Cobre de R. Borgacci

o que

O que é cobre?

O cobre ("cobre" em inglês) é um elemento químico com o símbolo Cu (do latim "cuprum") e o número atômico 29.

Como o ferro e o zinco, o cobre também é um micronutriente essencial para todos os organismos vivos superiores - o mesmo não acontece com os microrganismos. Implicado acima de tudo nas reações redox e na síntese de proteínas, por exemplo, para a produção de certas enzimas, no organismo humano desempenha um papel fundamental para o estabelecimento do catalisador respiratório biológico citocromo C oxidase - também conhecido como complexo IV, CE 1.9.3.1. O corpo adulto contém 1, 4 a 2, 1 miligramas de cobre por quilo de peso e os tecidos mais ricos são fígado, músculo e parênquima ósseo.

Você sabia disso ...

Nos moluscos e crustáceos, o cobre é um constituinte da hemocianina no pigmento sanguíneo; nesses organismos, desempenha a mesma função que o ferro para a hemoglobina humana e muitos outros vertebrados.

As necessidades nutricionais de cobre para nosso corpo são objetivamente moderadas e não é um fator nutricional que, normalmente, é fácil entrar em déficit; sua deficiência é mais provável se associada a quadros de desnutrição geral. Entre os alimentos mais ricos em cobre, mencionamos: miudezas, moluscos, crustáceos, sementes oleaginosas e germe de sementes amiláceas. Absorção - intestinal - é afetada não só pela sua presença na comida, mas também pela composição geral das refeições - por exemplo, devido à presença de grandes quantidades de ferro, zinco ou agentes quelantes anti-nutricionais. Seu metabolismo pode ser afetado por doenças hereditárias, até mesmo de natureza grave.

Papel biológico

Papel biológico do cobre

O papel biológico do cobre começou com o aparecimento de oxigênio na atmosfera terrestre. O cobre é um elemento traço essencial tanto no reino animal como vegetal, mas não no das bactérias e vírus.

Na natureza, o cobre consiste principalmente de proteínas, como enzimas e transportadores, que desempenham papéis diferentes na catálise e transferência de elétrons biológicos ou oxigênio - processos que exploram a fácil interconversão do cobre tipo I e II - Cu (I) e Cu (II) .

O cobre é essencial na respiração aeróbica de todas as células eucarióticas. Nas mitocôndrias, encontra-se na enzima citocromo C oxidase, a última proteína na fosforilação oxidativa que liga o O2 entre um cobre e um íon ferro, transferindo 8 elétrons para a molécula de O2 e reduzindo-a, devido à conseqüente ligação com o O2. hidrogênio, para duas moléculas de água.

O cobre também é encontrado em muitas enzimas superóxido dismutase, proteínas que catalisam a decomposição de superóxidos, convertendo-os em oxigênio e peróxido de hidrogênio.

aprofundamento

A reação da enzima superóxido dismutase é a seguinte:

Cu2 + -SOD + O2- → Cu + -SOD + O2 (redução de cobre, oxidação de superóxido)

Cu + -SOD + O2- + 2H + → Cu2 + -SOD + H2O2 (oxidação de cobre, redução de superóxido)

A proteína hemocianina é o vetor de oxigênio na maioria dos moluscos e alguns artrópodes, como o pré-histórico crustáceo Limulus polyphemus . Como a hemocianina é azul, esses organismos têm sangue da mesma cor e não vermelho - em vez de nossa hemoglobina baseada em ferro.

Várias proteínas de cobre, como "proteínas de cobre azuis", não interagem diretamente com substratos e não são enzimas . Esses polipeptídeos, ao contrário, transmitem elétrons através do processo chamado " transferência de elétrons ".

metabolismo

Metabolismo do cobre no organismo humano

O cobre é absorvido no intestino e injetado na corrente sanguínea, onde se liga à albumina e é transportado para o fígado. Após o metabolismo hepático, é distribuído para outros tecidos principalmente devido à proteína ceruloplasmina . Este último também transmite o cobre secretado no leite dos mamíferos e é particularmente bem absorvível. Para mais informações, consulte: Ceruloplasmina.

