مس یکی از ضروریات (حیاتی) است عناصر کمیاب و یک فلز انتقالی نرم و شکل پذیر است - فلز سنگین / نیمه فلز. این در گروه یازدهم جدول تناوبی است ، دارای نماد Cu ، عدد اتمی 11 و یک اتمی است توده از 63.546.مس در حالت اکسیداسیون Cu + ، Cu2 + و Cu3 + اتفاق می افتد و در طبیعت عمدتاً به صورت Cu + و Cu2 + یافت می شود. در سیستم های بیولوژیکی ، حالت اکسیداسیون 2 ظرفیتی - Cu2 + غالب است. نام لاتین "cuprum" از سنگ معدن aes cyprium از جزیره قبرس"، جایی که مس در دوران باستان استخراج شده است. در خاک ، عنصر کمیاب بیشتر به صورت سولفید ، آرسنات ، کلرید و کربنات. مس به دلیل هدایت گرمایی و الکتریکی بسیار عالی ، در مهندسی بیش از 50٪ در لوله کشی و گرمایش استفاده می شود. از نظر شیمیایی ، به عنوان کاتالیزور (شتاب دهنده واکنش های شیمیایی) استفاده می شود. طبق دستورالعمل های اتحادیه اروپا ، فقط کربنات مس ، سیترات ، گلوکونات ، سولفات و مس لیزین کمپلکس ممکن است برای اهداف تغذیه ای استفاده شود. علاوه بر این ، برخی از ترکیبات مس طبق قانون "تا آنجا که لازم است ، تا آنجا که ممکن است" - به عنوان افزودنی مجاز هستند. : quantum satis، qs - به عنوان مثال ، طبق دستورالعمل رنگ دهنده ها ، ماده غذایی E 141 مجتمع های حاوی مس کلروفیل و کلروفیلین حاوی مس.
فراهمی زیستی
اجزای مختلف غذایی با ایجاد تغییر در میزان ، قادر به تأثیر بر متابولیسم مس هستند جذب، دفع ، و توزیع مس در بدن. به عنوان مثال ، مصرف همزمان ویتامین C (اسید اسکوربیک) ، برخی اسیدهای آمینه, گلوکز پلیمرها ، پروتئین ها, اسید فوماریک - فومارات - ،اسید اگزالیک - اگزالات - و سایر مواد آلی اسیدها، مانند سیترات ، مالات و لاکتات، مس را ترویج می کند جذب. اسید اسکوربیک قادر به کاهش Cu2 + به Cu + و در نتیجه افزایش مس است جذبغلظت بیش از حد فیبر در رژیم غذایی, کلسیم, فسفات, روی, اهن، مولیبدن ، کادمیوماز طرف دیگر ، سولفید و فیتات ها یا اسید فیتیک جذب مس را کاهش می دهد. اثرات بسیار برجسته برای اهن و روی. عنصر کمیاب اخیر می تواند رهبری، از یک طرف ، برای جلوگیری از انتقال مس به سلولهای روده کوچک - سلولهای روده کوچک مخاط یا مخاط - و از طرف دیگر ، به اتصال داخل سلولی به پروتئین ذخیره سازی متالوتیونئین در طی عبور مخاط. این از یک طرف باعث جلوگیری از اضافه بار سلول در سلول می شود ، و Cu به غشای انتروسیت بازالترال منتقل می شود و از طرف دیگر جذب مس به جریان خون انجام می شود. به همین ترتیب ، زیادمقدار حکومت of آنتی اسیدها یا پنی سیلامین می تواند روی تأمین مس تأثیر منفی بگذارد.
