Cobre en la salud - Copper in health
El cobre es un oligoelemento esencial que es vital para la salud de todos los seres vivos (humanos, plantas, animales y microorganismos ). En los seres humanos, el cobre es fundamental para el correcto funcionamiento de los órganos y los procesos metabólicos . El cuerpo humano tiene complejos mecanismos homeostáticos que intentan asegurar un suministro constante de cobre disponible, al tiempo que eliminan el exceso de cobre cuando esto ocurre. Sin embargo, como todos los elementos y nutrientes esenciales, una ingesta nutricional excesiva o insuficiente de cobre puede resultar en una condición correspondiente de exceso o deficiencia de cobre en el cuerpo, cada uno de los cuales tiene su propio conjunto único de efectos adversos para la salud.
Varias agencias de salud de todo el mundo han establecido estándares dietéticos diarios para el cobre. Los estándares adoptados por algunas naciones recomiendan diferentes niveles de ingesta de cobre para adultos, mujeres embarazadas, bebés y niños, que corresponden a las diferentes necesidades de cobre durante las diferentes etapas de la vida.
Beber de recipientes de cobre
Los indios han estado usando recipientes de cobre para almacenar agua potable desde la antigüedad, debido a sus propiedades antimicrobianas y ayuda en la digestión; esto ahora también está respaldado por estudios de investigación. Es fundamental limpiar periódicamente el recipiente en el que se almacena el agua, para evitar la oxidación. Normalmente, se utilizan botellas de cobre o recipientes de almacenamiento.
Niveles óptimos de cobre
La deficiencia y toxicidad de cobre pueden ser de origen genético o no genético. El estudio de las enfermedades genéticas del cobre , que son el foco de una intensa actividad de investigación internacional, ha arrojado luz sobre cómo los cuerpos humanos usan el cobre y por qué es importante como micronutriente esencial . Los estudios también han dado como resultado tratamientos exitosos para las condiciones genéticas de exceso de cobre, lo que empodera a los pacientes cuyas vidas alguna vez estuvieron en peligro.
Investigadores especializados en los campos de microbiología , toxicología , nutrición y evaluaciones de riesgos para la salud están trabajando juntos para definir los niveles precisos de cobre que se requieren para la esencialidad, evitando al mismo tiempo ingestas de cobre deficientes o excesivas. Se espera que los resultados de estos estudios se utilicen para ajustar los programas gubernamentales de recomendaciones dietéticas que están diseñados para ayudar a proteger la salud pública.
Esencialidad
El cobre es un oligoelemento esencial (es decir, un micronutriente ) necesario para la salud de las plantas, los animales y las personas. También es necesario para el funcionamiento normal de microorganismos aeróbicos (que requieren oxígeno) .
El cobre se incorpora a una variedad de proteínas y metaloenzimas que realizan funciones metabólicas esenciales; el micronutriente es necesario para el crecimiento, desarrollo y mantenimiento adecuados de los huesos, el tejido conectivo , el cerebro, el corazón y muchos otros órganos del cuerpo. El cobre participa en la formación de glóbulos rojos , la absorción y utilización del hierro, el metabolismo del colesterol y la glucosa , y la síntesis y liberación de proteínas y enzimas que sustentan la vida . Estas enzimas a su vez producen energía celular y regulan la transmisión nerviosa, la coagulación sanguínea y el transporte de oxígeno.
El cobre estimula el sistema inmunológico para combatir las infecciones , reparar los tejidos lesionados y promover la curación. El cobre también ayuda a neutralizar los " radicales libres ", que pueden causar graves daños a las células.
La esencialidad del cobre se descubrió por primera vez en 1928, cuando se demostró que las ratas alimentadas con una dieta láctea deficiente en cobre no podían producir suficientes glóbulos rojos. La anemia se corrigió mediante la adición de cenizas que contienen cobre de origen vegetal o animal.
Como oligoelemento esencial, varias agencias de salud gubernamentales de todo el mundo han recomendado los requerimientos dietéticos diarios de cobre.
Fetos, bebés y niños
El cobre es esencial para el crecimiento y desarrollo normal de los fetos , bebés y niños humanos . El feto humano acumula cobre rápidamente en su hígado durante el tercer trimestre del embarazo. Al nacer, un bebé sano tiene cuatro veces la concentración de cobre que un adulto adulto. La leche materna es relativamente baja en cobre y las reservas de hígado del recién nacido disminuyen rápidamente después del nacimiento, lo que suministra cobre al cuerpo de rápido crecimiento durante el período de lactancia . Estos suministros son necesarios para llevar a cabo funciones metabólicas como la respiración celular , el pigmento de melanina y la síntesis de tejido conjuntivo, el metabolismo del hierro, la defensa de los radicales libres, la expresión genética y el funcionamiento normal del corazón y el sistema inmunológico de los bebés.
Los bebés tienen mecanismos bioquímicos especiales para manejar adecuadamente el cobre en sus cuerpos mientras se desarrollan y maduran mecanismos permanentes de por vida.
La deficiencia severa de cobre en las madres embarazadas aumenta el riesgo de problemas de salud en sus fetos y bebés. Los efectos sobre la salud observados incluyen bajo peso al nacer, debilidad muscular y problemas neurológicos . Sin embargo, las deficiencias de cobre en mujeres embarazadas se pueden evitar con una dieta equilibrada .
Dado que la disponibilidad de cobre en el cuerpo se ve obstaculizada por un exceso de ingesta de hierro y zinc , las mujeres embarazadas a las que se les receten suplementos de hierro para tratar la anemia o suplementos de zinc para tratar los resfriados deben consultar a los médicos para asegurarse de que los suplementos prenatales que puedan estar tomando también tengan un valor nutricional significativo. cantidades de cobre.
Cuando se amamanta a los recién nacidos, el hígado de los bebés y la leche materna de las madres proporcionan cantidades suficientes de cobre durante los primeros 4 a 6 meses de vida. Cuando se desteta a los bebés, una dieta equilibrada debe proporcionar fuentes adecuadas de cobre.
La leche de vaca y algunas fórmulas para lactantes de más edad se reducen en cobre. La mayoría de las fórmulas ahora están fortificadas con cobre para evitar su agotamiento.
La mayoría de los niños bien alimentados tienen una ingesta adecuada de cobre. Los niños con problemas de salud, incluidos los prematuros, desnutridos , de bajo peso al nacer, que padecen infecciones y que experimentan un rápido crecimiento acelerado , tienen un riesgo elevado de sufrir deficiencias de cobre. Afortunadamente, el diagnóstico de deficiencia de cobre en los niños es claro y confiable una vez que se sospecha la afección. Los suplementos bajo la supervisión de un médico generalmente facilitan una recuperación completa.
