Miedź jest jednym z mikroelementów niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Zdrowe osoby nie powinny mieć kłopotów z niedoborem tego pierwiastka, pod warunkiem, że odżywiają się właściwie. Zwiększone zapotrzebowanie na miedź występuje u kobiet w ciąży i karmiących piersią, a także u dzieci urodzonych przedwcześnie, noworodków karmionych mlekiem krowim oraz u sportowców. Także osoby niedożywione oraz karmione pozajelitowo powinny zachować czujność, ze względu na zagrażające im niedobory miedzi. Z drugiej strony jednak jej nadmiar w organizmie również może przysporzyć sporych kłopotów. Jak zatem zadbać o prawidłowy poziom tego mikroelementu i jakie są jego źródła w diecie?
Miedź – właściwości i rola w organizmie
Miedź wykazuje silne właściwości oksydoredukcyjne. Posiada zdolność przyjmowania i oddawania elektronów. Pierwiastek jest wbudowywany w centra aktywne enzymów biorących udział w podstawowych reakcjach metabolicznych. W śladowych ilościach miedź jest niezbędna w organizmie m.in. w:
- procesie syntezy hemoglobiny,
- regulacji metabolizmu glukozy,
- formowaniu kości,
- transporcie żelaza,
- produkcji hemu,
- produkcji kolagenu – utrzymania zdrowej skóry i tkanki łącznej oraz prawidłowej budowy i struktury naczyń krwionośnych,
- utrzymaniu struktury keratyny,
- syntezie melaniny,
- regulacji cieplnej,
- krzepnięciu krwi,
- metabolizmie lipidów,
- prawidłowej pracy układu nerwowego.
Miedź jest niezbędnym kofaktorem dla wielu enzymów zawierających tenże pierwiastek. Wchodzi w skład enzymów antyoksydacyjnych, takich jak:
- ceruloplazmina (oksydaza żelazowa) – utlenia jony żelazawe do żelazowych, co jest niezbędne, aby przyłączyć żelazo do jego białka transportowego transferyny oraz wewnątrzkomórkowo do ferrytyny. Jej ilość wzrasta w stanie zapalnym (białko ostrej fazy). Poza tym ceruloplazmina transportuje miedź w surowicy krwi i odgrywa bardzo ważną rolę w ochronie komórek przed szkodliwym wpływem wolnych rodników;
- hefajstyna (oksydaza żelazowa) produkowana w jelicie cienkim, odpowiada za wchłanianie żelaza;
- hydroksylaza β-dopaminy (wytwarzanie neuroprzekaźników) – zmienia dopaminę w noradrenalinę;
- dyzmutaza ponadtlenkowa (zależna od cynku i miedzi, jest obecna w cytoplazmie komórki i przestrzeniach międzykomórkowych), stanowi wewnętrzną ochronę antyoksydacyjną komórek, neutralizuje wolne rodniki tlenowe, powodując powstawanie tlenu i nadtlenku wodoru;
- oksydaza cytochromu-c (jedno z głównych białek oddychania komórkowego) – redukuje tlen cząsteczkowy do wody i bierze udział w produkcji ATP (energii) w mitochondriach. Poza tym uczestniczy w procesach utrzymania temperatury ciała;
- oksydaza lizynowa (wytwarzanie kolagenu i elastyny) – wpływa na wzmocnienie wytrzymałości i elastyczności tkanki łącznej. Ma wpływ między innymi na prawidłowe funkcjonowanie naczyń krwionośnych;
- tyrozynaza – odpowiada za hydroksylację tyrozyny, a przez to za powstawanie pigmentu melaniny;
- oksydaza aminowa – odpowiada za utlenianie amin do aldehydów (np. degradacja neurotransmitera).
Niedobór i nadmiar miedzi w organizmie
Jeśli w codziennym pożywieniu nie dostarczamy organizmowi wystarczającej ilości miedzi, to ilość enzymów zależnych od tego pierwiastka spada. To może mieć konsekwencje w postaci m.in.:
- depigmentacji skóry,
- anemii,
- różnych zaburzeń neurologicznych,
- ataksji,
- osłabienia mięśni,
- zaburzeń ciśnienia krwi.
Niski poziom miedzi jest cechą charakterystyczną dla chorób prionowych (zakaźnych chorób neurodegeneracyjnych) i choroby Parkinsona.
