铜在人体中的作用及日常消耗

铜是人体必需的微量元素，铜广泛分布于生物组织中，大部分以有机复合物形式存在，很多是金属蛋白，以酶的形式在体内发挥生理作用。每个含铜蛋白（亚铁氧化酶Ⅰ）的酶都有它的生理、生化作用，生物系统中许多涉及氧的电子传递和氧化还原反应的过程都是由含铜酶催化的，这些酶对生命过程都是至关重要的。

人体内含铜总量为50～120 mg，也有研究报道人体含铜量为1.4～2.1 mg/kg，胎儿和婴儿铜含量与成人不同。出生后头2个月婴儿体内的铜浓度是以后的6～10倍，这种铜的储存可能为度过婴儿期所需。幼儿以单位体重计算其含铜量是成人的3倍。人血液中的铜主要分布于细胞和血浆之间，在红细胞中约60%的铜存在于Cu-Zn的金属酶中，如超氧化物歧化酶（SOD）等，其余40%与其他蛋白质和氨基酸相结合。

5.3.5.1　代谢

铜主要在小肠被吸收，少量由胃吸收。可溶性铜的吸收率为40%～60%。胃肠道对一般食物中铜吸收率很高，有研究发现铜的表观吸收率为55%～75%，铜的吸收率受膳食中铜含量的影响较大，膳食中铜含量增加，则吸收率下降。当每天摄入铜＜1mg时，其吸收率＞50%；当每天摄入量增加到5 mg时，吸收率则＜20%，每天摄入铜为2 mg时其吸收率约为35%。

膳食中其他营养素摄入量对铜的吸收利用可产生影响，但所需含量都比较高，如锌、铁、钼、维生素C、蔗糖和果糖等。已证明锌摄入过高可干扰铜的吸收，膳食或饲料中维生素C含量高时，在许多动物体内可产生铜缺乏，但对人体研究的资料较少。每天摄入维生素C 600 mg并不干扰铜的吸收，摄入1600 mg可减少铜蓝蛋白活力。人体研究表明，果糖摄入量高与红细胞中铜—锌超氧化物歧化酶（Cu-ZnSOD）减少有关。

膳食中铜被吸收后，通过门脉血运送到肝脏，进入到铜蓝蛋白，然后通过血液传递到全身组织，大部分内源性铜排泄到胃肠道与来自于食物的未被吸收的铜一起排出体外，少量铜则通过其他途径排出。

铜的主要排泄途径是通过胆汁到胃肠道，与少量来自小肠细菌产生的铜一起从粪便中排出，但少部分可被重吸收。健康人每天经尿液排泄的铜为10～50μg/d（0.2～1.0 μmol/d），经汗及皮肤通常丢失在50 μg/d以下，指甲、头发也丢失铜。

5.3.5.2　生理功能

铜既是促氧化剂（pro-oxidant）又是抗氧化剂（anti-oxidant）。铜在机体内的生化功能主要是参与催化作用，许多含铜金属酶作为氧化酶，参与体内氧化还原过程，尤其是将氧分子还原为水。许多含铜金属酶已被相关的研究结果所证实，铜对人体具有重要的生理功能。

1.构成含铜酶与铜结合蛋白的成分　已知的含铜酶如：酪胺氧化酶、单胺氧化酶、组胺氧化酶、二胺氧化酶、赖氨酰氧化酶、硫氢基氧化酶、亚铁氧化酶Ⅰ（即铜蓝蛋白）、亚铁氧化酶Ⅱ、细胞色素C氧化酶、多巴胺-β-羟化酶、超氧化物歧化酶、细胞外超氧化物歧化酶等。铜结合蛋白有：铜硫蛋白、白蛋白、转铜蛋白、凝血因子Ⅴ、低分子量配合体（包括氨基酸和多肽）等。

铜是骨细胞胶原和弹性蛋白形成不可缺少的元素，幼龄生长动物或胎儿缺铜可表现出成骨细胞形成减慢或停止。铜是赖氨酰氧化酶和单胺氧化酶的辅基，铜缺乏时，酶的活性降低，结果导致骨中胶原交叉连接不良，胶原成熟受到影响，降低了骨胶原的稳定性和强度，因而骨质比较脆弱，容易发生骨折、骨骼畸形和骨质疏松。

SOD在人体内广泛分布，细胞外的铜蓝蛋白和主要在细胞内的铜硫蛋白等含铜酶具有抗氧化作用。SOD能催化超氧阴离子转变为过氧化物，过氧化物又可被过氧化氢酶或GSH-PX作用进一步转变为水。(www.xing528.com)

