Miedź – właściwości i bezpieczna suplementacja

Poznaj rolę miedzi w organizmie, objawy nadmiaru i niedoboru oraz bezpieczną suplementację.

Miedź to pierwiastek śladowy, który z jednej strony jest nam niezbędny do życia, z drugiej zaś – w nadmiarze stwarza dla nas poważne zagrożenie. Miedź odgrywa niezwykle istotną rolę przy mitochondrialnej produkcji energii oraz uczestniczy w ochronie komórek przed atakami wolnych rodników tlenowych, zmniejszając w ten sposób ortomolekularne ryzyko wystąpienia wielu chorób przewlekłych oraz mitochondriopatii.

 

Miedź – czym jest?

Miedź (Cu) to pierwiastek śladowy będący metalem przejściowym, który w pewnych ilościach jako kofaktor ważnych enzymów białkowych jest nam niezbędny do życia, a którego zarówno niedobór jak też nadmiar zagraża naszemu zdrowiu.

Miedź konkuruje w naszym organizmie z cynkiem, dlatego nasze zdrowie oraz dobre samopoczucie pozostaje uzależnione od utrzymywania odpowiedniej homeostazy obu pierwiastków. Jej naturalnym źródłem są niektóre produkty spożywcze oraz w pewnych przypadkach – woda.

W normalnych warunkach około jedna trzecia (maksymalnie połowa) spożytej wraz z dietą miedzi ulega wchłonięciu w jelitach. Inulina oraz pektyny wywierają pozytywny wpływ na poziom jelitowej resorpcji tego pierwiastka [19]. Miedź jest wydalana w naszym organizmie wraz z żółcią i docelowo – kałem15. Za utrzymywanie prawidłowej homeostazy miedzi w organizmie człowieka odpowiadają między innymi: glutation, białka Menkesa i Wilsona, metalotioneiny oraz obecne w cytoplaźmie białka opiekuńcze, które pełnią funkcje transportowe, czyli tzw. chaperony [16]. Do narządów o najwyższym stężeniu miedzi należą przede wszystkim wątroba i mózg, a ponadto nerki i serce19.

 

Miedź – rola w organizmie

Miedź odgrywa w organizmie człowieka istotną rolę, ponieważ: 1,3,5

  • jako kofaktor dysmutazy ponadtlenkowej SOD 1 oraz 3 – razem z cynkiem, miedź wspomaga działanie systemu ochrony przeciwrodnikowej w naszym organizmie,
  • ułatwia resorpcję oraz metabolizm żelaza jako kofaktor do produkcji hemoglobiny,
  • stanowi integralną część enzymu ceruloplazminy (CP), który utleniając żelazo, umożliwia jego transport we krwi przez transferrynę,
  • jako kofaktor enzymu diaminooksydazy (DAO) – przyczynia się do rozkładu histaminy, łagodząc w ten sposób skłonność do przewlekłych stanów zapalnych i alergii,
  • uczestniczy w komórkowej odpowiedzi immunologicznej (makrofagi),
  • uczestniczy w angiogenezie,
  • jako kofaktor enzymu lizylooksydazy przyczynia się do prawidłowej syntezy elastyny oraz kolagenu, a tym samym współodpowiada za prawidłowe funkcjonowanie naszej tkanki łącznej,
  • jest konieczna do syntezy melaniny, barwnego pigmentu skóry oraz naszych włosów,
  • wspomaga tworzenie otoczki mielinowej, która chroni włókna nerwowe przed uszkodzeniami.

 

Wpływ miedzi na mitochondria

 

  1. Miedź jako element systemu ochrony antyoksydacyjnej

Jako kofaktor antyoksydacyjnego enzymu dysmutaza ponadtlenkowa SOD (izoforma 1) miedź w istotny sposób przyczynia się do wzmocnienia mechanizmów obrony przed atakami wolnych rodników, w  szczególności ponadtlenków oraz rodników hydroksylowych5. SOD1 pozostaje aktywna w cytozolu oraz z w mitochondrialnej przestrzeni międzybłonowej i chroni mitochondria przed wtargnięciem rodników do ich wnętrza. Największą aktywność SOD obserwujemy w komórkach wątroby, a także w komórkach mózgowej istoty szarej, męskich jąder oraz kory nerkowej5. Przyczyniając się do obniżenia poziom stresu oksydacyjnego w organizmie, miedź znacząco przeciwdziała uszkodzeniom mitochondriów oraz wynikającym z nich schorzeniom wieloukładowym (mitochondriopatiom).

