第三章 铜资料

铜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，海水中含量10微克/克，人体内1微克/克。铜的元素化学第二节生物体内的铜

单位：mg/1000g马心147墨鱼干34蝎子140猪肝25生牦115猪肉20松蘑103芝麻17章鱼90荠菜15牡蛎81菠菜13鹅肝78黄豆13豆奶56芋头13羊肝45茄子13江虾35油菜11铜在体内的含量和分布成年人：50～120毫克/人，平均70毫克/人。肝、脑含量高，总量的35%在肌肉中。整个器官

含量如右图，

单位：毫克

体内血液中铜元素含量范围全血：0.64～1.28mg/L红细胞：0.75～1.31mg/L血浆：0.01～1.40mg/L血清：0.87～1.64mg/L发样中铜含量：6～10μg/g第三节铜在体内存在的形式及特性

1、血浆铜蓝蛋白：摩尔式量150000铜篮蛋白除铁硫蛋白担负电子转移反应之外，还有铜蓝蛋白(bluecopperprotein)也担负此任。•铜蓝蛋白的吸光系数＞3000mol/(Lcm)

•铜的水化物吸光系数为5～10mol/(Lcm)

•铜蓝蛋白的吸光最大在600nm

•铜的水化物吸光最大在800nm

•在同样浓度下，铜蓝蛋白比铜的无机物的蓝色更深，最大吸收波长向短波方向移动，都说明，铜蓝蛋白更稳定。铜蓝蛋白中的铜以+2价存在这已通过核磁共振（EPR)实验证实。

由于铜+2价有一个未成对电子，适宜用核磁方法研究铜蓝蛋白核磁谱(点击看大图)•通过EPR研究，证实铜蓝中心既存在于较小的含单个铜离子的蛋白质，如质体蓝素（plastocyanin,来自植物）和蓝蛋白（azurin,来自细菌），也存在于复杂的酶（多铜氧化酶）中，后者在多种可识别的位置上含4个和更多的铜离子。•铜蓝蛋白中铜离子更具有离域性。•铜蓝蛋白中的铜在高pH（7.8)处于氧化状态，在低pH(3.8)处于还原状态。说明蛋白质金属中心氧化还原电位的调节受结合配位体酸碱性的影响。•可用氰化物去除铜蓝蛋白中的铜离子。去除铜离子的铜蓝蛋白的结构变化较小，只是一组氨基酸侧链改变了方向。说明蛋白质包括它的金属结合部位，早在金属结合之前就已形成，并具有一定的刚性。2、肝铜蛋白：摩尔式量350000，贮存铜。

3、血铜蛋白：摩尔式量350000，贮存铜，构成红细胞成分，参与铁代谢。

4、细胞色素和酶类：如丁酰辅酶A脱氢酶的功能是在脂肪的氧化中参与脱氢。多铜酶中的抗坏血酸的氧化酶结构——图中标明了4个铜部分与他们的空间相互关系第四节铜的功能及生物学作用

1、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。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：①肠道吸收的铁减少②肝、肾及脾内的储存铁减少③血清铁降低④组织贮存铁困难⑤骨髓中的铁利用困难⑥红细胞成熟困难⑦成熟红细胞的半寿期缩短⑧其它上述情况是红细胞容积减少，出现低色素小细胞性贫血。补铁无效，补铜后改善。铜对铁的代谢机制人们认为如下：①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②铜可以解除抑制铁吸收的因子③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。2、血浆铜蓝蛋白的重要作用a、有多酚氧化酶的作用---氧化多种成分b、有铁氧化酶的作用。能动员体内贮存铁，并把肝脏放出铁和肠粘膜上皮细胞放出的铁氧化成三价铁，以便很快的和血浆里的B1球蛋白结合，形成运铁蛋白。c、Ｗilliams认为，血浆铜蓝蛋白是小肠粘膜上皮细胞及其它细胞膜表面的铁转入B1球蛋白的直接携带者，担负这段代谢过程中铁的运转任务。3、铜与冠心病的关系

a、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，线粒体及肌原纤维异常，进而产生生理变化。

b、铜/锌比值减少，影响心肌病变（克山病）、慢性心力衰竭以至死亡。

c、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。

d、饮用硬水的人群，冠心病发病率低,是由于硬水钙镁含量高，抑制锌的吸收，使铜锌比值适当。

e、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。4、参与色素的形成测定研究表明色深的毛发比色浅的铜量多。原因是：缺铜则胳氨酸酶形成困难，无法催化胳氨酸转化为多巴，多巴亦不能进而转化为黑色素。缺铜的人由于黑色素不足，常形成毛发脱色症，皮肤不能耐受阳光的照射。严重者，可产生白化病（白癜风）5、铜对中枢神经、智力和内分泌影响