Homeostasis
El cobre se absorbe, transporta, distribuye, almacena y excreta en el organismo de acuerdo con complejos procesos homeostáticos que aseguran un aporte constante y suficiente del micronutriente y al mismo tiempo evitan niveles excesivos. Si se ingiere una cantidad insuficiente de cobre durante un período corto de tiempo, las reservas de cobre en el hígado se agotarán. Si este agotamiento continúa, puede desarrollarse una condición de deficiencia de cobre para la salud. Si se ingiere demasiado cobre, puede producirse una condición excesiva. Ambas condiciones, la deficiencia y el exceso, pueden provocar lesiones y enfermedades en los tejidos. Sin embargo, debido a la regulación homeostática, el cuerpo humano es capaz de equilibrar una amplia gama de ingestas de cobre para las necesidades de las personas sanas.
Se conocen muchos aspectos de la homeostasis del cobre a nivel molecular. La esencialidad del cobre se debe a su capacidad para actuar como donante o aceptor de electrones a medida que su estado de oxidación fluye entre Cu 1+ ( cuproso ) y Cu 2+ ( cúprico ). Como componente de aproximadamente una docena de cuproenzimas, el cobre participa en reacciones redox clave (es decir, oxidación-reducción) en procesos metabólicos esenciales como la respiración mitocondrial , síntesis de melanina y entrecruzamiento de colágeno . El cobre es una parte integral de la enzima antioxidante superóxido dismutasa cobre-zinc y tiene un papel en la homeostasis del hierro como cofactor en la ceruloplasmina. A continuación se resume una lista de algunas enzimas clave que contienen cobre y sus funciones:
| Enzimas | Función |
|---|---|
| Aminas oxidasas | Grupo de enzimas que oxidan aminas primarias (p. Ej., Tiramina, histidina y polilaminas) |
| Ceruloplasmina ( ferroxidasa I) | Oxidasa de cobre múltiple en plasma, esencial para el transporte de hierro |
| Citocromo c oxidasa | Enzima oxidasa terminal en la cadena respiratoria mitocondrial, involucrada en el transporte de electrones |
| Dopamina beta-hidroxilasa | Involucrado en el metabolismo de las catecolaminas , cataliza la conversión de dopamina en norepinefrina |
| Hefestina | Ferroxidasa de cobre múltiple , involucrada en el transporte de hierro a través de la mucosa intestinal hacia la circulación portal |
| Lisil oxidasa | Reticulación de colágeno y elastina |
| Monooxigenasa alfa-amidante de peptidilglicina (PAM) | Enzima multifunción involucrada en la maduración y modificación de neuropéptidos clave (p. Ej., Neurotransmisores , péptidos neuroendocrinos ) |
| Superóxido dismutasa (Cu, Zn) | Enzima intracelular y extracelular involucrada en la defensa contra especies reactivas de oxígeno (p. Ej., Destrucción de radicales superóxido ) |
| Tirosinasa | Enzima que cataliza la producción de melanina y otros pigmentos. |
El transporte y metabolismo del cobre en organismos vivos es actualmente objeto de mucha investigación activa. El transporte de cobre a nivel celular implica el movimiento de cobre extracelular a través de la membrana celular y hacia el interior de la célula mediante transportadores especializados. En el torrente sanguíneo, el cobre es transportado por todo el cuerpo por la albúmina , la ceruloplasmina y otras proteínas. La mayor parte del cobre en sangre (o cobre sérico) se une a la ceruloplasmina. La proporción de cobre unido a ceruloplasmina puede variar de 70 a 95% y difiere entre individuos, dependiendo, por ejemplo, del ciclo hormonal, la estación y el estado del cobre. El cobre intracelular se dirige a los sitios de síntesis de enzimas que requieren cobre y a los orgánulos mediante proteínas especializadas llamadas metalochaperonas . Otro conjunto de estos transportadores transporta el cobre a los compartimentos subcelulares. Existen ciertos mecanismos para liberar cobre de la célula. Los transportadores especializados devuelven el exceso de cobre no almacenado al hígado para almacenamiento adicional y / o excreción biliar . Estos mecanismos aseguran que es poco probable que exista cobre iónico tóxico libre libre en la mayoría de la población (es decir, aquellos sin defectos genéticos del metabolismo del cobre).
El cobre es importado a las células a través de la pared celular por la proteína de transporte de la membrana plasmática conocida como Transportador de Cobre 1 o Ctr1. Ctr1 se une rápidamente a las proteínas chaperonas de cobre intracelulares. Atox1 entrega cobre a la vía secretora y se acopla con ATPasa ATP7B transportadora de cobre en el hígado o ATP7A en otras células. ATP7B dirige el cobre a la ceruloplasmina plasmática oa la excreción biliar junto con una chaperona recién descubierta, Murr1, la proteína que falta en la toxicosis canina por cobre. ATP7A dirige el cobre dentro de la red trans-Golgi a las proteínas dopamina beta-monooxigenasa , peptidilglicina alfa-amidación monooxigenasa , lisil oxidasa y tirosinasa , dependiendo del tipo de célula. CCS es la chaperona de cobre de la superóxido dismutasa de Cu / Zn que protege las células contra las especies reactivas de oxígeno; entrega cobre en el citoplasma y el espacio intermitocondrial. Cox17 entrega cobre a las mitocondrias a la citocromo c oxidasa a través de las chaperonas Cox11, Sco1 y Sco2. Pueden existir otras chaperonas de cobre y podrían incluir metalotioneína y proteína precursora amiloide (APP). Los estudios genéticos y nutricionales han ilustrado la naturaleza esencial de estas proteínas de unión al cobre.
Absorción
En los mamíferos, el cobre se absorbe en el estómago y el intestino delgado, aunque parece haber diferencias entre las especies con respecto al sitio de máxima absorción. El cobre se absorbe en el estómago y el duodeno en ratas y en la parte inferior del intestino delgado en hámsteres. Los seres humanos no conocen el lugar de máxima absorción de cobre, pero se supone que es el estómago y el intestino superior debido a la rápida aparición de 64 Cu en el plasma después de la administración oral.
La absorción de cobre varía del 15 al 97%, según el contenido de cobre, la forma del cobre y la composición de la dieta.
Varios factores influyen en la absorción de cobre. Por ejemplo, la absorción de cobre aumenta con la ingestión de proteína animal , citrato y fosfato . Las sales de cobre, incluido el gluconato de cobre , el acetato de cobre o el sulfato de cobre , se absorben más fácilmente que los óxidos de cobre . Los niveles elevados de zinc en la dieta , así como el cadmio , la alta ingesta de fitato y azúcares simples ( fructosa , sacarosa ) inhiben la absorción de cobre en la dieta. Además, los niveles bajos de cobre en la dieta inhiben la absorción de hierro.
Algunas formas de cobre no son solubles en los ácidos del estómago y no pueden absorberse en el estómago o el intestino delgado. Además, algunos alimentos pueden contener fibra no digerible que se une al cobre. Las altas ingestas de zinc pueden disminuir significativamente la absorción de cobre. Las ingestas extremas de vitamina C o hierro también pueden afectar la absorción de cobre, recordándonos el hecho de que los micronutrientes deben consumirse como una mezcla equilibrada. Ésta es una de las razones por las que no se recomiendan ingestas extremas de un solo micronutriente. Es posible que las personas con problemas digestivos crónicos no puedan absorber cantidades suficientes de cobre, a pesar de que los alimentos que consumen son ricos en cobre.
