可發(fā)生于胃腸功能失調(diào)或全人工喂養(yǎng)而不補(bǔ)充銅的早產(chǎn)嬰兒。
銅缺乏病亦見于完全腸外營(yíng)養(yǎng)而不補(bǔ)充銅的成人。1974年Vilter報(bào)告了1例成人銅缺乏病，在2個(gè)半月中天只得銅0.1mg，結(jié)果出現(xiàn)體重減輕、嗜中性白細(xì)胞減少癥和貧血。其血漿銅為20μg%，而銅蛋白測(cè)不到。經(jīng)給銅每天1mg共7天，這些癥狀就很快消除。
在秘魯已報(bào)告蛋白質(zhì)-能量營(yíng)養(yǎng)不良的嬰兒發(fā)生了難治的貧血和中性白細(xì)胞減少癥。后來發(fā)現(xiàn)了銅缺乏癥的生化證據(jù)，于改變飲食后，許多病人的癥狀就消除了。但有些人仍需銅劑治療。
銅缺乏病還繼發(fā)于慢性小腸吸收不良、給螯合劑或鋅劑之后。鋅和銅互相吸收。在動(dòng)物，鋅攝入量高時(shí)可引起銅缺乏病，特別是銅的攝入量處于缺乏邊緣時(shí)。在人體曾報(bào)告因缺乏鋅而患腸病型肢皮炎的嬰兒。每到接受300mg的鋅，三周后發(fā)生了銅缺乏病。
上述幾種原因引起的銅缺乏病均可用銅劑治療。嬰兒營(yíng)養(yǎng)性缺乏病用1%硫酸銅口服，劑量為每天2～3mg的硫酸銅，即可得到良好療效。對(duì)完全腸外營(yíng)養(yǎng)病人，通過輸液使嬰兒每天每公斤體重得到20～30μg的銅，成人每天總共得到0.5～1.0mg的銅，即可防止病人血漿銅下降，并可治愈病人的銅缺乏病。
（2）先天性銅代謝障礙疾病以下兩種銅代謝異常疾病的發(fā)生，并非由于膳食有缺銅或消化道疾病引起的銅的吸收不良等后天的原因，而是由于先天性的銅代謝障礙。
① 常染色體隱性遺傳的銅的代謝障礙所引起的少見疾病，1912年首先由Wilson報(bào)告，我國(guó)先后約已有50例報(bào)告。
本病起因是由于先天性的銅代謝障礙，用放射性銅研究表明，肝豆類核變性者銅吸收增加，達(dá)56%。而同時(shí)肝臟合成銅藍(lán)蛋白遠(yuǎn)少于正常，從膽汁排出銅的過程發(fā)生障礙，于是引起大量銅在肝內(nèi)沉著，肝銅濃度可達(dá)正常人的20～50倍以上。肝內(nèi)銅沉著超過肝臟銅結(jié)合力時(shí)，血漿游離銅（非銅藍(lán)蛋白結(jié)合銅）就上升至正常的5～10倍，這就導(dǎo)致銅在肝、腦、角、膜、腎等器官組織中沉著，造成危害。
肝豆?fàn)詈俗冃缘陌Y狀是肝硬化，大腦神經(jīng)性異常，共濟(jì)失調(diào)，肢體震顫，角膜Kayser-Fleischer環(huán)（角膜外緣呈棕色或灰綠色的環(huán)），皮膚色素沉著，與低磷酸鹽血癥及低磷酸鹽血癥及低尿酸血癥一起出現(xiàn)的以氨基酸尿、磷酸鹽尿、尿酸尿為特點(diǎn)的腎異常。血清銅濃度通常降低，尿銅排出量顯著增加，銅藍(lán)蛋白濃度一般下降，白細(xì)胞色素氧化酶活力下降。
本病治療原則是消除身體組織中過量的銅，并防止銅在各器官組織繼續(xù)沉積。為此應(yīng)盡量減少銅的攝入和促進(jìn)銅的排出。為促進(jìn)銅的排出可使用能隨尿排出的各種銅螯合劑，其中D青霉胺有良好的臨床效果。
②Menke綜合征 亦稱Menke卷發(fā)綜合征或Menke鋼絲樣發(fā)綜合劑，是另一種先天性銅代謝異常的疾病。它以X鏈急性遺傳。