  1. Miedź jako kofaktor IV kompleksu mitochondrialnego łańcucha oddechowego

Mitochondrialny łańcuch oddechowy obejmuje łącznie pięć kompleksów enzymatycznych i stanowi finalny etap na drodze produkcji energii z makroskładników odżywczych. IV ogniwo wspomnianego cyklu przemian metabolicznych stanowi oksydaza cytochromu c, COX), której prawidłowe funkcjonowanie pozostaje uzależnione od obecności miedzi jako kofaktora. Niedobory tego pierwiastka śladowego zakłócają zatem mitochondrialną produkcję energii, czego przejawem w początkowym stadium jest na przykład zmęczenie, wyczerpanie, szybkie marznięcie oraz zwiększone zapotrzebowanie na sen5. Warto przy tym pamiętać, iż do blokady COX prowadzi również silna ekspozycja na siarkowodór, tlenek węgla, azydki oraz przewlekły stres nitrozacyjny.

  1. Dla mitochondriów szkodliwy jest zarówno niedobór jak też nadmiar miedzi

Powyżej opisane właściwości miedzi stanowią przykłady korzystnego wpływu tego pierwiastka śladowego na funkcjonowanie mitochondriów. Natomiast warto przy tym zaznaczyć, iż miedź w nadmiarze może stanowić dla tych organelli komórkowych poważne zagrożenie. Miedź ma zdolność wiązania oraz hamowania aktywności pewnych enzymów10,11, destabilizacji mostków żelazowo-siarczkowych w enzymach, które są kluczowe dla życia, a nawet nasilać stres oksydacyjny w organizmie7. Zdaniem niektórych uczonych przeładowanie organizmu miedzią jest dla mitochondriów wręcz znacznie groźniejsze niż przeładowanie organizmu żelazem8. Zgodnie z wynikami opublikowanego w 2019 roku badania na szczurach nadmiar miedzi prowadzi do deplecji glutationu w komórkach mózgowych9. Ponadto nadmiar wolnych jonów miedzi sprzyja nasileniu peroksydacji lipidów [16], a także wzrostowi poziomu produktów zaawansowanej glikacji (AGEs) powstających w wyniku scukrzania białek oraz lipidów, a które współodpowiadają za procesy neurodegeneracyjne oraz komplikacje okołocukrzycowe19. Oprócz tego, jak się wydaje nadmiar miedzi w organizmie jest pozytywnie skorelowany ze wzrostem ryzyka złośliwości nowotworu i tempem jego rozrostu, ponieważ pierwiastek ten współuczestniczy w procesie angiogenezy19.

 

Korzyści dla zdrowia jednoznacznie udowodnione klinicznie

W 2020 roku Europejska Agencja Leków (EMA) oficjalnie zatwierdziła stosowanie histydynianu miedzi jako leku, który może być stosowany przy terapii choroby Menkesa [12]. Histydynian miedzi może być podawany pacjentom w formie podskórnych zastrzyków, a jego pozytywny wpływ na stan pacjentów udokumentowano badaniami klinicznymi.

Amerykańska FDA oficjalnie zakwalifikował jako GRAS (substancję generalnie uznawaną za bezpieczną) glukonian miedzi (w tym jako bezpieczny suplement diety)13,15, siarczan miedzi14 oraz jodek miedzi (jako źródło jodu w diecie ludzi oraz przy produkcji paszy dla zwierząt)15. W 2008 roku Europejska Agencja ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) zakwalifikowała dwuglicynian miedzi jako bezpieczny składnik suplementów diety o wysokim poziomie biodostępności18.

W celu profilaktyki zaburzeń spowodowanych niedoborem miedzi w organizmie lub zaburzeniami równowagi cynk/miedź oraz żelazo/miedź, przyjmowanie suplementów diety zawierających miedź jest szczególnie rekomendowane osobom starszym, osobom z celiakią [4], pacjentom przyjmującym w dłuższym okresie wysokie dawki cynku (60 mg/dziennie przez 10 tygodni) [4] oraz osoby, których codzienna dieta jest uboga w naturalne źródła miedzi [3].