Se han identificado varios transportadores de cobre que pueden mover el cobre a través de las membranas celulares. Pueden existir otros transportadores intestinales de cobre. La captación intestinal de cobre puede ser catalizada por Ctr1. Ctr1 se expresa en todos los tipos de células investigados hasta ahora, incluidos los enterocitos, y cataliza el transporte de Cu + 1 a través de la membrana celular.
El exceso de cobre (así como otros iones de metales pesados como zinc o cadmio) puede estar ligado por metalotioneína y secuestrado dentro de vesículas intracelulares de enterocitos (es decir, células predominantes en la mucosa del intestino delgado).
Distribución
El cobre liberado de las células intestinales se mueve hacia los capilares serosos (es decir, el revestimiento de la membrana delgada) donde se une a la albúmina , el glutatión y los aminoácidos en la sangre portal. También hay evidencia de una pequeña proteína, la transcupreína , con un papel específico en el transporte de cobre en plasma. Varias o todas estas moléculas de unión al cobre pueden participar en el transporte de cobre en suero. El cobre de la circulación portal es absorbido principalmente por el hígado. Una vez en el hígado, el cobre se incorpora a proteínas que lo requieren, que posteriormente se secretan a la sangre. La mayor parte del cobre (70 - 95%) excretado por el hígado se incorpora a la ceruloplasmina , el principal transportador de cobre en la sangre. El cobre se transporta a los tejidos extrahepáticos por la ceruloplasmina , la albúmina y los aminoácidos , o se excreta en la bilis . Al regular la liberación de cobre, el hígado ejerce un control homeostático sobre el cobre extrahepático.
Excreción
La bilis es la vía principal para la excreción de cobre y es de vital importancia en el control de los niveles de cobre en el hígado. La mayor parte del cobre fecal se debe a la excreción biliar; el resto se deriva del cobre no absorbido y del cobre de las células mucosas descamadas.
| Rango de dosis | Ingestas diarias aproximadas | Los resultados de salud |
|---|---|---|
| Muerte | ||
| Gran disfunción y alteración del metabolismo de otros nutrientes; hepático
"desintoxicación" y homeostasis abrumados |
||
| Tóxico | > 5,0 mg / kg de peso corporal | Inducido por metalotioneína gastrointestinal (posibles efectos diferentes de los efectos agudos y crónicos)
exposición) |
| 100 μg / kg de peso corporal | Se mantiene la meseta de absorción; Los mecanismos homeostáticos regulan la absorción de cobre. | |
| Adecuado | 34 μg / kg de peso corporal | Homeostasis del efecto de captación, secuestro y excreción hepática; captación de cobre dependiente de glutatión; unión a metalotioneína; y excreción lisosomal de cobre |
| 11 μg / kg de peso corporal | Excreción biliar y captación gastrointestinal normales | |
| 9 μg / kg de peso corporal | Depósito (s) hepático reducido; conservación del cobre endógeno; gastrointestinal
absorción aumentada |
|
| Deficiente | 8,5 μg / kg de peso corporal | Balance de cobre negativo |
| 5,2 μg / kg de peso corporal | Se reducen los defectos funcionales, como las actividades de lisil oxidasa y superóxido dismutasa; alteración del metabolismo del sustrato | |
| 2 μg / kg de peso corporal | Piscinas periféricas interrumpidas; disfunción grave y alteración del metabolismo de otros
nutrientes; muerte |
Recomendaciones dietéticas
Varias organizaciones nacionales e internacionales que se ocupan de la nutrición y la salud tienen normas para la ingesta de cobre en niveles que se consideran adecuados para mantener una buena salud. Estos estándares se cambian y actualizan periódicamente a medida que se dispone de nuevos datos científicos. Los estándares a veces difieren entre países y organizaciones.
Adultos
La Organización Mundial de la Salud recomienda una ingesta mínima aceptable de aproximadamente 1,3 mg / día. Estos valores se consideran adecuados y seguros para la mayoría de la población en general. En América del Norte, el Instituto de Medicina de EE. UU. (IOM) estableció la cantidad diaria recomendada (RDA) de cobre para hombres y mujeres adultos sanos en 0,9 mg / día. En cuanto a la seguridad, el IOM también establece niveles máximos de ingesta tolerable (UL) para vitaminas y minerales cuando la evidencia es suficiente. En el caso del cobre, el UL se establece en 10 mg / día. La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria revisó la misma pregunta de seguridad y estableció su UL en 5 mg / día.
Adolescentes, niños y bebés
La Organización Mundial de la Salud no ha desarrollado ingestas diarias mínimas para estos grupos de edad. En América del Norte, las dosis diarias recomendadas son las siguientes: 0,34 mg / día para niños de 1 a 3 años; 0,44 mg / día durante 4 a 8 años; 0,7 mg / día durante 9 a 13 años; y 0,89 mg / día durante 14 a 18 años. Los UL son: 1 mg / día para niños de 1 a 3 años; 3 mg / día durante 4-8 años; 5 mg / día durante 9 a 13 años; y 8 mg / día durante 14 a 18 años.
Los bebés nacidos a término y prematuros son más sensibles a la deficiencia de cobre que los adultos. Dado que el feto acumula cobre durante los últimos 3 meses de embarazo, los bebés que nacen prematuramente no han tenido tiempo suficiente para almacenar reservas adecuadas de cobre en el hígado y, por lo tanto, requieren más cobre al nacer que los bebés a término.
Para los bebés nacidos a término, la ingesta adecuada y segura recomendada en América del Norte es de aproximadamente 0,2 mg / día. Para los bebés prematuros, es considerablemente más alto: 1 mg / día. La Organización Mundial de la Salud ha recomendado ingestas mínimas adecuadas similares y aconseja que los bebés prematuros reciban fórmula suplementada con cobre adicional para prevenir el desarrollo de deficiencia de cobre.
Mujeres embarazadas y lactantes
En América del Norte, el IOM ha establecido la dosis diaria recomendada para el embarazo en 1.0 mg / día y para la lactancia en 1.3 mg / día. La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) se refiere al conjunto colectivo de información como Valores de Referencia Dietéticos, con Ingesta de Referencia de Población (PRI) en lugar de RDA. El PRI para el embarazo es de 1,6 mg / día, para la lactancia 1,6 mg / día, más alto que las RDA de EE. UU.
Fuentes de comida
El cobre es un oligoelemento esencial que el cuerpo humano no puede formar. Debe ingerirse de fuentes dietéticas.
