Медь (лат. – Cuprum, Cu) относится к важнейшим для нас микроэлементам. Некоторые еще называют ее «женским» микроэлементом. И причина столь образного названия не только в красивом красно-золотистом блеске. Медь благотворно влияет на женскую репродуктивную систему. Хотя этим ее действие не ограничивается. Без меди  нормальная жизнедеятельность невозможна, и наступает сбой в работе всех органов и систем.

История открытия

Человечеству с древности известны семь металлов. Один из них – медь. А еще были известны семь небесных светил. Наши предки усмотрели в этом некую связь, и сформулировали правило: семь металлов создал свет по числу семи планет.

Покровителем меди считалась планета Венера. Как известно, медь отличается красивым красно-желтым цветом. И именно этот цвет роднит медь с богиней любви и красоты.

 

В качестве прикладного материала медь пришла на смену камню. Этот металл прочный, пластичный,  и хорошо обрабатывается. Поэтому из меди изготавливали орудия труда, предметы быта, украшения.

Еще в глубокой древности существовали рудники, где добывалась медь. Особенно много их было на Кипре. Возможно, этим и обусловлено название меди, Купрум. Позже человек научился делать бронзу, сплав меди и олова. И уж затем на смену меди и бронзе в качестве прикладного материала пришло железо.

 

Свойства

В периодической системе элементов Менделеева медь располагается под № 29 в XI группе IVпериода. Это значит, что на орбитах вокруг ядер атомов меди вращается 29 электронов. В зависимости от конфигурации электронных орбиталей медь имеет переменную валентность I или II, Cu (I), Cu (II).

В редких случаях при некоторых условиях валентность может увеличиваться до V. Атомная масса меди – 64. В природе встречаются изотопы меди с массой 63 и 65.

По прежней классификации IX группу таблицы Менделеева, куда входит медь, называли побочной подгруппой I группы, или подгруппой меди. В подгруппу меди кроме самой меди входят серебро и золото. Все эти три металла неофициально именуют монетными металлами.

Отличительная черта монетных металлов, в т.ч. и меди – высокая теплопроводность и электропроводность. Температура плавления меди составляет 1084,40С, температура кипения – 25670С. Металл довольно тяжел, его плотность – 8,92г/см3.

В природе медь встречается как в свободном виде, так и в виде соединений. Ее одновалентные соединения нестойки, в то время как двухвалентные напротив, достаточно стабильны.

В окислительно-восстановительных реакциях медь выступает в роли слабого восстановителя. Она устойчива к действию воды и слабоконцентрированной соляной кислоты. Однако под действием кислорода на ее поверхности образуется оксидная пленка, которая придает металлу характерный золотистый блеск.

В дальнейшем окись меди в присутствии атмосферной влаги реагирует с находящейся в воздухе окисью углерода. Образуется карбонат меди, который в виде характерного зеленого налета, т.н. патины,  покрывает старые памятники, элементы архитектурных конструкций, и другие медные изделия. Также медь реагирует с некоторыми сильными  неорганическими кислотами, галогеноводородами, оксидами неметаллов. С металлами образует сплавы – бронзу (с оловом), латунь (с цинком), мельхиор (с никелем).

Физиологическое действие

Медь входит в состав различных ферментов. Посредством этих ферментов она регулирует гормональный фон, облегчает всасывание некоторых витаминов, и стимулирует выработку биологически активных соединений. Тем самым медь регулирует обмен веществ. Наличие Cu в физиологических концентрациях позитивно сказывается на состоянии жизненно важных систем органов.

  • Нервная система

Медь входит в состав миелиновой оболочки нервных волокон. Без этой оболочки полноценное проведение электрических импульсов по чувствительным и двигательным нервным волокнам было бы невозможным.

  • Кровь

Что касается кроветворения, эритропоэза (синтеза эритроцитов), то здесь медь по значимости уступает лишь железу.  Хотя в отсутствии меди железо не будет выполнять одну из своих основных физиологических функций, кроветворную. Железо входит в состав гемоглобина эритроцитов. А медь способствует связыванию железа с органическими соединениями, обеспечивающими его транспорт. Кроме того, при участии меди в костном мозге происходит созревание эритроцитов из их предшественников, ретикулоцитов. Таким образом, дефицит меди даже при достаточном поступлении железа будет сопровождаться малокровием.

 
  • Органы дыхания

При участии меди осуществляется синтез цитохромоксидазы. Это т фермент является конечным звеном дыхательной цепи, и обеспечивает тканевое дыхание. Соответственно, медь посредством фермента цитохромоксидазы обеспечивает полноценную  утилизацию кислорода тканями. Металл укрепляет слизистую оболочку бронхов и верхних дыхательных путей.

