النحاس في الصحة

يعتبرالنحاسعنصرًا شحيحًالا غنى عنه لصحة جميع الكائنات الحية (البشر والنباتات والحيواناتوالكائنات الدقيقة). في البشر، يعتبر النحاس ضروريًا لوظائفالأعضاءوعمليات الأيض. يحتوي جسم الإنسان على آليات معقدة لللحفاظ علىالاستتبابوالتي تحاول ضمان إمداد ثابت من النحاس حسب المتاح، بينما يتم التخلص من النحاس الزائد كلما حدث ذلك. ومع ذلك، مثل جميع العناصر الأساسيةوالمغذيات، يمكن أن يؤدي الابتلاعالغذائيللكثير أو القليل من النحاس إلى نتائج معاكسة من زيادة أو نقص النحاس في الجسم، كل منها له مجموعة خاصة من الآثار الصحية الضارة.
تم تعيين المعايير الغذائية للاستهلاك اليومي للنحاس من قبل مختلف الوكالات الصحية في جميع أنحاء العالم. المعايير التي اعتمدتها بعض الدول توصي بمستويات مختلفة من النحاس للبالغين، والحوامل، والرضع، والأطفال، مما يتناسب مع الحاجة المتنوعة للنحاس خلال مراحل الحياة المختلفة.
يمكن أن يكون نقص النحاس وسُميته إما من أصلجينيأو غير جيني. إن دراسةالأمراض الوراثيةالمتعلقة بالنحاس، والتي هي محط أنظار الباحثين، قد ألقت الضوء على كيفية استخدام الجسم البشري للنحاس، ولماذا هو مهمكمغذي دقيق أساسي. كما أسفرت الدراسات عن علاجات ناجحة لحالات زيادة النحاس الوراثية، مما أتاح للمرضى الذين تتعرض حياتهم للخطر نتيجة ذلك ليعيشوا حياة طويلة ومنتجة.
يعمل الباحثون المتخصصون في مجالاتعلم الأحياء الدقيقةوعلم السموموالتغذيةوتقييم المخاطر الصحية معًا لتحديد المستويات الدقيقة الضرورية للنحاس، مع تجنب تناول الكثير أو القليل من النحاس. ومن المتوقع استخدام نتائج هذه الدراسات في صقل برامج التوصيات الغذائية الحكومية المصممة للمساعدة في حمايةالصحة العامة.
النحاس هو عنصر أساسي شحيح (أي،مغذي دقيق) مطلوب لصحة النباتات والحيوانات والإنسان.كما أنه مطلوب من أجل الوظائف الطبيعيةللكائنات الحية الدقيقة الهوائية(التي تحتاج الأوكسجين).
تم دمج النحاس في مجموعة متنوعة منالبروتيناتوالبروتينات المعدنية التي تؤدي وظائفالتمثيل الغذائيالأساسية؛ المغذيات الدقيقة ضرورية للنمو السليم، والتطور، وسلامةالعظام،والنسيج الضام،والدماغ،والقلب، والعديد من أعضاء الجسم الأخرى. ويشارك النحاس في تكوينخلايا الدم الحمراء، وامتصاص واستخدامالحديد، وأيضالكولسترولوالجلوكوز، وتصنيع وإفراز البروتيناتوالإنزيماتالتي تحافظ على الحياة. هذه الانزيمات بدورها تنتج الطاقة الخلوية وتنظم الانتقال العصبي،وتخثر الدم، ونقلالأوكسجين.
يحفز النحاسجهاز المناعةلمكافحةالعدوى، وإصلاح الأنسجة المصابة، وتعزيزالالتئام. كما يساعد النحاس في معادلة «الجذور الحرة»، التي يمكن أن تسبب أضرارًا شديدة في الخلايا.
اكتشفت الاستخدامات الأساسية للنحاس لأول مرة في عام 1928، عندما تبين أن الفئران التي تغذت علىحمية غذائيةخالية من النحاس غير قادرة على إنتاج خلايا دم حمراء كافية.تم تصحيحفقر الدمعن طريق إضافة المواد المحتوية على النحاس من مصادر نباتية أو حيوانية.