Los alimentos aportan prácticamente todo el cobre que consumen los seres humanos. Las mejores fuentes dietéticas incluyen mariscos (especialmente mariscos ), vísceras (p. Ej., Hígado), cereales integrales , legumbres (p. Ej., Frijoles y lentejas ) y chocolate . Los frutos secos, incluidos los cacahuetes y las nueces , son especialmente ricos en cobre, al igual que los cereales como el trigo y el centeno , y varias frutas, como los limones y las pasas . Otras fuentes de alimentos que contienen cobre incluyen cereales , papas , guisantes , carnes rojas , champiñones , algunas verduras de hoja verde oscuro (como la col rizada ) y frutas ( cocos , papaya y manzanas ). El té , el arroz y el pollo son relativamente bajos en cobre, pero pueden proporcionar una cantidad razonable de cobre cuando se consumen en cantidades significativas.
Comer una dieta equilibrada con una variedad de alimentos de diferentes grupos de alimentos es la mejor manera de evitar la deficiencia de cobre. Tanto en países desarrollados como en desarrollo, los adultos, niños pequeños y adolescentes que consumen dietas de cereales, mijo , tubérculos o arroz junto con legumbres (frijoles) o pequeñas cantidades de pescado o carne, algunas frutas y verduras y algo de aceite vegetal son es probable que obtengan el cobre adecuado si su consumo total de alimentos es adecuado en calorías. En los países desarrollados donde el consumo de carne roja es elevado, también es probable que la ingesta de cobre sea adecuada.
Como elemento natural en la corteza terrestre, el cobre existe en la mayor parte del agua superficial y subterránea del mundo, aunque la concentración real de cobre en las aguas naturales varía geográficamente. El agua potable puede comprender entre el 20 y el 25% del cobre dietético.
En muchas regiones del mundo, los tubos de cobre que transportan el agua potable pueden ser una fuente de cobre dietético. El tubo de cobre puede lixiviar una pequeña cantidad de cobre, particularmente en su primer o segundo año de servicio. Posteriormente, generalmente se forma una superficie protectora en el interior de los tubos de cobre que retarda la lixiviación.
En Francia y algunos otros países, los cuencos de cobre se utilizan tradicionalmente para batir la clara de huevo , ya que el cobre ayuda a estabilizar las uniones en la clara mientras se bate y se bate. Es posible que pequeñas cantidades de cobre se filtren del recipiente durante el proceso y entren en la clara de huevo.
Suplementacion
Los suplementos de cobre pueden prevenir la deficiencia de cobre. Los suplementos de cobre no son medicamentos recetados y están disponibles en tiendas de vitaminas y hierbas, supermercados y minoristas en línea. Las diferentes formas de suplementación con cobre tienen diferentes tasas de absorción. Por ejemplo, la absorción de cobre de los suplementos de óxido cúprico es menor que la del gluconato , sulfato o carbonato de cobre .
Por lo general, no se recomienda la suplementación para adultos sanos que consumen una dieta bien equilibrada que incluye una amplia variedad de alimentos. Sin embargo, la suplementación bajo el cuidado de un médico puede ser necesaria para bebés prematuros o aquellos con bajo peso al nacer, bebés alimentados con fórmula no fortificada o leche de vaca durante el primer año de vida y niños pequeños desnutridos. Los médicos pueden considerar la administración de suplementos de cobre para 1) enfermedades que reducen la digestión (p. Ej., Niños con diarrea o infecciones frecuentes ; alcohólicos ), 2) consumo insuficiente de alimentos (p. Ej., Ancianos , enfermos , personas con trastornos alimentarios o que siguen dietas), 3) pacientes que toman medicamentos que bloquean el uso de cobre en el cuerpo, 4) pacientes con anemia que son tratados con suplementos de hierro, 5) cualquier persona que tome suplementos de zinc y 6) aquellos que padecen osteoporosis .
Muchos suplementos vitamínicos populares incluyen el cobre como pequeñas moléculas inorgánicas, como el óxido cúprico. Estos suplementos pueden producir un exceso de cobre libre en el cerebro, ya que el cobre puede atravesar la barrera hematoencefálica directamente. Normalmente, el cobre orgánico en los alimentos es procesado primero por el hígado, lo que mantiene bajo control los niveles de cobre libre.
Deficiencia de cobre y condiciones de salud excesivas (no genéticas)
Si se ingieren cantidades insuficientes de cobre, las reservas de cobre en el hígado se agotarán y una deficiencia de cobre provocará enfermedades o lesiones tisulares (y, en casos extremos, la muerte). La toxicidad por deficiencia de cobre se puede tratar con una dieta equilibrada o con suplementos bajo la supervisión de un médico. Por el contrario, como todas las sustancias, la ingesta excesiva de cobre a niveles muy por encima de los límites de la Organización Mundial de la Salud puede volverse tóxica. La toxicidad aguda del cobre generalmente se asocia con la ingestión accidental. Estos síntomas disminuyen cuando ya no se ingiere la fuente de alimento con alto contenido de cobre.
En 1996, el Programa Internacional de Seguridad Química, una agencia asociada a la Organización Mundial de la Salud, declaró que "existe un mayor riesgo de efectos en la salud por la deficiencia de la ingesta de cobre que por la ingesta excesiva de cobre". Esta conclusión se confirmó en estudios recientes de exposición de múltiples rutas.
Las condiciones de salud de la deficiencia de cobre no genética y el exceso de cobre se describen a continuación.
Deficiencia de cobre
Hay informes contradictorios sobre el alcance de la deficiencia en los EE. UU. Una revisión indica que aproximadamente el 25% de los adolescentes, adultos y personas mayores de 65 años no cumplen con la cantidad diaria recomendada de cobre. Otra fuente afirma menos común: una encuesta federal de consumo de alimentos determinó que para mujeres y hombres mayores de 19 años, el consumo promedio de alimentos y bebidas fue de 1,11 y 1,54 mg / día, respectivamente. Para las mujeres, el 10% consumió menos del Requerimiento Promedio Estimado, para los hombres menos del 3%.
La deficiencia de cobre adquirida se ha implicado recientemente en la mieloneuropatía progresiva de inicio en la edad adulta y en el desarrollo de trastornos sanguíneos graves, incluido el síndrome mielodisplásico . Afortunadamente, la deficiencia de cobre puede confirmarse por concentraciones muy bajas de metal sérico y ceruloplasmina en sangre.
Otras afecciones relacionadas con la deficiencia de cobre incluyen osteoporosis , osteoartritis , artritis reumatoide , enfermedades cardiovasculares, cáncer de colon y afecciones crónicas que involucran huesos, tejido conectivo, corazón y vasos sanguíneos. sistema nervioso y sistema inmunológico. La deficiencia de cobre altera el papel de otros constituyentes celulares involucrados en las actividades antioxidantes, como el hierro, el selenio y el glutatión , y por lo tanto juega un papel importante en enfermedades en las que el estrés oxidativo es elevado. Una deficiencia marginal, es decir, "leve" de cobre, que se cree que está más extendida de lo que se pensaba anteriormente, puede dañar la salud humana de manera sutil.