  • Опорно-двигательный аппарат

Аналогичную с гемоглобином функцию, но только в мышцах, выполняет миоглобин. Этот белок обеспечивает утилизацию кислорода в мышечной ткани, и наряду с другими факторами формирует мышечную силу и выносливость. Образование миоглобина осуществляется при участии меди. Кроме того, Cu вместе с другими факторами обеспечивает синтез коллагена, белка соединительной ткани. Этот белок формирует прочность костей, связок, сухожилий.

  • Сердечно-сосудистая система

Миоглобин содержится не только в скелетных мышцах, но и в миокарде. Поэтому медь косвенно через этот мышечный белок увеличивает  силу сокращений сердца. Тем самым она предотвращает застойную сердечную недостаточность, повышает устойчивость сердечной мышцы к ишемии (недостаточному кровоснабжению), и снижает риск развития инфаркта миокарда.

Наряду со многими другими факторами медь участвует в синтезе другого соединительнотканного белка, эластина. Название эластина говорит само за себя. Эластин в составе сосудистой стенки обеспечивает ее эластичность, и снижает проницаемость для плазмы и форменных элементов. В итоге на внутренней части сосудистой стенки, эндотелии, медленнее формируются атеросклеротические бляшки.

  • Эндокринная система

Медь входит в составе тирозиназы, фермента, обеспечивающего окисление аминокислоты тирозина. Эта аминокислота регулирует гормональную активность щитовидной железы, гипофиза, надпочечников. А еще медь оказывает выраженное гипогликемическое действие – снижает уровень глюкозы в плазме крови. Тем самым она предотвращает развитие сахарного диабета, а при уже развившемся заболевании снижает тяжесть течения и предотвращает осложнения.

Этому же способствует и тот факт, что медь частично устраняет гипергликемическое, повышающее сахар крови, действие адреналина и гормонов щитовидной железы.  А еще медь влияет на выработку половых гормонов. Это ее свойство особенно выражено у женщин. Медь регулирует баланс эстрогенов и прогестерона, обеспечивает физиологическое течение менструального цикла, а в случае оплодотворения – неосложненную беременность и роды. В этой связи медь принято называть «женским» микроэлементом по аналогии с  «мужским» микроэлементом цинком.  

  • Кожа

Тирозин, который синтезируется благодаря меди, участвует в синтезе меланина. Это природный пигмент содержится в волосах и коже. В этой связи бытует мнение, что темноволосые брюнеты в большей степени нуждаются в меди, чем светлокожие блондины. Эластин и коллаген кожи, которые образуются при участии меди, формируют прочность и эластичность кожи, и предотвращают раннее старение. Под действием меди происходит ускоренная регенерация кожи и слизистых оболочек после повреждений и заболеваний.

  • Желудочно-кишечный такт

Медь обеспечивает прочность слизистых оболочек ЖКТ, и повышает их устойчивость к неблагоприятным внешним и внутренним факторам. Этот металл наряду с другими факторами стимулирует секрецию пищеварительных соков в просвет ЖКТ. Тем самым медь способствует всасыванию многих нутриентов (полезных веществ), в т.ч. других минералов, витаминов. Благодаря меди усиливается детоксикационная и белоксинтезирующая функция печени. Наша печень является естественным депо гликогена, и медь тормозит этого полисахарида.

  • Иммунная система

Cu стимулирует синтез не только эритроцитов, но и лейкоцитов. Тем самым медь  позитивно влияет на многие звенья иммунитета. Под  ее действием снижается тяжесть воспалительных процессов. Этот металл угнетает патологические аутоиммунные реакции, которые лежат в основе таких тяжелых заболеваний как ревматизм, системная кранная волчанка, системная склеродермия, и др.

Имеются подтвержденные данные о прямом бактерицидном действии меди. Cu не только уничтожает многие виды болезнетворных бактерий, но и усиливает действие антибиотиков. А еще замечено онкопротекторное действие меди – она предотвращает развитие многих видов злокачественных новообразований. Кроме того, медь – это хороший антиоксидант. Она является кофактором или коферментом супероксиддисмутазы, фермента, нейтрализующего действие свободных радикалов, и угнетающего перекисное окисление липидов.

Именно  с ее антиоксидантными свойствами в значительной степени связано иммуностимулирующее, противовоспалительные и онкопротекторное действие.  У новорожденных медь наряду с другими минералами участвует в закладке органов и систем.