Normalmente, o cobre flui para uma circulação entero - hepática - uma "reciclagem" de cerca de 5 mg / dia - enquanto apenas 1 mg / dia é absorvido com a dieta e expelido. Se necessário, o organismo é capaz de eliminá-lo em excesso através da bílis, que, portanto, não será significativamente reabsorvida pelo intestino.

O corpo humano contém cobre na quantidade de cerca de 1, 4 - 2, 1 mg / kg de peso - especialmente no fígado, músculos e ossos.

dieta

Fonte de cobre IOM

Em 2001, o "Instituto de Medicina dos EUA" (IOM) atualizou as necessidades médias estimadas (EAR) e as dietas recomendadas (RDA) para o cobre. Quando informações suficientes não estão disponíveis para estabelecer EAR e RDA, por exemplo, para recém-nascidos, uma estimativa definida como ingestão adequada (ingestão adequada - IA) é usada.

Ingestão adequada de cobre

AIs de cobre até um ano de idade correspondem a:

200 μg / dia de cobre para machos e fêmeas 0-6 meses
220 μg / dia de cobre para machos e fêmeas de 7-12 meses.

Ração recomendada de cobre na dieta

O RDA para cobre é:

340 μg / dia de cobre para machos e fêmeas de 1-3 anos
440 μg / dia de cobre para machos e fêmeas de 4-8 anos
700 μg / dia de cobre para machos e fêmeas de 9 a 13 anos
890 μg / dia de cobre para machos e fêmeas de 14 a 18 anos
900 μg / dia de cobre para machos e fêmeas de 19 anos ou mais
1000 μg / dia de cobre para mulheres grávidas de 14 a 50 anos
1300 μg / dia de cobre para fêmeas lactantes de 14 a 50 anos.

Níveis superiores toleráveis de ingestão de cobre

No que diz respeito ao nível de segurança, com dados suficientes para estabelecê-los, o IOM também impõe níveis máximos admissíveis de ingestão (UL). No caso do cobre, o UL é fixado em 10 mg / dia.

Nota : coletivamente, EAR, RDA, IA e UL são referidos como Dietary Reference Intakes - DRI.

Requisitos de cobre para a fonte da EFSA

A Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos (EFSA) refere-se ao conjunto coletivo de informações, como Dietary Reference Values (DRV), com o Population Reference Intake (PRI) em vez do RDA e Average Requirement (AR) em vez de EAR. Para mulheres e homens com idade igual ou superior a 18 anos, os IAs são fixados em 1, 3 e 1, 6 mg / dia, respectivamente. AI para gravidez e lactação são 1, 5 mg / dia. Para crianças com idade entre 1 e 17 anos, os IAs aumentam com a idade de 0, 7 para 1, 3 mg / dia - são, portanto, mais altos do que os dos EUA RDAs. A EFSA definiu seu UL em 5 mg / dia, que é metade do valor dos Estados Unidos.

Cobre na etiqueta dos alimentos nos EUA

Para fins de rotulagem de suplementos alimentares e alimentos dietéticos nos Estados Unidos, a quantidade de cobre em uma porção é expressa como uma porcentagem do valor diário (% dia valor -% DV).

100% do DV foi de 2, 0 mg, mas a partir de 27 de maio de 2016 foi revisado para 0, 9 mg para alinhá-lo com a RDA.

comida

Alimentos ricos em cobre

Alimentos ricos em cobre contêm alimentos de origem animal e vegetal. Exemplos típicos são: fígado como alimento, rim ou rim como alimento, ostras, caranguejos, lagosta, cacau, nozes, nozes, amendoim, sementes de girassol e óleo relacionado, gérmen de milho e seu óleo, farelo de trigo ou centeio, feijão, lentilhas, cacau, chocolate etc.