Las poblaciones susceptibles a la deficiencia de cobre incluyen aquellas con defectos genéticos de la enfermedad de Menkes , bebés de bajo peso al nacer, bebés alimentados con leche de vaca en lugar de leche materna o fórmula fortificada, madres embarazadas y lactantes, pacientes que reciben nutrición parenteral total , personas con "síndrome de malabsorción" (absorción dietética alterada), diabéticos , personas con enfermedades crónicas que provocan una baja ingesta de alimentos, como alcohólicos y personas con trastornos alimentarios. Los ancianos y los atletas también pueden tener un mayor riesgo de deficiencia de cobre debido a necesidades especiales que aumentan los requerimientos diarios. Los vegetarianos pueden haber disminuido la ingesta de cobre debido al consumo de alimentos vegetales en los que la biodisponibilidad del cobre es baja. Los fetos y los bebés de mujeres con deficiencia grave de cobre tienen un mayor riesgo de bajo peso al nacer, debilidad muscular y problemas neurológicos. Las deficiencias de cobre en estas poblaciones pueden provocar anemia, anomalías óseas, deterioro del crecimiento, aumento de peso, infecciones frecuentes (resfriados, gripe, neumonía), mala coordinación motora y poca energía.
Exceso de cobre
El exceso de cobre es un tema de mucha investigación actual. Han surgido distinciones a partir de estudios en los que los factores de exceso de cobre son diferentes en poblaciones normales frente a aquellas con mayor susceptibilidad a los efectos adversos y aquellas con enfermedades genéticas raras. Esto ha dado lugar a declaraciones de organizaciones sanitarias que podrían resultar confusas para los desinformados. Por ejemplo, según un informe del Instituto de Medicina de EE. UU., Los niveles de ingesta de cobre para un porcentaje significativo de la población son más bajos que los niveles recomendados. Por otro lado, el Consejo Nacional de Investigación de EE. UU . Concluyó en su informe Cobre en el agua potable que existe preocupación por la toxicidad del cobre en poblaciones susceptibles y recomendó que se realicen investigaciones adicionales para identificar y caracterizar las poblaciones sensibles al cobre.
La ingesta excesiva de cobre causa malestar estomacal, náuseas y diarrea y puede provocar lesiones y enfermedades en los tejidos.
El potencial de oxidación del cobre puede ser responsable de parte de su toxicidad en casos de ingestión excesiva. A altas concentraciones, se sabe que el cobre produce daño oxidativo en los sistemas biológicos, incluida la peroxidación de lípidos u otras macromoléculas .
Si bien la causa y la progresión de la enfermedad de Alzheimer no se comprenden bien, las investigaciones indican que, entre otras observaciones clave, el hierro , el aluminio y el cobre se acumulan en el cerebro de los pacientes con Alzheimer. Sin embargo, aún no se sabe si esta acumulación es una causa o una consecuencia de la enfermedad.
Se han realizado investigaciones durante las últimas dos décadas para determinar si el cobre es un agente causal o preventivo de la enfermedad de Alzheimer. Por ejemplo, como posible agente causal o expresión de una alteración de la homeostasis de un metal , los estudios indican que el cobre puede desempeñar un papel en el aumento del crecimiento de grupos de proteínas en los cerebros de la enfermedad de Alzheimer, posiblemente al dañar una molécula que elimina la acumulación tóxica de beta amiloide. (Aβ) en el cerebro. Existe una asociación entre una dieta rica en cobre y hierro junto con grasas saturadas y la enfermedad de Alzheimer. Por otro lado, los estudios también demuestran las posibles funciones beneficiosas del cobre en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer en lugar de causarla. Por ejemplo, se ha demostrado que el cobre 1) promueve el procesamiento no amiloidogénico de la proteína precursora beta amiloide ( APP ), lo que reduce la producción de beta amiloide (Aβ) en los sistemas de cultivo celular 2) aumenta la vida útil y disminuye la producción de amiloide soluble en ratones transgénicos APP y 3) niveles más bajos de Aβ en el líquido cefalorraquídeo en pacientes con enfermedad de Alzheimer.
Además, el tratamiento con cobre a largo plazo (ingesta oral de 8 mg de cobre (Cu- (II) -orotato-dihidrato)) se excluyó como factor de riesgo para la enfermedad de Alzheimer en un ensayo clínico destacado en humanos y un papel potencialmente beneficioso del cobre en La enfermedad de Alzheimer se ha demostrado en los niveles de Aβ42 en el líquido cefalorraquídeo, un péptido tóxico y biomarcador de la enfermedad. Se necesita más investigación para comprender las alteraciones de la homeostasis de los metales en los pacientes con enfermedad de Alzheimer y cómo abordar estas alteraciones de forma terapéutica. Dado que este experimento utilizó Cu- (II) -orotato-dihidrato, no se relaciona con los efectos del óxido cúprico en los suplementos.
Toxicidad del cobre por exposición excesiva
En los seres humanos, el hígado es el principal órgano de toxicidad inducida por el cobre. Otros órganos diana son los huesos y los sistemas nervioso e inmunológico central. La ingesta excesiva de cobre también induce toxicidad indirectamente al interactuar con otros nutrientes. Por ejemplo, la ingesta excesiva de cobre produce anemia al interferir con el transporte y / o el metabolismo del hierro.
La identificación de trastornos genéticos del metabolismo del cobre que conducen a una toxicidad grave del cobre (es decir, enfermedad de Wilson ) ha estimulado la investigación de la genética molecular y la biología de la homeostasis del cobre (para obtener más información, consulte la siguiente sección sobre enfermedades genéticas del cobre). Se ha prestado mucha atención a las posibles consecuencias de la toxicidad del cobre en poblaciones normales y potencialmente susceptibles. Las subpoblaciones potencialmente susceptibles incluyen pacientes en hemodiálisis e individuos con enfermedad hepática crónica. Recientemente, se expresó preocupación sobre la posible sensibilidad a la enfermedad hepática de individuos que son portadores heterocigotos de defectos genéticos de la enfermedad de Wilson (es decir, aquellos que tienen un gen de ATPasa de cobre Wilson normal y uno mutado) pero que no tienen la enfermedad (que requiere defectos en ambos genes relevantes). Sin embargo, hasta la fecha, no hay datos disponibles que apoyen o refuten esta hipótesis.
Exposiciones agudas
En informes de casos de humanos que ingirieron intencional o accidentalmente altas concentraciones de sales de cobre (las dosis generalmente no se conocen, pero se informa que son de 20 a 70 gramos de cobre), se observó una progresión de los síntomas que incluyen dolor abdominal, dolor de cabeza, náuseas, mareos, vómitos y diarrea. , taquicardia , dificultad respiratoria, anemia hemolítica , hematuria , hemorragia digestiva masiva, insuficiencia hepática y renal y muerte.
Los episodios de malestar gastrointestinal agudo después de la ingestión única o repetida de agua potable que contiene niveles elevados de cobre (generalmente por encima de 3 a 6 mg / L) se caracterizan por náuseas, vómitos e irritación del estómago. Estos síntomas se resuelven cuando se reduce el cobre en la fuente de agua potable.