Содержание в организме и суточные нормы

Всего организм взрослого человека содержит 100-250 мг меди. Ее концентрация в биологических материалах и средах составляет:

Среда Концентрация
Плазма крови 0,75-1,3 мг/л
Моча 2-25 мг/л
Волосы 7,5-20 мг/л

 

Суточные нормы поступления зависят от возраста

Категория Суточная норма, мг
Дети 0-6 мес. 0,2
Дети 7-12 мес. 0,22
Дети 1-3 лет 0,34
Дети 4-8 лет 0,44
Дети 9-13 лет 0,7
Подростки и юноши 14-18 лет 0,9
Взрослые мужчины и женщины старше 19 лет 1,5-3,0
Беременные и кормящие 1,5-3,0

 

При поступлении меди в организм взрослого человека менее 1 мг развиваются симптомы дефицита меди. Максимальная суточная доза этого металла составляет 5 мг. Суточное поступление 200-250 мг и выше сопровождается признаками медной интоксикации.

Причины и признаки дефицита

Основные причины дефицита меди:

  • несбалансированное питание, употребление продуктов с низким содержанием этого нутриента
  • болезни ЖКТ, при которых нарушается всасывание меди
  • длительный прием некоторых лекарств, в частности, противовоспалительных средств, кортикостероидов
  • злоупотребление алкоголем.

Дефициту меди способствуют аллергические реакции, многие хронические воспалительные заболевания внутренних органов. При недостаточном содержании этого металла в организме будут отмечаться следующие симптомы:

  • гипохромная анемия из-за нарушения усваивания железа и синтеза гемоглобина, эритроцитов
  • частые простудные заболевания, затрагивающие верхние дыхательные пути, бронхолегочную систему
  • атеросклероз сосудов, ишемическая болезнь сердца, сердечная недостаточность
  • ожирение
  • снижение прочности и эластичности кожи, витилиго, кожная сыпь, признаки раннего старения в виде выпадения волос, морщинистой кожи
  • остеопороз, частые переломы
  • аллергические реакции
  • снижение физической работоспособности
  • снижение умственной работоспособности, быстрая утомляемость, эмоциональная подавленность
  • ожирение
  • пищеварительные расстройства, диарея
  • гипотиреоз – снижение функции щитовидной железы
  • у женщин – замедленное половое созревание в подростковом периоде, в последующем – нарушения менструального цикла, неудовлетворительное либидо, бесплодие.

У детей нехватка меди может формироваться на фоне низкого иммунитета, частых простудных заболеваний, неудовлетворительного питания. При этом отмечается замедление роста, физического и психического развития.

Хотя дефицит меди может формироваться еще во внутриутробном периоде на фоне осложненного течения беременности, инфекционных заболеваний в этот период. При этом часто возникает респираторный дистресс-синдром новорожденных или болезнь гиалиновых мембран. Данное патологическое состояние характеризуется недостаточной выработкой сурфактанта – вещества, увеличивающего силу поверхностного натяжения, и обеспечивающего расправление легочной ткани с первым криком после рождения.

Вследствие этого развивается дыхательная недостаточность, требующая интенсивной терапии.

У взрослых при дефиците меди повышается риск таких заболеваний, как бронхиальная астма, инфаркт миокарда, сахарный диабет, псориаз, рассеянный склероз.

Источники поступления

Медь содержится во многих продуктах растительного и животного происхождения.

 

Содержание меди в 100 г пищевых продуктов

Продукт Содержание, мг/100 г
Треска 0,15
Печень трески 12,5
Печень говяжья 3,8
Сердце говяжье 0,5
Говядина 0,18
Печень свиная 3,7
Свинина 0,2
Баранина 0,21
Конина 0,18
Кальмары 1,5
Фундук 1,83
Горох 0,75
Макароны 0,70
Шампиньоны 0,28
Пшеничные отруби 0,9
Гречка 1,1
Финики 0,36
Ежевика 0,16
Вишня 0,1
Малина 0,09
Фасоль 0,09
Семечки подсолнечника 1,8
Грецкие орехи 1,6
Кедровые орехи 1,13
Арахис 1,1
Чеснок 0,29
Укроп 0,78
Петрушка 0,14

 

Термическая обработка практически не влияет на содержание меди  пищевых продуктах.

Синтетические аналоги

Медь входит в состав многочисленных мультивитаминных комплексов (Витрум, Квадевит, Олиговит) и биодобавок (Био-медь, Аспарагинат меди, и др.). Эти препараты используют как вспомогательные средства в профилактике и лечении иммунных и эндокринных нарушений, анемий, а также как общеукрепляющие средства для повышения умственной и физической работоспособности.

Соли меди, сульфат и цитрат, нашли широкое применение в качестве антисептических средств. Сульфат меди в виде глазных капель, растворов для местного лечения,  используют при глазных заболеваниях, витилиго, воспалительных поражениях кожи, а также при уретритах и вагинитах.  Цитрат меди (лимоннокислая медь) также используется в офтальмологической практике.

