Baker je eden bistvenih (vitalnih) elementi v sledovih in je mehka, nodularna prehodna kovina - težka kovina / polkovina. Je v 11. skupini periodnega sistema, ima simbol Cu, atomsko številko 29 in atomsko masa 63.546.Baker pojavlja se v stopnjah oksidacije Cu +, Cu2 + in Cu3 +, v naravi pa ga najdemo predvsem kot Cu + in Cu2 +. V bioloških sistemih prevladuje 2-valentno oksidacijsko stanje - Cu2 +. Latinsko ime "cuprum" izvira iz rude aes cyprium z otoka Ciper", kje baker je bila pridobljena v starih časih. V tleh je element v sledovih prisoten večinoma v obliki sulfida, arzenata, klorid Zaradi odlične toplotne in električne prevodnosti se baker v inženirstvu uporablja več kot 50% pri vodovodu in ogrevanju. S kemičnega vidika se uporablja kot katalizator (pospeševalnik kemijskih reakcij). V skladu z direktivami EU so le bakrov karbonat, citrat, glukonat, sulfat in baker. lizin kompleks se lahko uporablja za prehranske namene. Poleg tega so nekatere bakrove spojine dovoljene kot dodatki po pravilu "kolikor je treba, čim manj" - lat. : quantum satisfa, qs - na primer v skladu z direktivo o barvilih kot barvilo za živila E 141 Kompleksi klorofilov in klorofilinov, ki vsebujejo baker.
Biološka uporabnost
Različne prehranske sestavine lahko vplivajo na presnovo bakra, tako da povzročajo spremembe v hitrosti absorpcija, izločanje in distribucija Cu v telesu. Na primer, hkratni vnos vitamin C (askorbinska kislina), nekatere aminokisline, glukoze polimeri, beljakovin, fumarna kislina - fumarat -,oksalna kislina - oksalat - in druge organske snovi kisline, kot so citrat, malat in laktat, spodbuja baker absorpcija. Askorbinska kislina je sposobna zmanjšati Cu2 + na Cu + in tako povečati Cu absorpcija.Prekomerne koncentracije prehranska vlaknina, kalcij, fosfat, cink, železo, molibden, kadmija, sulfid in fitati ali fitinska kislina pa zmanjšajo absorpcijo bakra. Učinki so zelo izraziti za železo in cink. Slednji element v sledovih lahko vodipo eni strani zaviranju prenosa Cu v enterocite - celice tankega črevesja sluznica ali sluznico - in po drugi strani na znotrajcelično vezavo na shranjevalni protein metalotionein med prehodom skozi sluznico. To na eni strani preprečuje preobremenitev Cu s celico in prenos Cu v membrano bazolateralnih enterocitov in s tem prevzem Cu v krvni obtok na drugi strani.Odmerek uprava of antacidov ali penicilamin lahko negativno vpliva na oskrbo z bakrom.
Absorpcija
Baker je v hrani in v organizmu prisoten v vezani obliki in ne kot prosti ion. Razlog za to je njegova posebna elektronska konfiguracija, ki mu omogoča, da tvori zapletene vezi z biokemično pomembnimi spojinami, kot je npr. beljakovin.Bakar se v veliki meri absorbira iz želodec in zgornji Tanko črevo (dvanajstnik). Ker je stopnja absorpcije močno odvisna od sestave hrane, se giblje med 35 in 70%. Drugi avtorji navajajo, da je med 20 in več kot 50%, odvisno od vsebnosti bakra v prehrana. Od Materino mleko, Absorbira se 75% bakra, medtem ko se iz kravjega mleka absorbira le približno 23%. To je zato, ker Cu v kravji mleko je vezan na kazein, grobo koagulirajočo beljakovino, ki je težko prebavljiva. Praviloma ženske mleko, pri 0.3 mg / l, vsebuje veliko več bakra kot kravji mleko, ki ima vsebnost bakra le 0.09 mg / l. Raven bakra v telesu se uravnava s prilagoditvijo črevesne absorpcije in izločanja. Tako se pri pomanjkanju bakra poveča stopnja absorpcije, medtem ko pri povečanem bakru cinkali železo oskrba, nadaljnji vnos ali izločanje Cu se zmanjša oziroma blokira. Absorpcijo bakra lahko razložimo na podlagi dvojne kinetike. Pri nizkih koncentracijah se baker absorbira v enterocite mejne membrane krtače Tanko črevo z aktivnim, tj. energijsko odvisnim, nasičenim transportnim mehanizmom. Pri višjih koncentracijah prevladuje pasivna difuzija, to je transport skozi membrano enterocitov v smeri koncentracija gradient brez kakršne koli oskrbe z energijo, kot tudi membranski transport beljakovin.Mehanizem prevzema bakra z membranskimi transportnimi beljakovinami - transport, ki ga posreduje nosilec - še ni natančno razjasnjen. Jasno pa je, da je membranski transportni protein DCT-1, ki sodeluje pri absorpciji cinka in železa, pomemben tudi za absorpcijo bakra v črevesju. Dejstvo, da DCT-1 uporabljajo cink in železo ter baker in druge kovine, pojasnjuje antagonizem teh ionov v ekstremnih pogojih. Ko je zaloga trajno velika, del bakra v sluznica celice Tanko črevo je vezan na metalotionein, ki je lokaliziran v citoplazmi. Ta beljakovina shrani absorbirani baker in ga sprosti v kri samo po potrebi. Poleg tega lahko razstrupi odvečni baker, ki bi sicer lahko spodbudil nastanek kisik MNK-ATPaza, nasičen nosilni sistem, je odgovoren za prenos Cu iz membrane bazolateralnih enterocitov v krvni obtok. Pri dojenčkih pa se baker absorbira z difuzijo in v komaj nasičenem transportu z vode.