Se llevaron a cabo tres estudios experimentales que demuestran un umbral para el malestar gastrointestinal agudo de aproximadamente 4 a 5 mg / L en adultos sanos, aunque no está claro a partir de estos hallazgos si los síntomas se deben a los efectos agudamente irritantes del cobre y / oa los amargos metálicos. , sabor salado. En un estudio experimental con adultos sanos, el umbral de sabor promedio para el sulfato de cobre y el cloruro en el agua del grifo, agua desionizada o agua mineral fue de 2.5 a 3.5 mg / L. Esto está justo por debajo del umbral experimental para el malestar gastrointestinal agudo.
Exposiciones crónicas
La toxicidad a largo plazo del cobre no se ha estudiado bien en humanos, pero es poco frecuente en poblaciones normales que no tienen un defecto hereditario en la homeostasis del cobre.
Hay poca evidencia que indique que la exposición humana crónica al cobre tenga como resultado efectos sistémicos distintos de la lesión hepática. Se informó una intoxicación crónica por cobre que provocó insuficiencia hepática en un varón adulto joven sin susceptibilidad genética conocida que consumió de 30 a 60 mg / d de cobre como suplemento mineral durante 3 años. Las personas que residen en hogares estadounidenses que reciben agua del grifo que contiene> 3 mg / L de cobre no presentan efectos adversos para la salud.
No se han observado efectos de la suplementación con cobre sobre las enzimas hepáticas séricas, los biomarcadores de estrés oxidativo y otros criterios de valoración bioquímicos en voluntarios humanos jóvenes sanos que recibieron dosis diarias de 6 a 10 mg / d de cobre durante un máximo de 12 semanas. Los lactantes de 3 a 12 meses que consumieron agua que contenía 2 mg de Cu / L durante 9 meses no difirieron de un grupo de control concurrente en los síntomas del tracto gastrointestinal (TGI), la tasa de crecimiento, la morbilidad, las enzimas hepáticas séricas y los niveles de bilirrubina y otros criterios de valoración bioquímicos .) La ceruloplasmina sérica se elevó transitoriamente en el grupo de lactantes expuestos a los 9 meses y similar a los controles a los 12 meses, lo que sugiere una adaptación homeostática y / o maduración de la respuesta homeostática.
La exposición dérmica no se ha asociado con toxicidad sistémica, pero los informes anecdóticos de respuestas alérgicas pueden ser una sensibilización al níquel y una reacción cruzada con el cobre o una irritación de la piel por el cobre. Los trabajadores expuestos a altos niveles de cobre en el aire (lo que resulta en una ingesta estimada de 200 mg Cu / d) desarrollaron signos que sugerían toxicidad por cobre (p. Ej., Niveles elevados de cobre en suero, hepatomegalia). Sin embargo, otras exposiciones concurrentes a agentes pesticidas o en la minería y la fundición pueden contribuir a estos efectos. Los efectos de la inhalación de cobre están siendo investigados a fondo por un programa patrocinado por la industria sobre el aire en el lugar de trabajo y la seguridad de los trabajadores. Se espera que este esfuerzo de investigación de varios años finalice en 2011.
Medidas de estado elevado de cobre
Aunque varios indicadores son útiles para diagnosticar la deficiencia de cobre, no existen biomarcadores confiables del exceso de cobre resultante de la ingesta dietética. El indicador más confiable del estado de exceso de cobre es la concentración de cobre en el hígado. Sin embargo, la medición de este punto final en humanos es intrusiva y generalmente no se realiza, excepto en casos de sospecha de intoxicación por cobre. Los niveles elevados de cobre o ceruolplasmina en suero no se asocian de manera confiable con la toxicidad del cobre, ya que los aumentos en las concentraciones pueden ser inducidos por inflamación, infección, enfermedad, neoplasias malignas, embarazo y otros factores de estrés biológico. Los niveles de enzimas que contienen cobre, como citocromo c oxidasa, superóxido dismutasa y diaminasa oxidasa, varían no solo en respuesta al estado del cobre, sino también en respuesta a una variedad de otros factores fisiológicos y bioquímicos y, por lo tanto, son marcadores inconsistentes del estado de exceso de cobre. .
En los últimos años ha surgido un nuevo biomarcador candidato para el exceso y la deficiencia de cobre. Este marcador potencial es una proteína acompañante, que entrega cobre a la proteína antioxidante SOD1 (cobre, superóxido dismutasa de zinc). Se llama "chaperona de cobre para SOD1" (CCS), y excelentes datos en animales apoyan su uso como marcador en células accesibles (p. Ej., Eritrocitos ) para la deficiencia y el exceso de cobre. Actualmente, el CCS se está probando como biomarcador en humanos.
Enfermedades metabólicas hereditarias del cobre
Varias enfermedades genéticas raras (enfermedad de Wilson , enfermedad de Menkes , toxicosis idiopática por cobre, cirrosis infantil india ) están asociadas con la utilización inadecuada del cobre en el cuerpo. Todas estas enfermedades involucran mutaciones de genes que contienen los códigos genéticos para la producción de proteínas específicas involucradas en la absorción y distribución del cobre. Cuando estas proteínas son disfuncionales, el cobre se acumula en el hígado o el cuerpo no lo absorbe.
Estas enfermedades se heredan y no se pueden adquirir. El ajuste de los niveles de cobre en la dieta o el agua potable no curará estas afecciones (aunque hay terapias disponibles para controlar los síntomas de la enfermedad genética por exceso de cobre).
El estudio de las enfermedades genéticas del metabolismo del cobre y sus proteínas asociadas está permitiendo a los científicos comprender cómo los cuerpos humanos usan el cobre y por qué es importante como micronutriente esencial.
Las enfermedades surgen de defectos en dos bombas de cobre similares, la Menke y la Wilson Cu-ATPasas. La ATPasa de Menkes se expresa en tejidos como los fibroblastos que forman la piel, los riñones, la placenta, el cerebro, el intestino y el sistema vascular, mientras que la ATPasa de Wilson se expresa principalmente en el hígado, pero también en las glándulas mamarias y posiblemente en otros tejidos especializados. Este conocimiento está llevando a los científicos hacia posibles curas para las enfermedades genéticas del cobre.
Enfermedad de menkes
La enfermedad de Menkes , una condición genética de la deficiencia de cobre, fue descrita por primera vez por John Menkes en 1962. Es un trastorno poco común ligado al cromosoma X que afecta aproximadamente a 1 / 200,000 nacidos vivos, principalmente niños. Los hígados de los pacientes con enfermedad de Menkes no pueden absorber el cobre esencial necesario para que los pacientes sobrevivan. La muerte suele ocurrir en la primera infancia: la mayoría de las personas afectadas mueren antes de los 10 años, aunque varios pacientes han sobrevivido hasta la adolescencia y los 20 años.
La proteína producida por el gen de Menkes es responsable de transportar cobre a través de la mucosa del tracto gastrointestinal (GIT) y la barrera hematoencefálica . Los defectos mutacionales en el gen que codifica la ATPasa de cobre hacen que el cobre quede atrapado en el revestimiento del intestino delgado. Por lo tanto, el cobre no puede bombearse desde las células intestinales hacia la sangre para su transporte al hígado y, en consecuencia, al resto del cuerpo. Por tanto, la enfermedad se asemeja a una deficiencia nutricional grave de cobre a pesar de la ingestión adecuada de cobre.