铜对脂质和糖代谢有一定影响，缺铜动物可使血中胆固醇水平升高，但过量铜也会引起脂质代谢紊乱。铜对血糖的调节也有重要作用，缺铜后葡萄糖耐量降低，如给予小剂量铜离子治疗，有时可使血糖降低，病情得到改善。

2.具有造血功能　铜参与铁的代谢和红细胞生成。铜蓝蛋白和亚铁氧化酶Ⅱ可氧化铁离子，使铁离子与运铁蛋白结合，对生成运铁蛋白起主要作用，并可将铁从小肠腔和贮存点运送到红细胞生成点，促进血红蛋白的形成。所以，铜缺乏时可使红细胞寿命缩短。正常骨髓细胞的形成也需要铜。缺铜引起线粒体中细胞色素C氧化酶活性下降，使Fe3+不能与原卟啉合成血红素而引起贫血，缺铜时红细胞生成障碍，表现为缺铜性贫血。大多数为低血红蛋白小细胞性，亦可为正常细胞或大细胞性。

3.维护中枢神经系统　铜在神经系统中起着多种作用。细胞色素氧化酶能促进髓鞘的形成。在脑组织中多巴胺-β-羟化酶催化多巴胺转变成神经递质肾上腺素，该酶与儿茶酚胺的生物合成有关。缺铜可致脑组织萎缩、脑灰质和脑白质变性、神经元减少、精神发育停滞、运动障碍等。铜是细胞色素C氧化酶的辅基，主要起电子传递作用，保证机体ATP的合成。当铜缺乏时，这种酶活性下降，神经细胞中儿茶酚胺的含量增高，使ATP的生成减少，导致磷脂的合成障碍。铜在中枢神经系统中的一些遗传性和偶发性神经紊乱的发病中有着重要作用。

4.维护毛发正常结构　铜是酪氨酸酶的辅基，酪氨酸氧化酶能催化酪氨酸羟基化形成多巴，多巴氧化生成苯二酮，并进而转变为黑色素，为皮肤、毛发和眼睛所必需。铜缺乏使动物酪氨酸酶的活性降低，以及酪氨酸转化为黑色素的过程受阻，因而皮肤、毛发色泽减退，如体内完全缺乏酪氨酸酶，则出现白化病。铜缺乏还可引起角化作用的破坏，使皮肤和毛发在生长和外观上都发生改变，如羊表现为羊毛的数量和质量下降，羊毛变直、强度降低。硫氢基氧化酶具有维护毛发的正常结构及防止其角化的作用，铜缺乏时毛发角化并可出现具有铜丝样头发的卷发症，称为Menkes病。

5.铜的免疫作用　有研究表明，铜在机体免疫过程中起着重要作用，铜的免疫作用是与其生化功能密切相关的，铜缺乏时免疫器官如胸腺、脾脏等含铜量显著降低，白细胞（特别是中性粒细胞）功能减弱，使机体的免疫系统受到损害。铜参与免疫反应机制在于参与血清免疫球蛋白的结构组成，还可以通过T淋巴细胞和换型白细胞而影响免疫反应。

5.3.5.3　过量与中毒

铜对于大多数哺乳动物是相对无毒的。人体急性铜中毒主要是由于误食铜盐或食用与铜容器或铜管长久接触的食物或饮料所致。大剂量铜的急性毒性反应包括：口腔有金属味、流涎、上腹疼痛、恶心、呕吐及严重腹泻；如摄入100 g或更多硫酸铜可引起溶血性贫血、肝衰竭、肾衰竭、休克、昏迷或死亡。

慢性中毒可以在曾用铜管进行血液透析的病人几个月后出现，以及使用含铜化合物作为杀虫剂的工作者。经口摄入而引起的慢性中毒尚未确定。牡蛎、肝、蘑菇、坚果、巧克力等含铜量高，长期大量食用会对健康不利，但每天铜摄入量超过正常量10倍以上尚未见慢性中毒。

5.3.5.4　需要量与食物来源

中国营养学会于2000年制定了不同年龄人群铜的AI值，成年人为每人2 mg/d，可耐受最高摄入量值（UL）成年人为8 mg/d。

铜广泛存在于各种食物中，牡蛎、贝类海产品食物以及坚果类等是铜的良好来源（含量为0.3～2 mg/100 g），其次动物的肝、肾，谷类胚芽部分、豆类等次之（含量为0.1～0.3 mg/100 g），植物性食物铜含量受土壤中铜含量及加工方法的影响。奶类和蔬菜含量最低（≤0.1 mg/100 g）。成年人每天可以从膳食中得到约2.0 mg铜，基本上能满足人体需要。