铜是人体健康不可缺少的微量营养素,对于血液、中枢神经和免疫系统,头发、皮肤和骨骼组织以及脑子和肝、心等内脏的发育和功能有重要影响。虽然人体内铜含量很少,却至少是20种酶的组成成分,对机体的代谢过程可产生重要作用,促进人体许多功能的正常发挥,被形象地称为人体健康的卫士。

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人体内铜的含量

铜在人体中的含量仅为100-200 mg。其中肝脏含10-15 mg,约占全身总含量的10%。正常人全血铜含量为100 μg%,人体每日用膳食提供的铜量常为2-5 mg,其中约有0.6-1.6 mg 被吸收而维持体内铜代谢平衡。人体的铜含量随着年龄、运动和健康等情况而发生一定变化。

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人体内铜的发现

我国的传统医学中,在中国最早的药物专著《神农本草经》中曾记载有6 种含铜的药物,如空青、白青、曾青等,认为这些矿物药具有延年益寿、养生保健作用,也可以说是中国人最早对铜是人体必需元素的认识。

李时珍一口气列了五个“青”,即空青、层青、绿青、扁青、白青,统一的特点是色青(蓝),实际上是一个东西,现今叫作“蓝铜矿”,或者叫“孔雀石”,主要成分是碳酸铜或碱式碳酸铜。蓝铜矿与孔雀石的区别只是在颜色上有所偏重罢了,蓝铜矿颜色偏蓝,孔雀石颜色偏绿。所谓空青,就是成球形或者中空的蓝铜矿,李时珍的“空言质,青言色,杨梅言似”,抓住了特点。至于李时珍说“空青有金坑、铜坑二种”,恐与考察不仔细有关,古人把“铜”又叫“赤金”,正如李时珍在“赤铜”中“释名”说:“铜与金同,故字从金、同也。”这里的“金坑”,实际还是铜坑。

1874年 哈里斯指出软体动物体内铜具有重要作用;1878年科学家从章鱼血内蛋白质配合物中将铜分离出来,并称该蛋白为血铜蓝蛋白;1928 年哈特报告了大鼠贫血只有在补铁同时补充铜才能得到纠正,故认为铜是哺乳动物的必需元素。

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人体内铜的功能

铜的生理功能主要体现在以下几个方面。

3.1 抗衰老“能手”

自由基对人体的损害是非常明显的,如果体内生成自由基和清除自由基的相互平衡被打破,体内自由基过多,不但会通过脂质过氧化反应损害细胞膜,而且会破坏细胞核的遗传物质,导致细胞死亡,从而加速人体的衰老进程。体内含铜蛋白如金属硫蛋白(MT)、铜锌超氧化物歧化酶(SOD)具有较强的抗氧化作用,能够清除氧自由基,如MT 主要清除羟自由基,SOD 主要清除过氧化氢等。所以古人认为含铜的矿物药具有营养保健作用,这与其中铜锌等金属直接诱导体内MT 合成、提高SOD 酶活性、清除自由基作用有关。

3.2 肿瘤的“克星”

铜元素在机体组织发生癌变过程中还起着抑制作用。

早在1912 年,德国就用一种由铜的氯化物和蛋黄素组成的混合物来治疗患有面部癌的病人。这一治疗的成功说明铜化合物具有抗癌功能。1913 年在利物浦大学进行的研究工作说明:通过向皮下和静脉内注射铜盐和胶体铜可以软化或消除移植在老鼠体内的癌瘤。1930 年,法国的研究工作表明:通过注射胶体铜转移并消除了肿瘤组织。最新研究表明某些癌症病人补铜可以适当地阻止癌细胞的繁衍,缓解病情,加快康复。

3.3 造血的“帮手”

铜与铁的关系极为密切,铜促进铁的吸收、运送和利用。铜促进无机铁转变为有机铁,将三价铁变成两价铁,铜还可以促进血红蛋白—卟啉的合成以及铁由存贮场所进入骨髓。铜也可将三价铁还原为两价铁,因为只有两价铁方能从红细胞膜上的运送铁蛋白受体复合物中释放出来,进入线粒体,得到利用。铜—铁合剂在治疗缺铁性贫血时效果比单独用硫酸铁为好。

3.4 心脏的“卫士”

铜元素在人体内参与多种酶的合成,比如赖氨酰氧化酶、酪氨酸酶。赖氨酰氧化酶通过催化赖氨酰或赖氨酰的氨基氧化、脱氨等一系列生化过程,影响结缔组织弹性蛋白和胶原纤维交联,而弹性蛋白具有促使心脏和血管壁保持弹性的功能。因而机体铜缺乏,容易导致心血管功能异常。对大鼠的试验表明,缺铜会显著升高血浆胆固醇,改变胆固醇与脂蛋白的结合形式,增加动脉粥样硬化的危险。科学家还发现缺铜会引起大鼠的心脏生理发生异常,产生人类冠心病的某些相似病症,这就进一步证实了缺铜与冠心病之间的联系。

3.5 白化病的“克星”

酪氨酸酶是一种单加氧酶,铜缺乏时酪氨酸酶形成困难,酪氨酸经该酶单氧合作用转变为多巴的过程受阻,因而由多巴转变的黑色素减少。缺铜病人由于黑色素不足,常发生毛发脱色症,不能耐受阳光照射,若体内严重缺乏酪氨酸酶则发生白化病。因此适量地补充含铜较高的食品对防止毛发脱色及白化病的发生具有积极意义。

3.6 神经系统的“守卫”