Los síntomas de la enfermedad incluyen cabello áspero, quebradizo, despigmentado y otros problemas neonatales, incluida la incapacidad para controlar la temperatura corporal, retraso mental, defectos esqueléticos y crecimiento anormal del tejido conectivo.
Los pacientes de Menkes exhiben anomalías neurológicas graves, aparentemente debido a la falta de varias enzimas dependientes de cobre necesarias para el desarrollo del cerebro, incluida la actividad reducida de la citocromo c oxidasa. El cabello quebradizo y rizado hipopigmentado de apariencia acerada se debe a una deficiencia en una cuproenzima no identificada. La actividad reducida de la lisil oxidasa da como resultado una polimerización defectuosa de colágeno y elastina y las correspondientes anomalías del tejido conjuntivo que incluyen aneurismas aórticos , piel flácida y huesos frágiles.
Con un diagnóstico y tratamiento precoces que consisten en inyecciones diarias de histidina de cobre por vía intraperitoneal e intratecal en el sistema nervioso central, se pueden evitar algunos de los problemas neurológicos graves y prolongar la supervivencia. Sin embargo, los pacientes con enfermedad de Menkes conservan trastornos óseos y del tejido conjuntivo anormales y muestran retraso mental de leve a severo. Incluso con un diagnóstico y tratamiento tempranos, la enfermedad de Menkes suele ser mortal.
La investigación en curso sobre la enfermedad de Menkes está conduciendo a una mayor comprensión de la homeostasis del cobre, los mecanismos bioquímicos involucrados en la enfermedad y las posibles formas de tratarla. Las investigaciones sobre el transporte de cobre a través de la barrera hematoencefálica, que se basan en estudios de ratones genéticamente alterados, están diseñadas para ayudar a los investigadores a comprender la causa fundamental de la deficiencia de cobre en la enfermedad de Menkes. La composición genética de los " ratones transgénicos " se modifica de manera que ayuda a los investigadores a obtener nuevas perspectivas sobre la deficiencia de cobre. La investigación hasta la fecha ha sido valiosa: los genes se pueden "apagar" gradualmente para explorar diversos grados de deficiencia.
Los investigadores también han demostrado en tubos de ensayo que se puede reparar el ADN dañado en las células de un paciente de Menkes. Con el tiempo, se podrán encontrar los procedimientos necesarios para reparar genes dañados en el cuerpo humano.
Enfermedad de Wilson
La enfermedad de Wilson es un trastorno genético autosómico recesivo raro ( cromosoma 13 ) del transporte de cobre que hace que se acumule un exceso de cobre en el hígado. Esto resulta en toxicidad hepática, entre otros síntomas. La enfermedad ahora es tratable.
La enfermedad de Wilson se produce por defectos mutacionales de una proteína que transporta el cobre desde el hígado a la bilis para su excreción. La enfermedad implica una incorporación deficiente de cobre en la ceruloplasmina y una excreción biliar de cobre alterada y suele ser inducida por mutaciones que alteran la función de la ATPasa de cobre de Wilson. Estas mutaciones genéticas producen toxicosis por cobre por acumulación excesiva de cobre, predominantemente en hígado y cerebro y, en menor medida, en riñones, ojos y otros órganos.
La enfermedad, que afecta aproximadamente a 1 / 30.000 bebés de ambos sexos, puede volverse clínicamente evidente en cualquier momento desde la infancia hasta la adultez temprana. La edad de aparición de la enfermedad de Wilson varía entre los 3 y los 50 años. Los síntomas iniciales incluyen trastornos hepáticos , neurológicos o psiquiátricos y, en raras ocasiones, sintomatología renal , esquelética o endocrina . La enfermedad progresa con ictericia cada vez más profunda y el desarrollo de encefalopatía , anomalías graves de la coagulación, ocasionalmente asociadas con coagulación intravascular y enfermedad renal crónica avanzada . Se hace evidente un tipo peculiar de temblor en las extremidades superiores, lentitud de movimiento y cambios de temperamento. Los anillos de Kayser-Fleischer , una decoloración marrón oxidado en los bordes externos del iris debido a la deposición de cobre que se observa en el 90% de los pacientes, se hacen evidentes a medida que el cobre comienza a acumularse y afecta el sistema nervioso.
Casi siempre, la muerte ocurre si la enfermedad no se trata. Afortunadamente, la identificación de las mutaciones en el gen de la ATPasa de Wilson que subyacen a la mayoría de los casos de enfermedad de Wilson ha hecho posible las pruebas de ADN para el diagnóstico.
Si se diagnostica y trata a tiempo, los pacientes con enfermedad de Wilson pueden vivir una vida larga y productiva. La enfermedad de Wilson se maneja con terapia de quelación de cobre con D-penicilamina (que recoge y se une al cobre y permite a los pacientes excretar el exceso de cobre acumulado en el hígado), terapia con sulfato de zinc o acetato de zinc y una ingesta dietética restrictiva de metales, como la eliminación. de chocolate, ostras y champiñones. La terapia con zinc es ahora el tratamiento de elección. El zinc produce un bloqueo de la mucosa al inducir la metalotioneína, que se une al cobre en las células de la mucosa hasta que se desprenden y se eliminan en las heces. y compite con el cobre por la absorción en el intestino por DMT1 (transportador de metales divalentes 1). Más recientemente, los tratamientos experimentales con tetratiomolibdato mostraron resultados prometedores. El tetratiomolibdato parece ser una forma excelente de tratamiento inicial en pacientes que presentan síntomas neurológicos. A diferencia del tratamiento con penicilamina, el tratamiento inicial con tetratiomolibdato rara vez permite un deterioro neurológico adicional, a menudo irreversible.
Se han descrito más de 100 defectos genéticos diferentes que conducen a la enfermedad de Wilson y están disponibles en Internet en [1] . Algunas de las mutaciones tienen agrupaciones geográficas.
Muchos pacientes de Wilson portan diferentes mutaciones en cada cromosoma 13 (es decir, son heterocigotos compuestos ). Incluso en individuos homocigotos para una mutación, el inicio y la gravedad de la enfermedad pueden variar. Los individuos homocigotos para mutaciones graves (p. Ej., Los que truncan la proteína) tienen un inicio de la enfermedad más temprano. La gravedad de la enfermedad también puede estar en función de factores ambientales, incluida la cantidad de cobre en la dieta o la variabilidad en la función de otras proteínas que influyen en la homeostasis del cobre.
Se ha sugerido que los portadores heterocigotos de la mutación del gen de la enfermedad de Wilson pueden ser potencialmente más susceptibles a una ingesta elevada de cobre que la población general. Se ha estimado una frecuencia heterocigótica de 1/90 personas en la población general. Sin embargo, no hay evidencia que respalde esta especulación. Además, una revisión de los datos sobre enfermedades autosómicas recesivas de un solo alélico en humanos no sugiere que los portadores heterocigotos probablemente se vean afectados negativamente por su estado genético alterado.