جذب
مس به جای یون آزاد در غذا و ارگانیسم به شکل متصل وجود دارد. دلیل این امر پیکربندی الکترون ویژه آن است که به آن اجازه می دهد پیوندهای پیچیده ای با ترکیبات مهم بیوشیمیایی ، مانند پروتئین هامس تا حد زیادی جذب می شود معده و بالایی روده کوچک (اثنی عشر) از آنجا که میزان جذب به شدت به ترکیب غذا بستگی دارد ، بین 35 تا 70 درصد متفاوت است. سایر نویسندگان ، بسته به میزان مس در آن ، بیان می کنند که بین 20 تا بیش از 50٪ باشد رژیم غذایی. از شیر مادر، 75٪ مس جذب می شود ، در حالی که از شیر گاو ، فقط حدود 23٪ جذب می شود. این به این دلیل است که مس در گاو است شیر به كازئین پیوند دارد ، یك پروتئین انعقادی درشت كه هضم آن دشوار است. به طور معمول ، زنان شیر، با 0.3 میلی گرم در لیتر ، حاوی مس بسیار بیشتری نسبت به گاو است شیر، که دارای مقدار مس فقط 0.09 میلی گرم در لیتر است. میزان مس در بدن با تنظیم جذب و دفع روده تنظیم می شود. بنابراین ، در کمبود مس ، میزان جذب افزایش می یابد ، در حالی که در مس افزایش یافته ، روی، یا اهن تأمین ، جذب یا دفع بیشتر مس به ترتیب کاهش می یابد یا مسدود می شود. جذب مس را می توان براساس سینتیک دوگانه توضیح داد. در غلظت های پایین ، مس به درون سلولهای غشای مرز قلم مو جذب می شود روده کوچک توسط یک مکانیسم حمل و نقل اشباع فعال ، یعنی وابسته به انرژی. در غلظت های بالاتر ، انتشار غیر فعال غالب است ، یعنی انتقال از طریق غشای انتروسیت در جهت غلظت شیب بدون هیچ گونه تأمین انرژی و همچنین انتقال غشا membrane پروتئین هامکانیسم جذب مس توسط پروتئین های حمل و نقل غشایی - حمل و نقل با واسطه - هنوز به طور دقیق روشن نشده است. با این حال ، واضح است که پروتئین انتقال دهنده غشا DCT-1 ، که در جذب روی و آهن نقش دارد ، برای جذب مس روده نیز مهم است. این واقعیت که DCT-1 توسط روی و آهن و همچنین مس و سایر فلزات استفاده می شود ، تضاد این یونها را در شرایط شدید توضیح می دهد. هنگامی که منبع برای همیشه زیاد است ، بخشی از مس موجود در مخاط سلولهای روده کوچک متصل به متالوتیونین است که در سیتوپلاسم موضعی است. این پروتئین مس جذب شده را ذخیره کرده و در داخل آن آزاد می کند خون فقط در صورت نیاز علاوه بر این ، می تواند مس اضافی را سم زدایی کند ، در غیر این صورت می تواند تشکیل کاتالیز کند اکسیژن رادیکالها. MNK-ATPase ، یک سیستم حامل اشباع ، مسئول انتقال مس از غشای انتروسیت بازولاترال به جریان خون است. با این حال ، در نوزادان ، مس توسط نفوذ جذب می شود و در یک حمل و نقل به سختی اشباع با آب.
حمل و نقل و ذخیره سازی
مس جذب شده در آن متصل می شود خون به پروتئین های پلاسما آلبومین و ترانس کوپرین و به لیگاندهای با وزن مولکولی کم ، مانند اسید آمینه هیستیدین. ترانس كوپرئین نشان دهنده ی یك پروتئین مخصوص حمل و نقل Cu است و میل بیشتری نسبت به مس دارد آلبومینسطح مس پلاسما در شرایط عادی حدود 0.5/1.5 - 10/XNUMX میکروگرم بر میلی لیتر است و در زنان XNUMX٪ بیشتر از مردان است. نه مصرف غذا و نه خشک دهن بر سطح مس پلاسما تأثیر می گذارد. به دلایلی که هنوز نامشخص است ، در پایان ماه سطح پلاسما تقریباً دو برابر شده و سه برابر می شود بارداری یا بعد از مصرف داروهای ضد بارداری (قرص های جلوگیری از بارداری). سطح مس سرم در موارد زیر افزایش می یابد:
- عفونت
- گلومرولونفریت - التهابی که معمولاً خود ایمنی است در پیکره های کلیه (گلومرول) به عنوان اصلی ترین دلیل نارسایی مزمن کلیه که نیاز به دیالیز دارد.
- انفارکتوس میوکارد (حمله قلبی)
- تیروتوکسیکوز - تشدید بحران پرکاری تیروئید (پرکاری تیروئید) ، که به دلیل علائم آن به شدت تهدید کننده زندگی است.
- لوپوس اریتماتوز - بیماری خود ایمنی سیستمیک از گروه کلاژنوزها.
- سیروز صفراوی - مزمن کبد بیماری منجر به تخریب تدریجی کوچک صفرا مجاری در کبد و سرانجام به سیروز.
- حاد سرطان خون - بیماری تومور خون سلولها ، که در آنها یک ضرب بدون کنترل وجود دارد لکوسیتها (گلبول های سفید خون).