Метаболизм

Большая часть меди, поступившей в составе пищевых продуктов, всасывается в желудке,  в меньшей степени всасывание осуществляется в различных отделах тонкого кишечника – в 12-перстной, тощей и подвздошной кишке. На процесс всасывания влияет качество пищи – оно ухудшается при большом количестве белков в пище. Фитиновая кислота в составе зерновых, бобовых культур и орехов образует с медью нерастворимые комплексы, что тоже негативно отображается на всасывании.

В целом у взрослого человека всасывается около 30% пищевой меди. У беременных этот показатель равен 50%.  Соединения Cu (II)всасываются намного лучше, чем соединения Cu (I). Поступившая в летки слизистых желудка и кишечника медь связывается с белком металлотионеином. Этот белок связывает не только медь, но и другие металлы: цинк, кадмий, серебро, ртуть. Поэтому данные металлы конкурируют с медью за всасывание.

В крови медь освобождается от металлотионеина, и связывается с белками (сывороточным альбумином, транскупреином), а также с некоторыми аминокислотами (глутамином, треонином, гистидином). Но количество меди, связанной с этими соединениями, относительно невелико. Значительную часть Cu связывает белок церулоплазмин. В основном церулоплазмин синтезируется печенью, и в меньшей степени – тканевыми макрофагами и лимфоцитами крови. Одна молекула церулоплазмина способна присоединять 6-8 молекул меди.

В плазме крови содержится не более 3% от  общего количества меди. Остальное находится в тканях. Тканевое распределение меди неравномерно. Больше всего ее содержится в печени и в костном мозге, куда онf попадает в первую очередь, а также в головном мозге, в миокарде, в скелетных мышцах, в почках, и в надпочечниках.

При этом печень, головной мозг, и надпочечники выступают в роли естественного депо меди. В этих структурах происходит ее накопление, а затем расход по мере необходимости. Значительная часть меди в комплексе с другими органическими соединениями выводится через  кишечник, и лишь небольшая часть – с мочой и потом.

Взаимодействие с другими веществами

Под действием меди ухудшается усваивание вит. А, С, Е, В2, В5, В12, цинка и кобальта. В малом количестве медь улучшает усваивание железа, а в большом – наоборот, угнетает его. В свою очередь, цинк и молибден вызывают дефицит меди. Но небольшие количества кобальта, железа, могут способствовать усваиванию меди.

В то же время при сочетании меди  с цинком отмечается взаимное усиление эффектов этих металлов. На этом основано действие комбинированного препарата Цимед (цинк + медь). Медь хорошо сочетается с вит. В6. Усвоение меди замедляют: марганец, кадмий, вит. С, а также танины, антациды, алкоголь. Синтетические глюкокортикоиды, оральные контрацептивы усиленно выводят из организма медь.

Признаки избытка

Избыточное поступление меди в организм в большинстве случаев связано с производственными вредностями, с работой на предприятиях по добыче и обработке этого металла.  Систематический контакт с медной посудой может служить причиной отравления. Правда, эта причина отмечается очень редко. Еще один фактор медной интоксикации: бесконтрольное использование медьсодержащих добавок.

Избыток меди сопровождается большими негативными последствиями для организма, чем ее дефицит. При этом отмечаются следующие симптомы:

  • снижение умственной работоспособности, депрессия, нервозность, расстройства сна
  • головные боли
  • судорожный синдром
  • снижение мышечной силы, мышечные боли
  • медная лихорадка, сопровождающаяся ознобом, повышением температуры, усиленным потоотделением
  • пищеварительные расстройства
  • бледность кожи, выпадение волос
  • нарушение функции почек, печени.

При контакте с пылью, содержащей медь, отмечаются явления токсического ринита, фарингита и конъюнктивита с першением в горле, кашлем, слезотечением и выделением носовой слизи.

В редких случаях отравление медью имеет не приобретенный, а врожденный характер. Это болезнь Коновалова-Вильсона (гепатоцеребральная дистрофия, медная болезнь).  В основе данного заболевания – генетическая хромосомная аномалия. Из-за этой аномалии нарушается синтез белка, обеспечивающего связывание меди церулоплазмином.

Синтез церулоплазмина при этом также нарушен, а выделение меди с желчью затруднено. В итоге церулоплазмин связывает лишь ограниченное количество меди. Несвязанная медь скапливается в печени, поступает в системный кровоток, и откладывается в головном мозге, в глазах, в костях, в других органах и тканях. Заболевание проявляется уже в раннем детстве, протекает тяжело, прогрессирует, и требует постоянного специфического лечения.