Fontes secundárias: carne, especialmente cordeiro, e algumas frutas, como limões, maçãs, mamão, coco, etc., cogumelos e levedo de cerveja.

O tema é melhor desenvolvido na página: Copper in Foods.

escassez

Sintomas da deficiência nutricional de cobre

Devido ao seu papel em facilitar a absorção de ferro, a deficiência nutricional do cobre pode causar sintomas semelhantes aos da anemia sideropênica, com a possibilidade de:

neutropenia
anomalias ósseas
hipopigmentação
crescimento reduzido
aumento na incidência de infecções
osteoporose
hipertiroidismo
anormalidades no metabolismo da glicose e do colesterol.

Diagnóstico da deficiência nutricional de cobre

A deficiência severa de cobre pode ser encontrada testando os níveis plasmáticos do mineral - ou do cobre sérico - da ceruloplasmina e da superóxido dismutase nos glóbulos vermelhos. Nota : estes parâmetros não são sensíveis à deficiência marginal de cobre na dieta. Alternativamente, a atividade da enzima citocromo c oxidase pode ser usada em leucócitos e plaquetas, mas não está claro se os resultados desse teste fornecem resultados realmente repetíveis.

toxicidade

Toxicidade do cobre alimentar

Observando algumas tentativas de suicídio, verificou-se que quantidades excessivas de cobre - na forma de sais - podem induzir toxicidade aguda, provavelmente devido à oxidação e geração de espécies reativas de oxigênio prejudiciais ao DNA.

Em vários animais de criação, como os coelhos, a quantidade tóxica de sais de cobre é equivalente a 30 mg / kg. Para garantir um crescimento satisfatório, é necessário pelo menos 3 ppm / dia, e 100, 200, 500 ppm, podem influenciar favoravelmente o metabolismo anabólico e, portanto, a taxa de crescimento dos animais.

Em humanos, como regra, é improvável que ocorram casos de toxicidade crônica, graças aos sistemas de transporte que regulam a absorção e a excreção do mineral.

No entanto, mutações autossômicas recessivas em proteínas de transporte de cobre podem desativar esses sistemas, levando à doença de Wilson com acúmulo de cobre - também nos olhos, tipicamente referido como Anéis de Kayser-Fleischer - e cirrose hepática em pessoas que herdaram dois genes defeituosos. Para mais informações sobre medicamentos e tratamento da doença de Wilson leia também o artigo dedicado.

Níveis excessivos de cobre também têm sido associados ao agravamento dos sintomas da doença de Alzheimer.

Toxicidade da exposição ao cobre

Nos Estados Unidos, a Administração de Segurança e Saúde Ocupacional (OSHA) designou um limite de exposição permitido (PEL) para pós de cobre e gases relacionados ao local de trabalho de 1 mg / m3 - média ponderada ao longo do tempo (TWA). O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH) estabeleceu um limite de exposição recomendado (REL) de 1 mg / m3 de TWA. O valor "imediatamente perigoso para a vida e a saúde" (IDLH) é de 100 mg / m3.

O cobre também é um componente da planta do tabaco, que absorve rapidamente metais do solo circundante para acumulá-los nas folhas. Com o tabagismo, além dos constituintes tóxicos da combustão - cuja nocividade é amplamente documentada - também é suspeito um papel potencialmente nocivo desses elementos.