- کمخونی آپلاستیک - فرم خاص کم خونی (کم خونی) ، جایی که به دلیل اکتسابی ، تعداد سلول های خونی کاهش می یابد مغز استخوان آپلازی
- تجویز استروژن ها
کاهش سطح پلاسمای مس ، به عنوان مثال ، در بیماری Kwashiorkor ، نوعی پروتئین یافت می شود سوء تغذیه. به دلیل کمبود عرضه خاص اسیدهای آمینه ضروری، کاهش آلبومین (هیپوآلبومینمی) در خون و در نتیجه افت فشار اسمزی کلوئیدی وجود دارد. در نتیجه ، مایع بافتی - به ویژه در ناحیه شکم - قابل جذب در مویرگهای وریدی نیست. آلبومین، و هیستیدین از طریق پورتال مس را حمل می کند رگ (vena portae) به کبد، که آن را از طریق حامل hCtr1 جذب می کند. کبد ارگان مرکزی متابولیسم مس و مهمترین ذخیره مس ارگانیسم است. در سلولهای کبدی (سلولهای کبدی) ، مس تا حدی ذخیره می شود ، توسط پروتئینهای انتقال سیتوزولی به نام چاپرون به قسمتهای خاص خاص داخل سلول هدایت می شود و در وابسته به مس قرار می گیرد آنزیم هامانند سرولوپلاسمین ، سیتوکروم سی اکسیداز یا سوپراکسید دیسموتاز. از اهمیت ویژه پروتئین پلاسما ، سرولوپلاسمین است. این یک عملکرد آنزیمی و یک عملکرد اتصال و انتقال خاص برای مس از خود نشان می دهد. آنزیم بعنوان فروکسیداز I برای اکسیداسیون آهن دو ظرفیتی به سه ظرفیتی از یک طرف و اتصال آهن به پلاسما ضروری است. ترانسفرین از طرف دیگر. بخشی از مس در طی سنتز caeruloplasmin از طریق ATPase اتصال دهنده مس در دستگاه گلژی به آنزیم وارد می شود و توسط کبد به شکل Cu-caeruloplasmin دوباره در خون آزاد می شود. مس باقی مانده در سلولهای کبدی در متالوتیونئین ذخیره می شوند. مس متصل به سرولوپلاسمین در پلاسما به اندامها و بافتهای مختلف ارگانیسم در صورت لزوم توزیع می شود. جذب سلولی از طریق گیرنده های مس متصل به غشا رخ می دهد. مس پس از آهن و روی ، سومین فلز کمیاب در ارگانیسم است که محتوای آن از 80 تا 100 میلی گرم است. بیشترین غلظت مس به طور عمده در کبد (15٪) و مغز (10٪)، به دنبال آن قلب و کلیه ها عضله (40٪) و اسکلت (20٪) حدود نیمی از محتوای کل را تشکیل می دهند. فقط 6 درصد از کل مس در سرم یافت می شود. از این مقدار ، حدود 80 تا 95٪ به شکل Cu caeruloplasmin.Cu است توزیع در جنین و نوزاد با بزرگسالان متفاوت است. هنگام تولد ، کبد و طحال نیمی از موجودی بدن را تشکیل می دهد. سرانجام ، کبد نوزادان 3 تا 10 برابر مس بالاتر است غلظت از بزرگسالان این ذخایر کبدی از نظر فیزیولوژیکی طبیعی هستند و به نظر می رسد طی چند ماه اول نوزاد را از کمبود مس محافظت می کند.
دفع
علاوه بر جذب ، دفع یکی از مهمترین متغیرهای نظارتی برای هموستاز مس یا نگهداری مس است. تعادل در بدن. حدود 80٪ مس اضافی از طریق دفع می شود صفرا با مدفوع برای این منظور ، عنصر کمیاب به ترتیب با تخریب لیزوزومی از ترکیب Cu-metallothionein و همچنین Cu-caeruloplasmin در سلولهای کبدی و پلاسما آزاد می شود و در غشای کانال آنها به ATPase متصل به مس یا به موازات گلوتاتیون متصل می شود ( GSH) به یک ناقل وابسته به GSH. به این ترتیب مس به داخل مایع آزاد می شود صفرا همراه با پروتئین از مدفوع دفع می شود ، اسیدهای صفراویو اسیدهای آمینه.15٪ از مس اضافی از طریق دیواره روده به داخل مجرا ترشح می شود و همچنین در مدفوع از بین می رود. فقط 2-4٪ از طریق ادرار از طریق کلیه دفع می شود. در نقایص لوله ای ، تلفات از طریق کلیه ها با ادرار می تواند به طور قابل توجهی افزایش یابد. از بین رفتن مس از طریق پوست متغیر هستند و به طور متوسط 0.34 میلی گرم در روز تخمین زده می شوند. مقدار بسیار کمی از مس از روده به ارگانیسم برمی گردد گردش خون روده ای یا دوباره جذب می شود.