Prevoz in skladiščenje
Absorbirani baker je vezan v kri na beljakovine v plazmi albumin in transkuprein ter do nizkomolekularnih ligandov, kot je aminokislina histidin. Transcuprein predstavlja specifičnoCu transportno beljakovino in ima večjo afiniteto do bakra kot albumin.Vrednosti Cu v plazmi so v normalnih pogojih približno 0.5-1.5 µg / ml in so za 10% višje pri ženskah kot pri moških. Niti vnos hrane niti post vpliva na koncentracijo Cu v plazmi. Zaradi še vedno nejasnih razlogov se koncentracija Cu v plazmi konec leta skoraj podvoji in potroji nosečnost ali po zaužitju kontraceptivi (kontracepcijske tablete). Raven serumskega bakra ostaja povišana pri:
- Okužbe
- Glomerulonefritis - vnetje ledvičnih telesc (glomerulov), običajno avtoimunsko, kot glavni vzrok kronične ledvične odpovedi, ki zahteva dializo
- Infarkt miokarda (srčni infarkt)
- Tirotoksikoza - poslabšanje krize hipertiroidizem (hipertiroidizem), ki je zaradi simptomov akutno življenjsko ogrožen.
- Eritematozni lupus - sistemska avtoimunska bolezen iz skupine kolagenoz.
- Biliarna ciroza - kronična jetra bolezen, ki vodi do počasnega postopnega uničenja majhnih žolč kanali v jetra in sčasoma do ciroze.
- Akutna levkemija - tumorska bolezen kri celice, v katerih se nenadzorovano množi levkociti (bele krvničke).
- Aplastična anemija - posebna oblika anemije (anemije), pri kateri pride do zmanjšanja števila vseh krvnih celic zaradi pridobljene kostni mozeg aplazija.
- Uporaba estrogenov
Zmanjšane ravni Cu v plazmi najdemo na primer pri bolezni Kwashiorkor, obliki beljakovin podhranjenost. Zaradi nezadostne ponudbe nekaterih esencialne aminokisline, pride do zmanjšanja albuminov (hipoalbuminemija) v krvi in s tem do padca koloidnega osmotskega tlaka. Posledično tkivne tekočine - zlasti v predelu trebuha - ni mogoče ponovno absorbirati v venske kapilare. albumin, in histidin prenaša baker prek portala Vena (vena portae) do jetra, ki ga prevzame prek nosilca hCtr1. Jetra so osrednji organ presnove bakra in najpomembnejša zaloga bakra v organizmu. V hepatocitih (jetrnih celicah) je baker delno shranjen, usmerjen v določene subcelične oddelke s pomočjo citosolnih transportnih proteinov, imenovanih chaperones, in vključen v od bakra odvisne celice. encimi, kot so kaeruloplazmin, citokrom c oksidaza ali superoksid dismutaza. Še posebej pomemben je plazemski protein caeruloplasmin. Ta kaže tako encimsko funkcijo kot tudi specifično vezavno in transportno funkcijo bakra. Kot ferroksidaza I je encim po eni strani bistven za oksidacijo dvovalentnega do trivalentnega železa in za vezavo železa na plazmo transferin na drugi strani. Del bakra se vključi v encim med sintezo kaeruloplazmina preko ATP-aze, ki veže baker, lokalizirane v Golgijevem aparatu, in jetra spet sprostijo v kri v obliki Cu-kaeruloplazmina. Baker, ki ostane v hepatociti so shranjeni v metalotioneinu. Baker, vezan na caeruloplazmin v plazmi, se po potrebi porazdeli po različnih organih in tkivih v organizmu. Celicni absorpcija poteka preko membransko vezanih Cu receptorjev. Baker je tretja najpogostejša kovina v sledovih v organizmu za železom in cinkom z vsebnostjo telesa 80-100 mg. Najvišje koncentracije bakra najdemo predvsem v jetrih (15%) in možganov (10%), ki mu sledi srce in ledvice. Mišice (40%) in okostje (20%) predstavljajo približno polovico celotne vsebnosti. V serumu je le 6% celotne vsebnosti bakra. Od tega je približno 80 do 95% v obliki Cu caeruloplasmin.Cu distribucija pri plodu in dojenčkih se razlikuje od tiste pri odraslih. Ob rojstvu jetra in Vranica predstavljajo polovico inventarja telesa. Končno imajo jetra novorojenčkov 3-10-krat višjo Cu koncentracija kot pri odraslih. Te jetrne rezerve so fiziološko normalne in v prvih mesecih dojenčka varujejo pred pomanjkanjem bakra.
Izločanje
Poleg absorpcije je izločanje ena najpomembnejših regulatornih spremenljivk za homeostazo Cu ali vzdrževanje Cu ravnovesje Približno 80% presežka bakra se izloči v žolč z blatom. V ta namen se element v sledovih sprosti z lizosomsko razgradnjo iz spojine Cu-metalotionein in Cu-keruloplazmin v hepatocitih oziroma plazmi in na njihovi kanalični membrani vezan na Cu-vezno ATPazo ali vzporedno z glutationom ( GSH) do GSH-odvisnega transporterja. Na ta način se baker sprosti v žolč in se izločajo z blatom v povezavi z beljakovinami, žolčne kislinein aminokisline.15% presežka bakra se izloči skozi črevesno steno v lumen in izloči tudi v blatu. Le 2-4% se ledvic izloči z urinom. Pri tubularnih napakah se lahko izgube skozi ledvice z urinom znatno povečajo. Izgube bakra zaradi koža so spremenljive in ocenjujejo na povprečno 0.34 mg / dan. Zelo majhna količina bakra se skozi črevesje skozi organizem vrne v organizem enterohepatični obtok ali se reabsorbira.