 

Niejednoznaczne wyniki badań w zakresie:

  1. Potencjalny dobroczynny wpływ miedzi na naszą skórę

Na podstawie przeprowadzonych analiz, autor opublikowanego w 2014 roku artykułu stwierdził, iż miedź to składnik mineralny, który wywiera dobroczynny wpływ na naszą skórę ze względu na zdolność pobudzania regeneracji skóry, a także posiadane szerokie spektrum działania przeciwbakteryjnego oraz antygrzybiczego. Szczególne zastosowanie w kosmetyce oraz przy leczeniu chorób skóry takich jak grzybica stóp ma tlenek miedzi. Jego dodatek do leczniczych skarpetek oraz gotowych okładów może pozwolić na poprawę elastyczności skóry, eliminację drobnych zmarszczek, szybsze gojenie ran, a także redukcję zmian grzybiczych20. Jednak jak podkreślają autorzy publikacji z roku 2016, przy topowej aplikacji kosmetyków lub preparatów zawierających miedź, należy zachować szczególną ostrożność ze względu na ryzyko wystąpienia podrażnień, a nawet egzemy i stanów zapalnych skóry21.

  1. Potencjalnie dobroczynny wpływ miedzi na nasze kości

Jak ustalił w 2018 roku pewien zespół badawczy z Szanghaju, poziom miedzi w osoczu krwi pozostaje skorelowany z gęstością tkanki kostnej. Jednocześnie okazało się, iż wysoki poziom tego pierwiastka w osoczu wiązał się z jednoczesnym wzrostem częstości złamań, w szczególności u mężczyzn26. To szeroko zakrojone badanie (n=722) dowodzi, iż utrzymywanie prawidłowej homeostazy miedzi w organizmie odgrywa istotną rolę dla zachowania zdrowej tkanki kostnej. 

Otrzymane wyniki pozostają w zgodzie z rezultatem analizy, jaką przeprowadzono w roku 2002 roku wśród kobiet w wieku pomenopauzalnym, u których niższy poziom miedzi oraz cynku był pozytywnie skorelowany ze spadkiem gęstości masy kostnej27.

 

Miedź – źródła w żywności

Do najbogatszych źródeł miedzi w naszym pożywieniu należą17:

  • wątroba wołowa i wieprzowa,
  • alkohole: porto, wermut, sherry,
  • ostrygi,
  • nasiona słonecznika,
  • ser ementaler i ser edamski,
  • suszone morele i śliwki,
  • soczewica,
  • kakao i ciemna czekolada

 

Zapotrzebowanie na miedź

Przyjmuje się, iż u osób dorosłych średnie dobowe spożycie miedzi powinno wynosić około 2 mg 4, natomiast amerykańskie Narodowe Instytuty Zdrowia (National Institutes of Health, NIH) rekomenduje dobowe spożycie miedzi na poziomie 0,9 mg dla kobiet i mężczyzn w wieku powyżej 19 lat 17. Europejska Agencja ds. Bezpieczeństwa Żywności ustaliła górną granicę bezpiecznego dobowego spożycia miedzi na poziomie 5 mg18.

 

Objawy niedoboru miedzi

Organizm sygnalizuje nam niedobory miedzi w następujący sposób 2,6:

  • słaba tkanka łączna ze skłonnością do żylaków,
  • skłonność do uszkodzeń torebek stawowych, nawet przy niewielkim obciążeniu,
  • nadwrażliwość skóry na światło słoneczne i brak brązowienia skóry pod wpływem promieniowania słonecznego,
  • skłonność do kamieni moczowych,
  • mielopolineuropatia,
  • zaburzenia tych mechanizmów odpowiedzi odpornościowej, za które odpowiadają makrofagi.

Przypuszczalnie niedobory miedzi mogą zwiększać ryzyko neutropenii, czyli niedoboru białych krwinek, mimo iż mechanizm tego zjawiska nie został w pełni wyjaśniony22.