Nadmiar miedzi jest jednak toksyczny dla komórek. Prowadzi bowiem do powstawania nadmiernej ilości reaktywnych form tlenu (ROS; reactive oxygen species). W komórce proces ten może doprowadzić do uszkodzenia białek i lipidów, a tym samym struktur komórkowych oraz materiału genetycznego. Zaburzenie równowagi między ROS a antyoksydantami uszkadza komórki i wywołuje proces apoptozy.
Podwyższone stężenie miedzi odnotowano u chorych cierpiących na ostre i przewlekłe infekcje, uszkodzenie wątroby, chorobę Alzheimera i w chorobie Huntingtona, w chorobach nowotworowych, a także u pacjentów z chorobą Wilsona.
Stosowanie doustnych środków antykoncepcyjnych oraz hormonalnej terapii zastępczej, które zmniejszają ilość cynku, a także sterydów anabolicznych – stymulujących syntezę ceruloplazminy, podnosi stężenie miedzi w osoczu.
Przeczytaj także: Wolne rodniki – kiedy są dla nas zagrożeniem?
Źródła miedzi w diecie
Miedź spożywamy w codziennych posiłkach. Największe jej ilości występują w warzywach i owocach, orzechach, grzybach, pełnoziarnistych produktach zbożowych oraz w podrobach (wątróbka, nerki, serce).
Najmniejsza ilość miedzi, jaka powinna się znaleźć w dziennej porcji, to około 900 mikrogramów. Większe zapotrzebowanie występuje u kobiet w okresie ciąży i karmienia – do 1000-1300 mikrogramów. Jest to dawka, przy której nie zauważa się objawów niedoboru.
Optymalne zapotrzebowanie dzienne na miedź określa się na około 1-2 miligrama na dobę.
W stanach fizjologicznych większe zapotrzebowanie na miedź mają kobiety w ciąży i karmiące piersią, dzieci przedwcześnie urodzone, noworodki karmione mlekiem krowim (zawiera mało miedzi), sportowcy (tracą około 0,5-0,9 mg na litr wydzielanego potu). W stanach patologicznych trzeba uważać na właściwy poziom miedzi u osób niedożywionych, bądź leczonych całkowicie pozajelitowo.
Choroby predysponujące do niedoborów miedzi
Niedobory miedzi mogą wystąpić w przypadku:
- zapalenia jelit,
- zespołu krótkiego jelita,
- cukrzycy,
- biegunek,
- zespołu Menkesa (choroby genetycznej, polegającej na uszkodzeniu genu regulującego metabolizm miedzi),
- mukowiscydozy,
- celiakii.
Warto sprawdzić też poziom miedzi u chorych na bielactwo. Zwiększona utrata miedzi występuje w zespole nerczycowym i niewydolności nerek (utrata ceruloplazminy przez nerki) oraz u osób poparzonych.
Zobacz również: Dlaczego warto regularnie wykonywać badania laboratoryjne?
Objawy niedoboru miedzi
Objawami ogólnymi niedoboru miedzi są:
- osłabienie;
- wyczerpanie;
- zaburzenia neurologiczne;
- bezsenność;
- spadek płodności i ruchliwości plemników u mężczyzn;
- pojawiają się problemy z pękaniem naczyń krwionośnych, tętniaki, zmiany w dużych i średnich naczyniach krwionośnych;
- w układzie kostnym zdarzają się złamania – może wystąpić osteoporoza oraz uszkodzenia tkanki łącznej;
- nieprawidłowości w metabolizmie glukozy i cholesterolu;
- w obrazie krwi widać anemię (hipochromatyczną, mikrocytarną i oporną na leczenie żelazem), neutropenię, spadek stężenia ceruloplazminy.
- niedobór miedzi może być przyczyną bielactwa skóry i zmniejszonej pigmentacji włosów.
Badanie poziomu miedzi w surowicy czy we krwi oraz w dobowej zbiórce moczu wykonuje się zwykle bardzo rzadko. Jest ono pomocne w rozpoznawaniu i monitorowaniu choroby Wilsona.
