Cobre es uno de los esenciales (vital) oligoelementos y es un metal de transición blando y dúctil - metal pesado / semi-metal. Está en el undécimo grupo de la tabla periódica, tiene el símbolo Cu, número atómico 11 y un número atómico masa de 63.546.Cobre ocurre en los estados de oxidación Cu +, Cu2 + y Cu3 +, y se encuentra en la naturaleza principalmente como Cu + y Cu2 +. En los sistemas biológicos predomina el estado de oxidación 2-valente - Cu2 +. El nombre latino “cuprum” se deriva del mineral aes cyprium ”de la isla de Chipre", dónde cobre fue extraído en la antigüedad. En el suelo, el oligoelemento está presente principalmente en forma de sulfuro, arseniato, cloruro y carbonato Debido a su excelente conductividad térmica y eléctrica, el cobre se utiliza en ingeniería más del 50% en plomería y calefacción. Desde el punto de vista químico, se utiliza como catalizador (acelerador de reacciones químicas). Según las directivas de la UE, solo carbonato de cobre, citrato, gluconato, sulfato y cobre lisina El complejo se puede utilizar con fines nutricionales. Además, ciertos compuestos de cobre están permitidos como aditivos de acuerdo con la regla "tanto como sea necesario, tan poco como sea posible" - lat. : quantum satis, qs - por ejemplo, de acuerdo con la directiva de colorantes como colorante alimentario E 141 Complejos de clorofilas y clorofilinas que contienen cobre.
Biodisponibilidad
Varios componentes de la dieta pueden influir en el metabolismo del cobre provocando cambios en la tasa de absorción, excreción y de Cu en el cuerpo Por ejemplo, la ingesta simultánea de vitamina C (ácido ascórbico), algunos aminoácidos, glucosa polímeros, proteínas, ácido fumárico - fumarato -,ácido oxálico - oxalato -, y otros orgánicos ácidos, como citrato, malato y lactato, promueve el cobre absorción. El ácido ascórbico es capaz de reducir Cu2 + a Cu + y así aumentar Cu absorción.Excesivas concentraciones de fibra dietética, calcio, fosfato, zinc, de hierro, molibdeno, cadmio, sulfuro y fitatos o ácido fítico, por otro lado, reducen la absorción de cobre. Los efectos son muy pronunciados para de hierro y zinc. El último oligoelemento puede Lead, por un lado, a la inhibición del transporte de Cu a los enterocitos - células del intestino delgado mucosa o mucosa - y, por otro lado, a la unión intracelular a la proteína de almacenamiento metalotioneína durante el paso por la mucosa. Esto evita la sobrecarga de Cu de la célula, por un lado, y el transporte de Cu a la membrana del enterocito basolateral y, por lo tanto, la captación de Cu en el torrente sanguíneo por el otro.dosificar administración of antiácidos o la penicilamina pueden tener un efecto negativo sobre el suministro de cobre.
Absorción
El cobre está presente en los alimentos y en el organismo en forma ligada más que como ión libre. La razón de esto es su configuración electrónica especial, que le permite formar enlaces complejos con compuestos bioquímicamente importantes, como proteínas.El cobre se absorbe en gran medida del estómago y superior intestino delgado (duodeno). Dado que la tasa de absorción depende en gran medida de la composición del alimento, varía entre el 35 y el 70%. Otros autores afirman que se sitúa entre el 20 y más del 50%, dependiendo del contenido de cobre del dieta. De la leche materna, Se absorbe el 75% del cobre, mientras que de la leche de vaca, solo se absorbe alrededor del 23%. Esto se debe a que el Cu en la vaca leche se une a la caseína, una proteína de coagulación gruesa que es difícil de digerir. Como regla general, las mujeres leche, a 0.3 mg / l, contiene mucho más cobre que el de vaca leche, que tiene un contenido de cobre de solo 0.09 mg / l. Los niveles de cobre en el cuerpo se regulan ajustando la absorción y excreción intestinal. Por lo tanto, en la deficiencia de cobre, la tasa de absorción aumenta, mientras que en el aumento de cobre, zinco de hierro suministro, la absorción o excreción adicional de Cu se reduce o se bloquea, respectivamente. La absorción de cobre se puede explicar sobre la base de la doble cinética. A bajas concentraciones, el cobre se absorbe en los enterocitos de la membrana del borde en cepillo de la intestino delgado por un mecanismo de transporte saturable activo, es decir, dependiente de la energía. En concentraciones más altas, domina la difusión pasiva, es decir, el transporte a través de la membrana de los enterocitos en la dirección de la concentración gradiente sin ningún suministro de energía, así como transporte de membrana proteínasEl mecanismo de captación de cobre por las proteínas de transporte de membrana (transporte mediado por portadores) aún no se ha aclarado con precisión. Sin embargo, está claro que la proteína de transporte de membrana DCT-1, que participa en la absorción de zinc y hierro, también es importante para la absorción intestinal de cobre. El hecho de que DCT-1 sea utilizado por zinc y hierro, así como por cobre y otros metales explica el antagonismo de estos iones en condiciones extremas.Cuando el suministro es permanentemente alto, parte del cobre en el mucosa células de la intestino delgado se une a la metalotioneína, que se localiza en el citoplasma. Esta proteína almacena el cobre absorbido y lo libera en el sangre solo cuando sea necesario. Además, puede desintoxicar el exceso de cobre, que de otro modo podría catalizar la formación de oxígeno La MNK-ATPasa, un sistema portador saturable, es responsable de la transferencia de Cu desde la membrana de los enterocitos basolaterales al torrente sanguíneo. agua.