Otras enfermedades en las que parecen estar implicadas anomalías en el metabolismo del cobre incluyen la cirrosis infantil india (ICC), la toxicosis tirolesa por cobre endémica (ETIC) y la toxicosis idiopática por cobre (ICT), también conocida como cirrosis infantil no india. Las TIC son una enfermedad genética reconocida a principios del siglo XX principalmente en la región tirolesa de Austria y en la región de Pune en la India .
ICC, ICT y ETIC son síndromes de la infancia que son similares en su aparente etiología y presentación. Ambos parecen tener un componente genético y una contribución de la ingesta elevada de cobre.
En los casos de ICC, la ingesta elevada de cobre se debe al calentamiento y / o almacenamiento de la leche en recipientes de cobre o latón. Los casos de TIC, por otro lado, se deben a concentraciones elevadas de cobre en los suministros de agua. Aunque las exposiciones a concentraciones elevadas de cobre se encuentran comúnmente en ambas enfermedades, algunos casos parecen desarrollarse en niños que son amamantados exclusivamente o que reciben solo niveles bajos de cobre en el suministro de agua. La hipótesis que prevalece actualmente es que las TIC se deben a una lesión genética que da como resultado un metabolismo de cobre alterado combinado con una alta ingesta de cobre. Esta hipótesis fue apoyada por la frecuencia de ocurrencia de la consanguinidad parental en la mayoría de estos casos, la cual está ausente en áreas con niveles elevados de cobre en el agua potable y en las que estos síndromes no ocurren.
Las TIC parecen estar desapareciendo como resultado de una mayor diversidad genética dentro de las poblaciones afectadas junto con programas educativos para garantizar que se utilicen utensilios de cocina enlatados en lugar de que las ollas y sartenes de cobre estén directamente expuestos a los alimentos cocidos. La preponderancia de casos de cirrosis infantil temprana identificados en Alemania durante un período de 10 años no se asoció ni con fuentes externas de cobre ni con concentraciones elevadas de metales en el hígado. En la actualidad, solo surgen casos esporádicos y espontáneos de TIC.
Cáncer
Se ha investigado el papel del cobre en la angiogénesis asociada con diferentes tipos de cánceres. Se está investigando un quelante de cobre, el tetratiomolibdato , que agota las reservas de cobre en el cuerpo, como agente antiangiogénico en ensayos piloto y clínicos. El fármaco puede inhibir la angiogénesis tumoral en el carcinoma hepatocelular , mesotelioma pleural , cáncer colorrectal , carcinoma de células escamosas de cabeza y cuello , cáncer de mama y cáncer de riñón . El complejo de cobre de un derivado sintético de salicilaldehído pirazol hidrazona (SPH) indujo la apoptosis de las células endoteliales umbilicales humanas (HUVEC) y mostró un efecto anti-angiogénesis in vitro.
Se ha descubierto que el oligoelemento cobre promueve el crecimiento tumoral. Varias pruebas de modelos animales indican que los tumores concentran altos niveles de cobre. Mientras tanto, se ha encontrado cobre adicional en algunos cánceres humanos. Recientemente, se han propuesto estrategias terapéuticas dirigidas al cobre en el tumor. Tras la administración con un quelante de cobre específico, se formarían complejos de cobre a un nivel relativamente alto en los tumores. Los complejos de cobre a menudo son tóxicos para las células, por lo que las células tumorales murieron, mientras que las células normales de todo el cuerpo permanecieron vivas por el nivel más bajo de cobre.
Algunos quelantes de cobre obtienen una bioactividad más eficaz o novedosa después de formar complejos de quelante de cobre. Se encontró que Cu2 + era críticamente necesario para la apoptosis inducida por PDTC en células HL-60. El complejo de cobre de derivados de salicilaldehído benzoilhidrazona (SBH) mostró una mayor eficacia de inhibición del crecimiento en varias líneas de células cancerosas, en comparación con los SBH libres de metales.
Los SBH pueden reaccionar con muchos tipos de cationes de metales de transición y, por lo tanto, forman una serie de complejos. Los complejos de cobre-SBH fueron más citotóxicos que los complejos de otros metales de transición (Cu> Ni> Zn = Mn> Fe = Cr> Co) en las células MOLT-4 , una línea celular establecida de leucemia de células T humanas. Los SBH, especialmente sus complejos de cobre, parecían ser potentes inhibidores de la síntesis de ADN y el crecimiento celular en varias líneas celulares de cáncer humano y líneas celulares de cáncer de roedores.
Se encontró que los derivados de salicilaldehído pirazol hidrazona (SPH) inhiben el crecimiento de células de carcinoma pulmonar A549. SPH tiene ligandos idénticos para Cu 2+ que SBH. Se encontró que el complejo Cu-SPH induce apoptosis en células de cáncer de pulmón A549, H322 y H1299.
Anticoncepción con DIU de cobre
Un dispositivo intrauterino de cobre (DIU) es un tipo de anticoncepción reversible de acción prolongada que se considera una de las formas más eficaces de control de la natalidad.
Sanidad vegetal y animal
Además de ser un nutriente esencial para los humanos, el cobre es vital para la salud de animales y plantas y juega un papel importante en la agricultura .
Sanidad vegetal
Las concentraciones de cobre en el suelo no son uniformes en todo el mundo. En muchas áreas, los suelos tienen niveles insuficientes de cobre. Los suelos que son naturalmente deficientes en cobre a menudo requieren suplementos de cobre antes de que se puedan cultivar cultivos agrícolas, como los cereales.
Las deficiencias de cobre en el suelo pueden provocar malas cosechas. La deficiencia de cobre es un problema importante en la producción mundial de alimentos, lo que genera pérdidas en el rendimiento y una reducción de la calidad de la producción. Los fertilizantes nitrogenados pueden empeorar la deficiencia de cobre en los suelos agrícolas.
Los dos cultivos alimentarios más importantes del mundo, el arroz y el trigo , son muy susceptibles a la deficiencia de cobre. También lo son otros alimentos importantes, incluidos los cítricos , la avena , las espinacas y las zanahorias . Por otro lado, algunos alimentos, incluidos los cocos , la soja y los espárragos , no son particularmente sensibles a los suelos con deficiencia de cobre.
La estrategia más eficaz para contrarrestar la deficiencia de cobre es complementar el suelo con cobre, generalmente en forma de sulfato de cobre. Los lodos de depuradora también se utilizan en algunas áreas para reponer las tierras agrícolas con sustancias orgánicas y metales traza, incluido el cobre.
Salud animal
En el ganado, el ganado vacuno y ovino suelen mostrar indicios de deficiencia de cobre. Swayback , una enfermedad de las ovejas asociada con la deficiencia de cobre, impone enormes costos a los agricultores de todo el mundo, particularmente en Europa , América del Norte y muchos países tropicales. Para los cerdos , se ha demostrado que el cobre es un excelente promotor del crecimiento.