Szczególnym przypadkiem niedoboru miedzi jest choroba Menkesa, która charakteryzuje się zaburzeniami transportu miedzi w obrębie błony śluzowej jelit, a która prowadzi do zbyt niskiego poziomu ceruloplazminy (a  w konsekwencji – anemii), silnego obniżenia poziomu miedzi w poszczególnych narządach, żółtaczki, zaburzeń rozwoju układu nerwowego, epilepsji oraz zaburzeń wynikających ze spadku aktywności enzymów, których aktywność zależy właśnie od miedzi. Niestety pozajelitowa terapia w postaci miedzi związanej z histydyną, EDTA lub w formie octanu miedzi przynosi często mało satysfakcjonujące wyniki. Łagodniejszym wariantem choroby Menkesa jest tzw. zespół rogu potylicznego, który negatywnie wpływa przede wszystkim na wykształcanie kości długich i jest dużo łagodniejszy w skutkach dla układu nerwowego4.

Czynnikiem ryzyka niedoboru miedzi jest również nadmiar żelaza lub cynku w organizmie 23,24.

 

Objawy nadmiaru miedzi

Przewlekłe nadmierne obciążenie organizmu miedzią pozostaje często niezdiagnozowane i wynika przede wszystkim z:

  • zanieczyszczenia wody pitnej miedzią (zawartość miedzi rośnie wraz ze stopniem „miękkości” wody),
  • stosowania środków grzybobójczych i pestycydów takich jak witriol miedzi,
  • doustne środki antykoncepcyjne mogą powodować wtórny nadmiar miedzi w organizmie poprzez utrudnianie wchłaniania cynku,
  • długookresowe przyjmowanie preparatów multiwitaminowo-mineralnych o niekorzystnym stosunku cynku do miedzi (mniejszym niż 4:1) bądź długookresowe stosowanie preparatów zawierających więcej niż 2 mg miedzi w zalecanej dawce dziennej, zwłaszcza przy jednoczesnych niedoborach cynku w organizmie,
  • ekspozycja na dym papierosowy (palenie czynne lub bierne),
  • korzystanie z miedzianych naczyń, kąpiele w miedzianych wannach, miedziane rury3.

Do objawów nadmiernego przewlekłego obciążenia organizmu miedzią zaliczamy przede wszystkim 3,4:

  • wzrost poziomu stresu oksydacyjnego w organizmie spowodowany zwiększeniem ilości wolnych rodników,
  • uszkodzenia błon komórkowych,
  • objawy ze strony układu nerwowego: niestabilność emocjonalna, nerwowość, schizofrenia, autyzm, ADHD, a nawet epilepsja,
  • uszkodzenia wątroby, zaburzenia funkcjonowania wątroby,
  • ustawiczne zmęczenie, zaburzenia koncentracji, bóle głowy, aż po migrenę,
  • objawy niedoboru cynku (wtórny niedobór cynku, spowodowany nadmiarem miedzi),
  • w miarę upływu czasu może pojawić się anemia hemolityczna i/lub uszkodzenia nerek.

Do typowych objawów ostrego zatrucia miedzią należą 4:

  • mdłości, wymioty, bóle jamy brzusznej, pieczenie
  • arytmia
  • silny ból głowy i nagłe osłabienie

 

Bezpieczna suplementacja miedzi

W idealnym przypadku, rozpoczęcie suplementacji miedzi powinno być poprzedzone wcześniejszym laboratoryjnym określeniem poziomu tego pierwiastka we krwi. Do grupy ryzyka nadmiaru miedzi należą przede wszystkim kobiety przyjmujące środki antykoncepcyjne, u których należałoby określić dodatkowo poziom cynku2

Zdaniem doktora Kuklińskiego, eksperta w dziedzinie medycyny mitochondrialnej, wskazaniem do suplementacji cynku, manganu i miedzi jest potwierdzona badaniami mutacja genu kodującego izoformy dysmutazy ponadtlenkowej SOD (SOD1, SOD2 i/lub SOD3) 5

Zdaniem autorów badania jakie opublikowano w 2001 roku osoby, u których stwierdzono nadmiar żelaza w organizmie mogą skorzystać z umiarkowanej suplementacji miedzią, w szczególności wówczas, gdy codzienna dieta tych osób jest uboga w źródła miedzi 23, jednak wówczas dla własnego bezpieczeństwa należy regularnie monitorować poziom obu tych pierwiastków w organizmie, najlepiej z jednoczesnym uwzględnieniem poziomu cynku.