وكعنصر أساسي شحيح، فقد تم التوصية بالمعايير الغذائية للاستهلاك اليومي للنحاس من قبل عدد من الوكالات الصحية الحكومية في جميع أنحاء العالم.
النحاس ضروري للنمو والتطور الطبيعيللأجنةالبشريةوالرضعوالأطفال.يُراكم الجنين النحاس بسرعة فيكبدهخلال الثلث الأخير منالحمل. عند الولادة، يكون للرضيع السليم أربعة أضعاف تركيز النحاس لدى البالغين كاملي النمو. النحاس منخفض نسبياً فيالحليب البشري، ومخازن الكبد من النحاس فيحديثي الولادةتنخفض بسرعة بعد الولادة، لإمداد الجسم سريع النمو بالنحاس خلال فترةالرضاعة الطبيعية. هذه الإمدادات ضرورية للقيام بوظائف الأيض مثلالتنفس الخلوي، وتصنيعصبغة الميلانينوالنسيج الضام،وأيض الحديد، ودفاعالجذور الحرة،والتعبير الجيني، ووظائف القلب وجهاز المناعة لدى الأطفال.
الرضع لديهم آليات بيوكيميائية خاصة لإدارة النحاس بشكل كافٍ في أجسامهم بينما تتطور الآليات الدائمة مدى الحياة وتنضج.
يزيد نقص النحاس حاد في الأمهات الحوامل من خطر المشاكل الصحية في الأجنة والرضع. تشمل التأثيرات الصحيةانخفاض أوزان المواليدوضعف العضلات ومشاكلالجهاز العصبي. ومع ذلك، يمكن تجنب نقص النحاس في النساء الحوامل باتباعنظام غذائي متوازن.
وبما أن توافر النحاس في الجسم يعرقله وجود فائض منالحديدوالزنك، حيث يُوصف للنساء الحواملمكملات الحديدلعلاجفقر الدمأو مكملات الزنك لعلاج نزلات البرد، لذلك يجب استشارة الأطباء للتأكد من أن المكملات الغذائية قبل الولادة تحتوي على كمية غذائية ضرورية من النحاس.
عندما يتلقى الأطفال حديثي الولادة الرضاعة الطبعية، توفر أكبادهم وحليب الثدي لأمهاتهم كميات كافية من النحاس خلال الأشهر 4-6 الأولى من الحياة.عندمايفطمالأطفال، يجب أن يوفر النظام الغذائي المتوازن مصادر كافية من النحاس.
ينقص محتوىحليب البقروحليب الأطفال الصناعيالأكبر سنًا من النحاس. ويتم تدعيم معظم حليب الصناعي الآن بالنحاس لمنع النقص.
معظم الأطفال الذين لديهم تغذية جيدة يحصلون على كميات كافية من النحاس. الأطفال المعرضون للخطر من الناحية الصحية، بما في ذلكالخدج، والذين يعانون منسوء التغذية، والذين لديهم وزن ولادة منخفض، ويعانون منالعدوى، والذين يعانون منالنمو التداركي واكتساب الوزن التعويضيالسريع، هم أكثر عرضة لخطر نقص النحاس. ولحسن الحظ، فإن تشخيص نقص النحاس لدى الأطفال واضح وموثوق به بمجرد الاشتباه في الحالة. المكملات الغذائية تحت إشراف الطبيب عادة ما تسهل الشفاء التام.