患者血液、肝臟、大腦中銅含量減少，組織中銅酶（如細(xì)胞色素氧化酶、結(jié)締組織胺氧休酶、多巴胺β-羧化酶和酪氨酸酶）的活力減退，可能是上述病奕的基礎(chǔ)。
上述病變的基本原因，可能是銅從小腸粘膜細(xì)胞運(yùn)入血液和肝臟中的銅含量卻減少。最近，進(jìn)行Menke病患者皮膚的纖維母細(xì)胞培養(yǎng)，表明其銅含量增加。因此，細(xì)胞輸送的異?？磥聿幌抻谛∧c粘膜細(xì)胞。
銅鹽（如硫酸銅）對(duì)本病有良好的療效，使血清銅濃度迅速恢復(fù)，血漿銅藍(lán)蛋白濃度漸趨正常，一般情況逐漸好轉(zhuǎn)而康復(fù)。
（3）銅中毒
①急性銅中毒飲用與銅容器或銅管道長(zhǎng)時(shí)間接解的酸性飲料（包括碳酸水、檸檬柑桔類果汁等）可引起輕度急性銅中毒，出現(xiàn)惡心、嘔吐、上腹部痛、腹瀉等胃腸刺激癥狀和頭痛、眩暈、虛弱和金屬味等神經(jīng)癥狀。
②慢性銅中毒慢性銅中毒已見于某些動(dòng)物。每天給山羊喂1.5g硫酸銅，經(jīng)30～80天可引起慢性中毒。出現(xiàn)遲鈍、抑郁、厭食、黃疸等狀。解剖可見肝硬化及腎臟充血，此時(shí)肝腎中銅含量顯著增加。但人體除上述肝豆?fàn)詈俗冃灾杏新糟~中毒外，幾乎見不到其它慢性銅中毒的征象。長(zhǎng)期吃大量牡蠣等貝類、肝臟、蘑菇、硬果和巧克力等含銅量高的食品者，他們的銅攝入量可較正常的每天攝入量（2～5mg）高10倍以上，但從未發(fā)現(xiàn)慢性銅中毒的證據(jù)。
7.4.5 一些疾病中的銅的代謝異常
下列疾病可引起血清銅濃度增高：病毒和細(xì)菌感染、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、風(fēng)濕熱、紅斑性狼瘡、多發(fā)性硬化、心肌梗塞、嚴(yán)重的甲狀腺毒癥、急性和慢性肝病、急性和慢性白血病、各種腫瘤（如白血病、支氣管肺癌、鱗狀上皮細(xì)胞癌、膀胱癌、淋巴瘤等）、血色病、門脈或膽汁性的肝硬化、精神分裂癥、缺鐵性貧血、再生障礙性貧血、溶血性貧血、出血性貧血、惡性貧血、鐮狀細(xì)胞性貧血等。
淋巴瘤患者（包括何杰金病）血銅在治療前升高，經(jīng)有效治療后降低，緩解者可達(dá)正常值，再升高常為復(fù)發(fā)之先兆。
精神病患者清銅均有顯著增高，新發(fā)病例高于多年患者。
輸入雌激素、甲狀腺激素、垂體激素及進(jìn)行外科手術(shù)等亦可引起血銅升高。
在下列疾病中血清銅濃度降低：粘液性水腫、惡性營(yíng)養(yǎng)不良（Kwashiorkor）、口炎 性腹瀉、粥樣瀉（coliac disease）、自發(fā)性低蛋白血癥。
在下列疾病中血清銅/鋅比值明顯增大：支氣管癌、白血病、何杰金病、肉瘤、結(jié)性淋巴瘤肺結(jié)核、彌漫性淋巴瘤、皮膚病、贅生物、胰腺疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、缺鐵性貧血、鐮狀細(xì)胞性貧血。這在診斷上有參考價(jià)值。
膳食和體內(nèi)肝臟中鋅/銅比值增大是引起心血管病的因素。由于血清或血漿中的鋅/銅比值并不反映肝臟鋅/銅比值，已做了對(duì)紅細(xì)胞超氧物酶活力的測(cè)定，初步數(shù)據(jù)表明這是一個(gè)可用來從側(cè)面了解肝臟鋅/銅比值的方法。
參看
 鐵 | 鋅  |
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