Zasady suplementacji miedzi oraz przeciwwskazania
Aby mieć optymalny poziom miedzi w organizmie, wystarczy zdrowa nieprzetworzona dieta (przyp. red. – mowa o osobach zdrowych). Jeśli jednak potrzebujemy dodatkowej suplementacji, to warto pamiętać o kilku zasadach:
- Dawki miedzi powinno się podawać między posiłkami, w kilku dawkach podzielonych.
- Dawki mieszczą się pomiędzy: 0,5-1 mg w profilaktyce, a 1-4 mg w chorobach.
- Ilość do 5 mg/dobę nie jest szkodliwa. Jednak długotrwałe i duże dawki miedzi mogą wywołać nudności, wymioty, biegunkę, drgawki i prowadzić do uszkodzenia wątroby.
- Jeśli nawet dawki nie będą wysokie, ale przesadzimy z suplementacją, to możemy znacząco zmniejszyć w organizmie ilość cynku (miedź i cynk są wobec siebie antagonistyczne).
Zdarzały się przypadki uszkodzenia wątroby u dzieci, związane z korzystaniem z wody płynącej przez miedziane rury. Źródłem nadmiernego gromadzenia się miedzi w organizmie jest też spożywanie warzyw i owoców z terenów skażonych przemysłowo nadmiarem tego pierwiastka. Takie długoletnie narażenie może objawiać się:
- biegunkami,
- bólem i skurczami jelit,
- uszkodzeniami naczyń krwionośnych,
- zmniejszeniem stężenia hemoglobiny,
- w konsekwencji także uszkodzeniem nerek i wątroby.
Przeciwwskazaniem do suplementacji preparatów miedzi jest:
- bezmocz,
- uszkodzenia nerek,
- choroba Wilsona.
Trzeba zdawać sobie sprawę, że do prawidłowego funkcjonowania organizmu wymagana jest równowaga wszystkich składników mineralnych i witaminowych. Suplementując jeden minerał czy witaminę, wpływamy na poziom innych. Dlatego wciąż złotym standardem zdrowia pozostaje prawidłowo zbilansowana, zdrowa i nieprzetworzona dieta.
Sprawdź także: Suplementacja i owszem, ale z głową!
Jaka jest przyswajalność miedzi?
Z całej puli miedzi, którą dostarczamy w pożywieniu, wchłania się niewielka ilość (15%).
Przyswajanie miedzi jest zależne od postaci chemicznej, ale też od składu codziennej diety.
Przyswajanie miedzi mogą upośledzać:
- wysoki poziom kwasu askorbinowego,
- siarczki,
- cynk (najmocniej),
- żelazo,
- wapń,
- fosfor,
- fityniany,
- na słabe wchłanianie ma też wpływ niedobór witaminy B6,
- alkohol,
- leki takie jak np. zobojętniające kwas solny, leki antyretrowirusowe, chemioterapeutyki, fenytoina, niesteroidowe leki przeciwzapalne.
Największy deficyt miedzi stwierdza się u dzieci w wieku 12-15 lat i u kobiet rodzących (41-81%, w zależności od miejsca na świecie).
Z początkowego odcinka jelita cienkiego miedź trafia do krwiobiegu łączona ze specjalnymi białkami transportowymi. Najwięcej miedzi gromadzi się w wątrobie, skąd jest transportowana dalej w kompleksie z ceruloplazminą, albo wydalana z żółcią. Do nerek dociera z krwiobiegu, ale ulega tam reabsorbcji, czyli przez oszczędną pracę nerek wraca z powrotem do krążenia.
Dlatego 98% miedzi z organizmu jest usuwane z kałem a tylko 2% z moczem. Każda komórka pobierająca miedź ma specjalistyczne systemy kontroli jej ilości, aby nie dopuszczać do nadmiaru. Systemy te, utrzymujące homeostazę pierwiastka w ciele, mogą zostać zaburzone przez uwarunkowane genetycznie bądź metabolicznie choroby. Wśród nich wymienić należy chorobę Menkesa i chorobę Wilsona, o których piszę poniżej. Także zanieczyszczenie środowiska powoduje zaburzenia homeostazy miedzi w organizmie.
Choroba Menkesa – stały niedobór miedzi
Choroba Menkesa to uwarunkowana genetycznie niemożność absorpcji miedzi z pożywienia. Dzieci z tą chorobą rozwijają się prawidłowo do 2-3 miesiąca życia, po czym następuje regres.