يتم امتصاص النحاس ونقله وتوزيعه وتخزينه وإخراجه من الجسم وفقًا لعملياتالاستتبابالمعقدة التي تضمن إمدادًا ثابتًا وكافيًا بالمغذيات الدقيقة وفي نفس الوقت تجنب زيادة مستواها.إذا تم تناول كمية غير كافية من النحاس لفترة قصيرة من الزمن، فستنضب مخازن النحاس في الكبد. إذا استمر هذا النضوب، فقد تتطور مشكلة صحية من نقص النحاس. إذا تم تناول كميات كبيرة من النحاس، فقد ينتج عن ذلك حالة فرط النحاس. كلا هاتين الحالتين، النقص والزيادة، يمكن أن تؤديان إلى إصابة الأنسجة والمرض. ومع ذلك، وبسبب تنظيم الاستتباب، فإن جسم الإنسان قادر على موازنة مجموعة كبيرة من مدخول النحاس لتناسب احتياجات الأفراد الأصحاء.
أصبحت العديد من جوانباستتبابالنحاس معروفة على المستوىالجزيئي.ترجع أهمية النحاس إلى قدرته على التصرف كمانح أومستقبل للإلكتروناتحيث تتقلبأكسدةالنحاس بين Cu(نحاسوز) و Cu(نحاسيك).كعنصر مكون لحوالي عشرات الأنزيمات النحاسية، يشترك النحاس فيتفاعلات الأكسدة-الاختزالفي عمليات التمثيل الغذائي الأساسية مثل التنفسالميتوكوندري، وتصنيعالميلانين، وربطالكولاجين.النحاس جزء لا يتجزأ من الإنزيم المضاد للتأكسد،سوبر أكسيد ديسميوتاز(Cu,Zn-SOD)، وله دور في استتباب الحديد كعامل مساعد فيالسيرولوبلازمين.قائمة ببعض الإنزيمات الرئيسية المحتوية على النحاس ووظائفها ملخصة أدناه:
إن نقل واستقلاب النحاس في الكائنات الحية هو حاليًا موضوع بحث مهم. يتضمن نقل النحاس خلويًا تحريك النحاس من خارج الخلية إلى داخلها عبرغشاء الخليةبواسطة ناقلات متخصصة.فيمجرى الدم، يتم نقل النحاس في جميع أنحاء الجسم عن طريقالألبومين،والسيرولوبلازمين، وبروتينات أخرى. ينتقل غالبية النحاس في الدم (أو النحاس فيالمصل) عن طريق السيرولوبلازمين. يمكن أن تتراوح نسبة السيرولوبلازمين المرتبط بالنحاس من 70-95٪ ويختلف بين الأفراد حسب، على سبيل المثال، الدورة الهرمونية والوقت وحالة النحاس. يتم توجيه النحاس داخل الخلايا إلى مواقع تصنيعالأنزيماتالمحتوية على النحاس في تركيبها وإلىالعضياتبواسطة بروتينات متخصصة تدعىالتشابيروناتالمعدنية.مجموعة أخرى من هذه الناقلات تحمل النحاس إلى داخل الأجزاء التحت خلوية.توجد آليات معينة لاطلاق النحاس من الخلية. تقوم الناقلات البروتينية المتخصصة بإعادة النحاس الزائد غير المستقر للكبد للتخزين الاحتياطي و / أو للإفراز معالعصارة الصفراوية.تضمن هذه الآليات عدم وجود أيونات نحاس سامة حرة غير مرتبطة في غالبية الأفراد (أي أولئك الذين لا يعانون من عيوب استقلاب النحاس الخلقية).