 

Badania laboratoryjne poziomu miedzi w organizmie

Poziom miedzi badamy z krwi heparynowej lub EDTA. Poziom miedzi w krwi pełnej powinien wynosić u osób dorosłych od 0,7 do 0,9 mg/l Prawidłowy wewnątrzkomórkowy poziom miedzi wynosi od 0,6 do 0,8 mg/l 2.

 

Dawkowanie miedzi

W celu określenia indywidualnej wysokości dziennej dawki miedzi oraz długości stosowania wybranego przez Ciebie produktu kieruj się szczegółowymi wskazaniami, jakie znajdziesz na opakowaniu preparatu, albo też skonsultuj się z lekarzem lub farmaceutą.

 

Skutki uboczne oraz przeciwskazania do stosowania miedzi

Choroba Wilsona to rzadka choroba genetyczna, która wiąże się ze wzrostem toksyczności miedzi w organizmie. Schorzenie to jest spowodowane mutacją genu ATP7B i prowadzi do zaburzeń eliminacji miedzi w organizmie, a w konsekwencji – do nadmiernie wysokiego poziomu tego pierwiastka w tkankach. Pacjenci z chorobą Wilsona powinni unikać zarówno nadmiaru miedzi w diecie, jak i jej suplementacji, w przeciwnym razie grożą im zaburzenia neurologiczne, uszkodzenia wątroby, a nawet marskość wątroby 1.

Przeciwwskazaniem może być również choroba Alzheimera 1,25.

 

Ewentualnie interakcje z lekami lub innymi substancjami

Spożywanie dużych ilości produktów spożywczych bogatych w cynk lub przyjmowanie wysokich dawek cynku może doprowadzić do niedoboru miedzi, ponieważ oba pierwiastki konkurują ze sobą i wzajemnie zakłócają swoje wchłanianie w jelitach 1. W ramach pewnego badania stwierdzono, iż wysoki poziom cynku w osoczu jest odwrotnie skorelowany z poziomem miedzi w osoczu krwi i może służyć za parametr, który pozwala na ocenę ewentualnych niedoborów miedzi w organizmie 24.

 

Treści zamieszczane w Portalu mają charakter wyłącznie naukowo-informacyjny i w żaden sposób nie zastępują fachowej porady lekarskiej. W przypadku pytań lub wątpliwości skonsultuj się z lekarzem lub farmaceutą.

 

  1. https://ods.od.nih.gov/factsheets/Copper-HealthProfessional/
  2. Kuklinski, B., Schemionek, A., Mitochondrientherapie-die Alternative, Aurum, 2014
  3. Zimmermann, M., Schurgast, H., Burgerstein. Handbuch Nährstoffe, Trias, 12. Auflage
  4. https://www.nap.edu/read/9782/chapter/7#84
  5. Kuklinski, M., Mitochondria
  6. https://aasldpubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/hep4.1393
  7. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5688007/
  8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24934354/
  9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31421599/
  10. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4955676/
  11. https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.4161/cc.27922
  12. https://www.ema.europa.eu/en/medicines/human/orphan-designations/eu3202320
  13. https://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/CFRSearch.cfm?fr=184.1260
  14. https://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/CFRSearch.cfm?fr=184.1261
  15. http://wayback.archiveit.org/7993/20171031061417/
  16. https://www.fda.gov/Food/IngredientsPackagingLabeling/GRAS/SCOGS/ucm261260.htm
  17. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6361146/
  18. https://ods.od.nih.gov/factsheets/Copper-HealthProfessional/
  19. https://www.researchgate.net/publication/237604832
  20. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4113679/
  21. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4556990/
  22. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5124859/
  23. https://academic.oup.com/nutritionreviews/article-abstract/53/3/59/1815188?redirectedFrom=PDF
  24. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11396784/
  25. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26586851/
  26. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4030141/
  27. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6034109/
  28. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12133199/