铜还以脑铜蛋白的形式存在于中枢神经系统,所以缺铜会影响脑发育。铜缺乏还会导致脑细胞中的色素氧化酶减少,活力下降,从而使记忆衰退、思维紊乱、反应迟钝,甚至步态不稳、运动失常等。

3.7 增高的“动力”

近几年科学家研究结果表明,人体里的铜元素参与某些酶的构成,能促进骨基质及骨的形成。当缺铜时,影响成骨细胞的活性,主要表现为骨质异常、肢体畸形、骨皮质变薄,甚至可出现自发性骨折。凡摄入足够铜元素的少年,身高都在平均身高以上,而那些低于平均身高的少年,铜的摄入量大都低于标准值。个别矮个少年,铜的摄取量要比高个儿少年低50%-60%。缺铜将使体内某些重要的酶活性降低,还可导致骨骼生成障碍,造成骨质疏松。中医则用铜钱醋淬内服治疗骨折、关节炎等。

3.8 为胎儿发育“保驾”

科学家在利用老鼠进行的研究中发现,铜元素可以帮助未出生的老鼠进行正常的器官和组织发育。西尔勒教授和他的同事在实验中主要对一种名为Ctr1,可以帮助铜元素进入人体细胞的基因进行了研究。Ctr1 基因的主要作用就是帮助铜元素通过细胞表面的隔膜进入细胞内部,由细胞内部的蛋白质负责将铜元素送入具体的细胞器。期间,研究人员将某些老鼠的基因进行了修改,使其缺少Ctr1,结果发现所有老鼠胚胎都在未出世前就死去了。另外,这些老鼠的胚胎较之正常胚胎体积小,而且器官及细胞发育中还存在重大缺陷。据产科医生研究,妇女缺铜就难以受孕,即使受孕也会因缺铜而削弱羊膜的厚度和韧性,导致羊膜早破,引起流产或胎儿感染。

3.9 流感的“天敌”

药物学专家们将普通维生素C 与铜元素结合起来服用来预防“流行性感冒”,收到了良好的效果。实验证明,人体摄入足够的铜,可在侵入人体的流感病毒表面聚集较多的铜离子,从而为维生素攻击流感病毒提供有效的“靶子”。维生素C 与病毒表面的铜离子发生作用,构成一种可以分离的含有活性氧离子的不稳定化合物,促使含有蛋白质的病毒表面发生破裂,进而置病毒于死地。为此,专家将维生素C 与铜元素称为一对防治流感的最佳“搭档”。

3.10 为脂质和糖代谢“护航”

铜对脂质和糖代谢有一定影响,缺铜动物血中胆固醇水平升高,但过量铜又能引起脂质代谢紊乱。铜对血糖的调节也有重要作用。缺铜后葡萄糖耐受量降低,对某些用常规疗法无效的糖尿病患者,用小剂量铜离子治疗,可使血糖降低,病情改善。

铜与人体健康关系密切。人体每天都要摄入各种微量元素,铜是人体不能缺少的金属元素之一。成年人体内,1千克体重中,铜含量大约为1.4 mg～2.1 mg;血液中铜的含量约为1.0 mg～1.5 mg。这一数量虽小,但它对于维持身体健康和器官的正常运行却不可缺少。这是因为铜元素在机体运行中具有特殊的作用。铜是机体内蛋白质和酶的重要组成部分,许多重要的酶需要微量铜的参与和活化。例如,铜可以催化血红蛋白的合成。研究表明,缺铜会导致血浆胆固醇升高,增加动脉粥样硬化的危险,因而是引发冠状动脉心脏病的重要因素。科学家还发现,营养性贫血、白癫风、骨质疏松症、胃癌及食道癌等疾病的产生也都与人体缺铜有关。严重缺铜和长期边缘性缺铜,还会引发小儿发育不良和一些地方病。

由于人体所需的铜主要来源是从饮食中获取的,因而土壤和膳食中铜的含量直接决定人体是否能获得足够的铜。成人每日需铜量约为2 mg,其主要来源为肝脏、硬果类、五谷类等。然而,由于不同地域的自然环境有差异,铜在人类膳食和土壤的分布也有所差别,故只靠膳食补铜是不够的。生活中采用铜制餐具就是一种不错的补铜方式。

而使用“铜水管”也是一个“补铜”的有效途径。世界卫生组织推荐的饮用水含铜量的安全标准为2 mg/L,按这个标准计算,很多自来水中微量铜含量实际上是不够的。如果把“铜水管”应用于城市供水系统中,水中的微量铜含量会有所增加,可补充人类食物中对铜摄入量的不足。英国应用微生物研究中心的研究表明,铜管是有益于公共健康的供水管材。

铜还具有一种大多数金属所没有的杀菌功能,铜水管对于大多数细菌的成长都有抑制作用,生物学研究表明,99%以上的水中细菌进入铜管道5 个小时后会自行死亡。正因如此,在发达国家,许多医疗器械都是铜制的,而在公共场所,像医院、商店、车站、电影院等,黄铜则成为“门把手”的首选材料。

铜水管作为世界上最古老的供水管道,4500年前就在埃及金字塔中得以使用,直至现代,仍以其抑菌抗菌、质地坚硬、耐压性强,即使在高压条件下也不变形,不破裂;铜管性能稳定、耐腐蚀性强,管壁光滑、不易结垢,管内流体阻力小,卫生安全等魅力成为国际通行的高端建筑供水管道的首选。

但由于铜水管的制造成本高,施工技术要求高,长期以来,铜水管在使用和推广上具有一定的局限性。

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