ทองแดง

ทองแดง เป็นองค์ประกอบทางเคมีและเป็นหนึ่งในโลหะทรานซิชัน มันเกิดขึ้นเป็นองค์ประกอบติดตามในสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยา ที่นั่นทำหน้าที่สำคัญในฐานะปัจจัยร่วมใน metalloenzymes

ทองแดงคืออะไร

ทองแดงเป็นธาตุที่สำคัญในสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยาในฐานะปัจจัยร่วมจึงเป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์ที่สำคัญ โดยธรรมชาติทองแดงมักเกิดเป็นแร่ทองแดงร่วมกับเหล็กหรือเดี่ยว ๆ เป็นคอปเปอร์ซัลไฟด์ ในสถานะของแข็งมันเป็นโลหะหนักที่ทำปฏิกิริยาได้เล็กน้อย

มันเป็นหนึ่งในโลหะกึ่งมีค่า ทองแดงเป็นโลหะบริสุทธิ์มีสีแดงสด ชั้นของการกัดกร่อนค่อยๆเกิดขึ้นบนพื้นผิวซึ่งจะเปลี่ยนจากสีน้ำตาลแดงเป็นสีเขียวอมฟ้า มันมีความหมายที่แตกต่างกันภายในสิ่งมีชีวิต สำหรับแบคทีเรียหลายชนิดทองแดงเป็นพิษเนื่องจากสามารถสร้างสารประกอบเชิงซ้อนที่มีกลุ่มโปรตีนไธออล นอกจากนี้ยังทำปฏิกิริยากับลิพิดในเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อสร้างเปอร์ออกไซด์ดังนั้นจึงมีหน้าที่ในการก่อตัวของอนุมูลอิสระ อย่างไรก็ตามยังสนับสนุนเอนไซม์หลายชนิดในปฏิกิริยาที่สำคัญ การเผาผลาญของเหล็กและทองแดงเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิด

โรคขาดทองแดงนั้นหายากมากเนื่องจากความต้องการของทองแดงสามารถปกคลุมได้ดีจากอาหาร ความเข้มข้นของทองแดงที่มากเกินไปในร่างกายมีผลร้ายแรงกว่า ความผิดปกติของการเผาผลาญทองแดงโดยกรรมพันธุ์คือโรค Wilson และ Menkes syndrome

ฟังก์ชันเอฟเฟกต์และงาน

ทองแดงมีความสำคัญอย่างยิ่งในฐานะองค์ประกอบติดตามในสิ่งมีชีวิตของมนุษย์ ในฐานะที่เป็นปัจจัยร่วมจึงส่งเสริมการทำงานของ metalloenzymes หลายชนิด ทองแดงส่วนใหญ่จับกับ ceruloplasmin โปรตีนขนส่ง

Ceruloplasmin มีหน้าที่ในการใช้ออกซิเจนและการขนส่งอิเล็กตรอน ใช้ทั้งการขนส่งและการทำงานของเอนไซม์ เอนไซม์มีส่วนสำคัญในการเผาผลาญธาตุเหล็ก มันออกซิไดซ์เหล็กดิวาเลนต์ที่ผูกกับเฟอร์ริตินกับเหล็กไตรวาเลนต์ซึ่งสามารถจับกับทรานสเฟอร์ริตินได้ ดังนั้นเหล็กจึงถูกถ่ายโอนจากรูปแบบการจัดเก็บไปยังแบบฟอร์มการขนส่งและมีไว้สำหรับการขนส่งออกซิเจน เพื่อให้สามารถทำหน้าที่นี้ได้ ceruloplasmin ต้องใช้ทองแดงเป็นปัจจัยร่วม เซรูโลพลาสมินยังสามารถออกซิไดซ์ไดอะมีนอร์อิพิเนฟรินเมลาโทนินและเซโรโทนิน

นอกเหนือจากการระดมเหล็กทองแดงร่วมกับเอนไซม์แล้วยังมีหน้าที่ในการสร้างชั้นเยื่อไมอีลินรอบเส้นประสาทการเผาผลาญโปรตีนการเจริญเติบโตของเซลล์และการสังเคราะห์เมลามีน มันถูกดูดซึมจากอาหารในลำไส้เก็บไว้ในตับจากที่นั่นไปผูกกับเซรูโลพลาสมินหรือขับออกมาอีกครั้งทางน้ำดี ตับเก็บทองแดงไว้ประมาณ 10 ถึง 15 มิลลิกรัม นอกจากนี้ทองแดงยังเป็นส่วนประกอบสำคัญของโมโนเอมีนออกซิเดสหรือไซโตโครมออกซิเดส โมโนเอมีนออกซิเดสเร่งการสลายโมโนเอมีนเช่นนอร์ดรีนาลีนอะดรีนาลีนหรือโดปามีน ไซโตโครมออกซิเดสมีหน้าที่ในห่วงโซ่ทางเดินหายใจไมโตคอนเดรีย

การศึกษาการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม

สิ่งมีชีวิตของมนุษย์ขึ้นอยู่กับการจัดหาทองแดงผ่านอาหาร ส่วนใหญ่พบในธัญพืชตับผักถั่วและช็อกโกแลต แต่ทองแดงก็มีอยู่ในอาหารอื่น ๆ เช่นกัน ปริมาณทองแดงต่อวันของมนุษย์อยู่ที่ประมาณ 2.5 มก. ในจำนวนนี้ 0.5 ถึง 2 มิลลิกรัมจะถูกดูดซึม

ทองแดง 10 ถึง 15 มิลลิกรัมยังคงถูกเก็บไว้ในตับ ระดับทองแดงในเลือดของผู้ใหญ่อยู่ที่ประมาณ 74 ถึง 131 ไมโครกรัมต่อเดซิลิตร ทองแดงมากถึง 60 ไมโครกรัมจะถูกขับออกทางปัสสาวะทุกวัน การขาดทองแดงไม่น่าเป็นไปได้มากเนื่องจากความต้องการต่ำและความพร้อมใช้งานทุกวัน

โรคและความผิดปกติ

ความเจ็บป่วยร้ายแรงอาจเกิดขึ้นได้กับทองแดง การขาดทองแดงนั้นหายากมาก มักจะมีส่วนเกิน ทองแดงเป็นพิษในความเข้มข้นสูง อย่างไรก็ตามก่อนอื่นควรกล่าวถึงข้อบกพร่องที่เป็นไปได้

การขาดทองแดงเนื่องจากการรับประทานอาหารที่ไม่ดีนั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย มีอยู่ในอาหารเพียงพอและความต้องการไม่สูงมาก อย่างไรก็ตามการจัดหาสังกะสีหรือโมลิบดีนัมที่เพิ่มขึ้นสามารถเพิ่มการขับออกของทองแดงเพื่อให้เกิดความต้องการที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามสาเหตุหลักของการขาดทองแดงคือ malabsorption ซึ่งอาจเกิดจากโรคในลำไส้ที่ร้ายแรงเช่นโรค celiac โรค Crohn หรือลำไส้ใหญ่อักเสบเป็นแผล อาการขาดสารโดยทั่วไป ได้แก่ โรคโลหิตจางระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอความผิดปกติของระบบประสาทความผิดปกติของเม็ดสีของผิวหนังโรคกระดูกพรุนหรือเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่อ่อนแอ อย่างไรก็ตามนอกเหนือจากการขาดทองแดงแล้วยังมีการขาดสารอาหารธาตุแร่ธาตุหรือวิตามินโดยทั่วไป

การขาดทองแดงที่แยกได้นั้นคาดว่าจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อรับประทานอาหารเสริมสังกะสีเป็นเวลานานหรือให้สารอาหารเทียมเป็นเวลานาน การให้ทองแดงเกินขนาดนั้นร้ายแรงกว่ามาก ทองแดงเป็นพิษต่อร่างกายในกรณีที่มีสินค้าล้นตลาดนอกจากนี้ยังมีทองแดงอิสระซึ่งก่อตัวเป็นอนุมูลอิสระทันที สิ่งนี้นำไปสู่ความเสียหายของเซลล์ ทองแดงมากถึง 5 มิลลิกรัมต่อวันไม่เป็นอันตราย อย่างไรก็ตามหากการบริโภคสูงกว่าค่านี้อาจเกิดพิษได้ ภาชนะที่มีทองแดงซึ่งเครื่องดื่มหรืออาหารที่มีฤทธิ์เป็นกรดถูกเก็บไว้เป็นเวลานานจะละลายช้าและปล่อยทองแดงลงในอาหาร นอกจากนี้ยังสามารถทำให้เกิดพิษได้

พิษจากทองแดงจะปรากฏในอาการปวดท้องอาเจียนและท้องร่วง บางครั้งพวกเขาก็จบชีวิตลงด้วย โดยส่วนใหญ่แล้วทองแดงส่วนเกินจะถูกขับออกมา อย่างไรก็ตามมีสองโรคทางพันธุกรรมของการเผาผลาญทองแดง เหล่านี้คือโรค Wilson และ Menkes syndrome โรค Wilson เป็นโรคที่เก็บทองแดงการขับออกของทองแดงทางน้ำดีจะถูกรบกวน ทองแดงสะสมในตับและนำไปสู่โรคตับแข็งในที่สุด ใน Menkes syndrome การดูดซึมของทองแดงผ่านลำไส้จะถูกรบกวน