Uwagę zwraca brak pigmentu skóry i włosów, wiotka skóra i uszkodzenia neurologiczne. Poza tym występuje niemożność utrzymywania stałej temperatury ciała. Naczynia krwionośne są nadmiernie długie, skręcone i o nieregularnym świetle. Częsta jest osteoporoza, padaczka oraz nawrotowe zapalenie pęcherza moczowego.
Choroba ta zwana jest czasem „chorobą kręconych włosów” ze względu na nietypową budowę włosa. Niestety suplementacja miedzi drogą podskórną może przedłużyć życie tylko o 2-3 lata.
Choroba Wilsona – problem z nadmiarem miedzi w organizmie
To choroba z przeciwnego bieguna. Choroba Wilsona związana jest z niedoborem enzymu odpowiadającego za wydalanie miedzi. W wyniku tego miedź najpierw gromadzi się w wątrobie, a po wysyceniu narządu migruje dalej i gromadzi się głównie w mózgu, rogówce oka i nerkach.
Pierwsze objawy choroby pojawiają się między 10. a 40. rokiem życia. Problemy zaczynają się od wątroby i uszkodzenia układu nerwowego. Są one często poprzedzone wystąpieniem zaburzeń psychicznych, takich jak zaburzenia nastroju i osobowości oraz funkcji poznawczych. Często występuje drżenie rąk, wybiórczy apetyt na potrawy, zaburzenia w pisaniu, ślinotok, zachwiania równowagi, wzmożone napięcie mięśni, zaburzenia mowy i połykania oraz ruchy mimowolne.
Im wcześniej zostanie postawiona diagnoza, tym lepsze rokowania. Charakterystyczny objaw w rogówce oka to pierścień Kaysera-Fleischera. Stosuje się środki chelatujące (np. penicylaminę) oraz octan cynku dla zmniejszenia wchłaniania miedzi z jelit. Ważne jest również odpowiednie postępowanie dietetyczne.
Plemnikobójcze właściwości miedzi
Powszechnie znane są plemnikobójcze właściwości miedzi, jak również szerokie ich wykorzystywanie w metodach współczesnej antykoncepcji. Drut miedziany, dołączony do nieaktywnej wkładki wewnątrzmacicznej, zwiększa jej działanie antykoncepcyjne, m.in. przez działanie plemnikobójcze. Jony tego metalu mają właściwości miejscowo drażniące, poza tym gromadzą się w śluzie szyjki macicy, jak również w endometrium. Nagromadzenie miedzi zaburza przemianę glikogenu w plemniku lub utrudnia jego ruch.
Mimo plemnikobójczych właściwości, pierwiastek ten w stężeniach fizjologicznych jest jednak konieczny do prawidłowego procesu spermatogenezy. Zawartość miedzi w gonadzie męskiej jest bardzo mała w porównaniu do innych mikroelementów, takich jak cynk, żelazo czy selen. Wiele badań potwierdza jednak istotną rolę miedzi w procesach podziału komórek, zwłaszcza w procesie spermatogenezy.
Palenie papierosów istotnie wpływa na poziom miedzi w moczu. Zarówno u kobiet, jak i u mężczyzn palących stwierdzono obniżenie stężenia miedzi w moczu, co może świadczyć o zwiększonej jej kumulacji w organizmie. Nadmierna kumulacja miedzi jest bardzo niebezpieczna, ponieważ może wykazywać działanie toksyczne w stosunku do wielu narządów i układów.
Aby utrzymać równowagę stężenia miedzi, ludzkie ciało wykształciło bardzo precyzyjne mechanizmy regulacji wchłaniania, dystrybucji i wydalania tego pierwiastka.
To może Cię zainteresować: Planujesz ciążę? Ten poradnik jest dla Ciebie!
Bibliografia:
- Elżbieta Kulikowska-Karpińska, Magdalena Zdanowicz, Małgorzata Gałażyn-Sidorczuk „Ocena stężenia miedzi w moczu osób palących papierosy”.
- Mateusz Ogórek, Łukasz Gąsior, Olga Pierzchała, Regina Daszkiewicz, Małgorzata Lenartowicz „Rola miedzi w procesie spermatogenezy”.
- Uve Grober „Mikroskładniki odżywcze”.