يتم ادخال النحاس إلى الخلايا عبر جدار الخلية بواسطة البروتين الناقلللغشاء البلازميالمعروف باسم ناقل النحاس 1 أو (Ctr1 (Copper Transporter 1. يرتبط Ctr1 بسرعة ببروتيناتتشابيرونالنحاسية داخل الخلايا. يوصل Atox1 (بروتين تشابيرون معدني نحاسي) النحاس إلى المسار الإفرازي ويرسو إما عند ATPase ناقل للنحاس (ATP7B) في الكبد أو ATP7A في خلايا أخرى. يوجه ATP7B النحاس إلى السيرولوبلازمين البلازمي أو إلى العصارة الصفراوية بالتنسيق مع تشابيرون مكتشف حديثًا، وهو Murr1، وهو البروتين المفقود في التسمم بالنحاس عند الكلاب. يوجه ATP7A النحاس داخلجهاز غولجيإلى بروتينات عدة منها دوبامين بيتا أحادي الأوكسجيناز و peptidylglycine alpha-amidating monooxygenase وأُكسيدازُ اللِّيزيلوتايروسيناز، اعتمادًا على نوع الخلية. جين CCS هو تشابيرون نحاسيلسوبر أكسيد الديسميوتازالذي يحمي الخلايا ضد مركبات الأكسجين النشطة؛ ويقوم الجين بإصال النحاس إلىالسيتوبلازموتجويف الميتوكوندريا. يسلم Cox17 النحاس إلى الميتوكوندريا وإلىسيتوكروم سي أكسيدازعبر تشابيرونات كوكس-11 و Sco1 و Sco2. قد توجد تشابيرونات نحاس أخرى ويمكن أن تشمل الميتالوثيونين وamyloid precursor protein .أوضحت الدراسات الجينية والتغذوية الطبيعة الأساسية لهذه البروتينات المرتبطة بالنحاس.
في الثدييات يتم امتصاص النحاس فيالمعدةوالأمعاء الدقيقة، على الرغم من ذلك، يبدو أن هناك اختلاف بين الأنواع فيما يتعلق بالمكان الذي يحدث فيه أكبر قدر من الامتصاص.حيث يتم امتصاص النحاس في المعدةوالاثني عشرفي الفئرانوفي الأمعاء الدقيقة السفلية فيالهامستر.لا يُعرف موقع حدوث الحد الأقصى من امتصاص النحاس في البشر، ولكن يفترض أن يكون في المعدة والأمعاء العليا بسبب الظهور السريعلنظير النحاسCu64 في البلازما بعد تناول النحاس عن طريق الفم.
يترواح معدل امتصاص النحاس من 15-97 ٪، وذلك اعتمادًا على محتوى النحاس، ونوع النحاس، وتكوين النظام الغذائي.
تؤثر عوامل مختلفة على امتصاص النحاس. على سبيل المثال، يتم تعزيز امتصاص النحاس عن طريق تناولالبروتينالحيواني،والسيترات،والفوسفات. يتم امتصاص أملاح النحاس، بما في ذلكغلوكونات النحاس،أوأسيتات النحاس، أوكبريتات النحاس، بسهولة أكبر منأكاسيد النحاس.إنّ وجود مستويات مرتفعة منالزنكالغذائي، وكذلكالكادميوم، وتناول كميات كبيرة من السميات والسكريات البسيطة (الفركتوز،السكروز) تمنع امتصاص الغذاء من النحاس.علاوةً على ذلك، تمنع المستويات المنخفضة من النحاس امتصاص الحديد.
بعض أشكال النحاس ليست قابلة للذوبان في أحماض المعدة ولا يمكن امتصاصها من المعدة أو الأمعاء الدقيقة. أيضًا، قد تحتوي بعض الأطعمة على ألياف ترتبط بالنحاس وغير قابلة للهضم . يمكن لمدخول عالي من الزنك أن يقلل بشكل كبير من امتصاص النحاس. كما يمكن أن يؤثر مدخول الكبير منفيتامين جأوالحديدعلى امتصاص النحاس، مما يذكرنا بحقيقة أنه يجب استهلاك المغذيات الدقيقة كمزيج متوازن. هذا هو أحد الأسباب التي تجعل تناول كميات كبيرة من المغذيات الدقيقة لا ينصح به.قد يكون الأفراد الذين يعانون من مشاكل مزمنة في الجهاز الهضمي غير قادرين على امتصاص كميات كافية من النحاس، على الرغم من أن الأطعمة التي يتناولونها غنية بالنحاس.
تم تحديد العديد من ناقلات النحاس التي يمكنها نقل النحاس عبر أغشية الخلايا.قد توجد ناقلات نحاس أخرى خاصة بالأمعاء. يمكن تحفيز امتصاص النحاس في الأمعاء بواسطة Ctr1. ظهر Ctr1 في جميع أنواع الخلايا التي تم فحصها حتى الآن، بما في ذلك الخلايا المعوية، ويحفز نقل Cu+1 عبر غشاء الخلية.