Medicina popular

Cobre na medicina popular

Recentemente, algumas roupas de compressão contendo cobre trançado entraram no mercado. Essas vestimentas teriam indicações terapêuticas promíscuas, combinando a função de compressão sugerida pela medicina convencional para o tratamento de algumas desordens específicas ao "potencial energético" do material estabelecido pela medicina popular.

material

Propriedades e características do cobre como material

Como material, possui propriedades de maciez, maleabilidade, extrema ductilidade e alta condutividade térmica e elétrica. A superfície do cobre puro, dificilmente exposta - portanto ainda não oxidada - tem uma cor vermelho-laranja. O cobre é usado como condutor de calor e eletricidade, como material de construção e como componente de várias ligas, por exemplo, prata usada em jóias, cuproníquel usado na fabricação de metais e moedas marinhas e o constantan usado para medidores de tensão e termopares úteis para medição de temperatura.

aprofundamento

O cobre é um dos poucos metais encontrados na natureza na forma que já pode ser usada - metal nativo. Isto permitiu a sua utilização pelo homem já em 8000 aC Foi o primeiro metal a ser fundido pelo seu mineral (5000 aC), o primeiro a ser impresso (4000 aC) e o primeiro a constituir uma liga intencional com outro metal, estanho, para criar bronze (3500 aC).

No passado - já na época romana - o cobre era amplamente extraído e usado para várias aplicações. Os compostos mais freqüentemente encontrados nos artefatos são os sais de cobre (cobre II ou Cu II), que freqüentemente dão uma cor azul ou verde a minerais como azurita, malaquita e turquesa - amplamente usados como pigmentos. O cobre usado nos edifícios, geralmente como revestimento, é oxidado formando uma pátina esverdeada. O cobre às vezes também é usado na arte decorativa, tanto em sua forma de metal elementar como em outros compostos. Vários produtos de cobre são usados como agentes bacteriostáticos, fungicidas e conservantes de madeira.

Antibiofouling - antibioacumulador

O cobre é um composto bioestático, ou seja, não permite o crescimento de bactérias e muitas outras formas de vida.

É, portanto, um anti - incrustante muito eficaz e, portanto, já no passado, encontrou uso abundante no setor náutico - primeiro em pureza, em seguida em liga de muntz (40% de zinco) ou tinta de cobre. O cobre era necessário para estruturar e revestir componentes e superfícies localizadas abaixo da linha d'água - a estrutura viva do barco - sobre a qual geralmente se desenvolvem algas, mexilhões, gramostins (dentes de cachorro), patelas etc.

Graças à propriedade do "antibioacumulador", as ligas de cobre tornaram-se materiais fundamentais na reticulação na aquicultura; eles também têm excelentes propriedades antimicrobianas, estruturais e de resistência à corrosão.

Cobre antimicrobiano

As superfícies de contato antibacterianas de liga de cobre têm propriedades naturais que destroem uma ampla gama de microrganismos - por exemplo, E. coli O157: H7, Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA), Staphylococcus, Clostridium difficile, influenza A, adenovírus e vários fungos. Limpos regularmente, centenas de ligas de cobre foram mostradas para matar mais de 99, 9% das bactérias patológicas em apenas duas horas. A "Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos" (EPA) aprovou o registro dessas ligas de cobre como "material antimicrobiano com benefícios para a saúde pública", permitindo que os produtores reivindiquem os benefícios. Além disso, a EPA aprovou uma longa lista de produtos antimicrobianos de cobre dessas ligas, como corrimãos, corrimãos, pias, torneiras, maçanetas, ferragens para banheiro, teclados de computador, equipamentos para centros de bem-estar e alças de carrinho de compras. Alças de cobre são usadas em hospitais para reduzir a transferência de patógenos. A bactéria da "Legionella disease" ou " Legionella pneumophila" é suprimida pelo uso de tubos de cobre em sistemas hidráulicos. Produtos de ligas de cobre antimicrobianos são instalados em unidades de saúde nos países: Reino Unido, Irlanda, Japão, Coréia, França, Dinamarca e Brasil, bem como no sistema de transporte metropolitano de Santiago, Chile, onde - entre 2011 e 2014 - em cerca de 30 estações serão instalados os corrimãos em liga de cobre e zinco.

aprofundamento

Chromobacterium violaceum e Pseudomonas fluorescens podem mobilizar cobre sólido como um composto de cianeto.

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