Transporte y almacenamiento
El cobre absorbido está ligado en el sangre a las proteínas plasmáticas albúmina y transcupreína ya ligandos de bajo peso molecular, como el aminoácido histidina. La transcupreína representa una proteína de transporte de Cu específica y tiene una mayor afinidad por el cobre que albúminaLos niveles de plasma Cu son de aproximadamente 0.5-1.5 µg / ml en condiciones normales y son un 10% más altos en mujeres que en hombres. Ni la ingesta de alimentos ni el ayuno afecta los niveles plasmáticos de Cu. Por razones que aún no están claras, los niveles plasmáticos de Cu casi se duplicaron o triplicaron al final de el embarazo o después de tomar anticonceptivos (pastillas anticonceptivas). Los niveles séricos de cobre permanecen elevados en:
- Infecciones
- Glomerulonefritis: una inflamación, generalmente autoinmune, de los corpúsculos renales (glomérulos) como causa principal de insuficiencia renal crónica que requiere diálisis.
- Infarto de miocardio (ataque cardíaco)
- Tirotoxicosis: exacerbación de crisis de hipertiroidismo (hipertiroidismo), que es muy potencialmente mortal debido a sus síntomas.
- Lupus eritematoso - Enfermedad autoinmune sistémica del grupo de las colagenosis.
- Cirrosis biliar - crónica hígado enfermedad que conduce a la destrucción progresiva lenta de los pequeños bilis conductos en el hígado y eventualmente a la cirrosis.
- Agudo leucemia - enfermedad tumoral del sangre células, en las que hay una multiplicación no controlada de leucocitos (Las células blancas de la sangre).
- Anemia aplásica - forma especial de anemia (anemia), donde hay una reducción en el número de todas las células sanguíneas debido a un médula ósea aplasia
- Administración de estrógenos
Los niveles plasmáticos reducidos de Cu se encuentran, por ejemplo, en la enfermedad Kwashiorkor, una forma de proteína desnutrición. Debido a la escasez de ciertos aminoácidos esenciales, hay una disminución de las albúminas (hipoalbuminemia) en la sangre y, por lo tanto, una disminución de la presión osmótica coloide. Como resultado, el líquido tisular, especialmente en la región abdominal, no se puede reabsorber en los capilares venosos. albúminae histidina transportan cobre a través del portal. vena (vena portae) a la hígado, que lo recibe a través del portador hCtr1. El hígado es el órgano central del metabolismo del cobre y el depósito de cobre más importante del organismo. En los hepatocitos (células hepáticas), el cobre se almacena parcialmente, se dirige a compartimentos subcelulares específicos por medio de proteínas de transporte citosólico llamadas chaperonas, y se incorpora a las células dependientes del cobre. enzimas CRISPR-Cas, como la caeruloplasmina, la citocromo c oxidasa o la superóxido dismutasa. De particular importancia es la proteína plasmática caeruloplasmina. Esto exhibe una función enzimática y una función de transporte y unión específica para el cobre. Como ferroxidasa I, la enzima es esencial para la oxidación del hierro divalente a trivalente por un lado y para la unión del hierro al plasma. transferrina Parte del cobre se incorpora a la enzima durante la síntesis de caeruloplasmina a través de una ATPasa de unión a cobre localizada en el aparato de Golgi y es liberado nuevamente a la sangre por el hígado en forma de Cu-caeruloplasmina. Los hepatocitos se almacenan en metalotioneína. El cobre unido a caeruloplasmina en el plasma se distribuye a varios órganos y tejidos del organismo según sea necesario. La captación celular se produce a través de receptores de Cu unidos a la membrana. El cobre es el tercer metal traza más abundante en el organismo después del hierro y el zinc, con un contenido corporal de 80-100 mg. Las mayores concentraciones de cobre se encuentran principalmente en el hígado (15%) y cerebro (10%), seguido de corazón y riñones. El músculo (40%) y el esqueleto (20%) representan aproximadamente la mitad del contenido total. Solo el 6% del contenido total de cobre se encuentra en el suero. De esto, alrededor del 80 al 95% está en forma de Cu caeruloplasmin.Cu en fetos y lactantes difiere de la de adultos. Al nacer, el hígado y bazo representan la mitad del inventario corporal. Finalmente, el hígado de los recién nacidos tiene un Cu de 3 a 10 veces mayor concentración que el de los adultos. Estas reservas hepáticas son fisiológicamente normales y parecen proteger al bebé de la deficiencia de cobre durante los primeros meses.
Excreción
Además de la absorción, la excreción es una de las variables reguladoras más importantes para la homeostasis de Cu, o el mantenimiento de Cu equilibrar Aproximadamente el 80% del exceso de cobre se excreta en el bilis con las heces. Para este propósito, el oligoelemento se libera mediante una degradación lisosomal del compuesto Cu-metalotioneína y Cu-caeruloplasmina en los hepatocitos y el plasma, respectivamente, y se une en su membrana canalicular a una ATPasa de unión a Cu o en paralelo con el glutatión ( GSH) a un transportador dependiente de GSH. De esta forma, el cobre se libera en el bilis y excretado en las heces en asociación con proteínas, ácidos biliaresy aminoácidos.15% del exceso de cobre se secreta a través de la pared intestinal hacia la luz y también se elimina en las heces. Solo el 2-4% se excreta por vía renal en la orina. En los defectos tubulares, las pérdidas a través de los riñones con la orina pueden aumentar significativamente. Pérdidas de cobre a través del piel son variables y se estima en un promedio de 0.34 mg / d. Una cantidad muy pequeña de cobre regresa al organismo desde el intestino a través del circulación enterohepática o se reabsorbe.