يمكن ربط الفائض من النحاس (وكذلك أيونات المعادن الثقيلة الأخرى مثل الزنك أو الكادميوم) بالميتالوثيونين واحجازه داخلالحويصلاتالخلوية للخلايا المعوية (أي الخلايا السائدة في بطانة الأمعاء).
ينتقل النحاس المُفرز من خلايا الأمعاء إلىالشعيرات الدمويةالمصلية(أي في الغشاء الرقيق المغلف للأمعاء) حيث يرتبطبالألبومينوالجلوتاثيونوالأحماض الأمينيةفي الدم البابي.هناك أيضًا دليل على وجود بروتين صغير يسمى transcuprein له دور محدد في نقل النحاس في البلازما.قد تشارك العديد من أو جميع هذه الجزيئات المرتبطة بالنحاس في نقل النحاس في الدم. يؤخذ النحاس الموجود في الدوران البابي بشكل أساسي عن طريق الكبد. عندما يصبح في الكبد، يتم دمج النحاس في البروتينات التي تحتاج النحاس، والتي تُفرز لاحقًا في الدم. معظم النحاس (70 – 95%) الذي يفرغه الكبد يكون مدمجاً مع السيرولوبلازمين، وهو الناقل الرئيسي للنحاس في الدم. يتم نقل النحاس إلى الأنسجة خارج الكبد عن طريق السيرولوبلازمين،أو الألبومين أوالأحماض الأمينية، أو يُفرغ فيالصفراء.يسيطر الكبد على النحاس الموجود خارجه عن طريق تنظيم إفرازه.
تعتبر الصفراء المسار الرئيسي لإفراغ النحاس، وهي ذات أهمية حيوية في التحكم في مستوى النحاس في الكبد.ينتج معظم النحاس الموجود في البراز من الإفراز الصفراوي. أما الباقي فمصدره النحاس غير الممتص والخلايا المتقشرة من البطانة المخاطية.
لدى العديد من المنظمات الوطنية والدولية المعنية بالتغذية والصحة معايير لمستوى مدخول النحاس بحيث يُعتبر كافي للمحافظة على صحة جيدة. يتم تغيير هذه المعايير وتحديثها دوريًا مع توفر بيانات علمية جديدة. والمعايير في بعض الأحيان تختلف بين البلدان والمنظمات.
توصيمنظمة الصحة العالميةبالحد الأدنى من المدخول المقبول به بحوالي 1.3 ملغ / يوم.تعتبر هذه القيم كافية وآمنة لمعظم الأفراد. في أمريكا الشمالية، قاممعهد الطب في الولايات المتحدةبإقرار المُخصص اليومي المُحبذ للنحاس للرجال والنساء الأصحاء عند 0.9 ملغ / يوم.يقوم معهد الطب في الولايات المتحدة أيضاً بتحديدالمستوى الأقصى المقبولللفيتامينات والمعادن عندما تكون هناك أدلة كافية من أجل الحفاظ على السلامة. في حالة النحاس، تم تحديد المستوى الأقصى المقبولعند 10 ملغ / يوم.راجعتالهيئة الأوروبية لسلامة الأغذيةموضوع السلامة نفسه وحددت المستوى الأقصى عند 5 ملغ / يوم.
لم تضع منظمة الصحة العالمية الحد الأدنى من المدخول اليومي للنحاس لهذه الفئات العمرية. في أمريكا الشمالية، يُلاحظ أن المُخصص اليومي المُحبذ كما يلي: 0.34 ملغ/ يوم للأطفال من 1 إلى 3 سنوات؛ 0.44 ملغ / يوم للأعمار 4 إلى 8 سنوات؛ 0.7 مغ / يوم للأعمار 9-13 سنة؛ و 0.89 ملغ / يوم للأعمار 14-18 سنة. والمستوى الأقصى المقبول: 1 مغ / يوم للأطفال من 1 إلى 3 سنوات؛ 3 مغ / يوم للأعمار 4 - 8 سنوات؛ 5 ملغ / يوم للأعمار 9-13 سنة؛ و 8 ملغ / يوم للأعمار 14-18 سنة.