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、嗜睡、运动受限等。铜多：亦然。

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关。

铜量适当可增强机体防御机能。6、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铜络合后抗炎效用显著增加。如阿司匹林-铜络合物比不含铜的阿司匹林的疗效提高20多倍。这种络合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。第五节铜的吸收1、吸收量婴儿和儿童：推荐的剂量为0.05到1.0mg/kg.d一般0.08mg/kg.d就能满足需要。成年人：0.05到2.0mg/kg.d

2、影响吸收的因素

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

难容复合物而妨碍铜的吸收。3、吸收的形式

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。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。现代一般认为，大部分的铜是与肠壁粘膜内的过氧化物岐化酶及含巯基的金属蛋白结合进入体内吸收，一部分与氨基酸和小分子量蛋白质结合转运至小肠粘膜内。第六节铜代谢紊乱引起的疾病铜中毒临床表现：严重胃肠道刺激症，溶血或溶血性贫血，黄疸，心律失常。重者可出现肾功能衰竭及少尿症，休克，中枢神经抑制甚至死亡。

诊断：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、尿铜异常高；有铜中毒的临床表现等。预防：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60kg成年人日式量不会超过30mg(联合国粮农/卫生组织规定）。加强铜试剂的管理，严防儿童误服。肝豆状核变性临床表现：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，急慢性肝炎、肝硬化、肝坏死等。病因：慢性内原型铜中毒

可能是病人体内缺乏

ɑ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，本病与遗产有关，认为是常颜色体隐性遗传性疾病铜中毒等的治疗外源性中毒的治疗：牛奶洗胃；络合剂除铜；透析等。内源性中毒的治疗：除采用络合剂、透析之外，还可通过补锌的方法改善铜锌比很有效（有人认为是此病与缺锌有关）。Menke氏综合症1962年menke等首先报道这种综合症。症状与体征：先天性同吸收障碍。脸色苍白、昏睡、贫血、体温低下、肌肉痉挛、精神发育迟缓、生长发育停滞、厌食、易于感染等。头发卷曲、色浅易断是另一特征。血清铜及血浆铜蓝蛋白含量减少，含铜酶活性降低。治疗：及时适量补充铜盐可使病情好转。Ehlers-Danlos综合症症状与体征：先天性结缔组织发育不良症，含铜酶赖氨酰氧化酶（lysyloxidase)活性降低，弹性蛋白、胶原交联障碍，骨形成异常，枕骨突起、脸细长、皮肤关节过渡伸展，无CNS障碍和毛发异常，血清铜及血浆铜蓝蛋白含量显著降低。治疗：及时适量补充铜和铁盐可使病情好转

低血铁-低血铜-低血清蛋白综合症症状与体征：面色苍白、低色素贫血、易怒、精神发育迟缓、生长发育停滞。发病多以4～17个月的婴幼儿。血清铜及血浆铜蓝蛋白含量减少，血清铁显著降低。病因：可能是胃肠吸收不良综合症的结果治疗：及时适量补充铜和铁盐可使病情好转。总结铜：铜化合物有毒，但微量铜是必需元素。一价和二价铜离子存在于十余种酶中，它的主要功能与铁相似，起着载氧色素和电子载体的作用。铜参与造血过程及铁的代谢，参与一些酶的合成和黑色素合成。高锌低铜的饮食干扰了胆固醇的正常代谢，易诱发冠心病。全

血：0.64～1.28mg/L红细胞：0.75～1.31mg/L血

浆：0.01～1.40mg/L血

清：0.87～1.64mg/L发样中铜含量：6～10μg/g

总结：铜含量检测的意义偏高：偏高数倍，可能铜中毒。余可能与下列疾病有关：①内分泌因素：如生长激素缺乏、肾上腺皮质功能降低、甲状腺功能亢进、糖尿病、雌激素或口服避孕药使用。②神经和肌肉：如骨发育不全、风湿性关节炎、抗癫痫药物使用。③肝胆胰障碍：如肝炎、胆道闭锁、硬化性胆管炎、坏死后或胆汁性肝硬化、慢性胰腺炎④血液和肿瘤：如白血病、镰状红细胞贫血、恶性淋巴瘤、骨肉瘤、卵巢癌、胰腺癌、肺癌。⑤其他病因：如感染性疾病、结核病、心肌梗死、肺动脉高压、肾功能不全、色素性视网膜炎、血色病、糙皮病、妊娠等。减低：可能与下列疾病有关：①摄取不足：如缺乏动物蛋