إن الرضع المولودين مكملي شهور الحمل والخُدج أكثر حساسية لنقص النحاس من البالغين. بما أن الجنين يُراكم النحاس خلال الأشهر الثلاثة الأخيرة من الحمل، فإن الرضع الذين يولدون قبل الأوان لم يكن لديهم الوقت الكافي لتخزين ما يكفي من النحاس في أكبادهم، وبالتالي يحتاجون إلى المزيد من النحاس عند الولادة من الرضع كاملي النمو.
وبالنسبة للرضع كاملي النمو، فإن المدخول الآمن والكافي من النحاس حوالي 0.2 مغ / يوم في أمريكا الشمالية. أما بالنسبة للأطفال الخُدج، فإنه أعلى بشكل ملحوظ: 1 مغ / يوم. أوصت منظمة الصحة العالمية بالحد الأدنى من المدخول المناسب، وتنصح بأن يعطى الخدج حليب مدهم بنحاس إضافي لمنع تطور نقص النحاس.
في أمريكا الشمالية، وضع معهد الطب في الولايات المتحدة المُخصص اليومي المُحبذ لفترة الحمل ما مقداره 1.0 ملغ / يوم وللإرضاع 1.3 ملغ / يوم.تُعرف الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية مجموعات البيانات مثلالقيم الغذائية المرجعية، بأنها المتناول المرجعي للأفراد بدلاً من المُخصص اليومي المُحبذ. حيث المتناول المرجعي للأفراد في فترة اللحمل هو 1.6 ملغ / يوم، وللإرضاع 1.6 ملغم / يوم - وهذا أعلى من قيم المُخصص اليومي المُحبذ الأمريكية.
النحاس هو معدن أساسيشحيحلا يمكن تشكيله في جسم الإنسان. يجب ابتلاعه من مصادره الغذائية.
تساهم الأطعمة تقريبًا بكل النحاس المستهلك من البشر.تتضمن أفضل المصادر الغذائيةالمأكولات البحرية(خاصةالمحار)،ولحوم الأعضاء(مثل الكبد)، والحبوب الكاملة،والبقوليات(مثلالفاصولياءوالعدس)، والشوكولاتة.المكسرات، بما في ذلكالفول السودانيوالجوز، غنية بشكل خاص بالنحاس، وكذلك الحبوب مثلالقمحوالجاودار، والعديد من الفواكه بما في ذلكالليمونوالزبيب. المصادر الغذائية الأخرى التي تحتوي على النحاس تشملالحبوب،والبطاطا،والبازلاءواللحوم الحمراءوالفطروبعض الخضار الورقية الخضراء الداكنة (مثلاللفت)، والفواكه (جوز الهند،والبابايا،والتفاح). يحتويالشاي،والأرز،والدجاج، على نسب منخفضة من النحاس، ولكن يمكن أن توفر كمية معقولة من النحاس عندما يتم استهلاكها بكميات كبيرة.
إن تناول نظام غذائي متوازن يحوي مجموعة من الأطعمة من مجموعات غذائية مختلفة هو أفضل طريقة لتجنب نقص النحاس. في كل من البلدان المتقدمة والنامية، البالغون والأطفال الصغار والمراهقون الذين يستهلكون تظام غذائي مكون من الحبوب أوالدخنأوالدرناتأو الأرز مع البقوليات (الفول) أو كميات صغيرة من الأسماك أو اللحوم وبعض الفواكه والخضروات وبعض الزيوت النباتية من المحتمل أن يحصلوا على كميات كافية من النحاس إذا كان استهلاكهم الغذائي مناسبًامن حيثالسعرات الحرارية. في البلدان المتقدمة حيث استهلاك اللحوم الحمراء مرتفع، من المرجح أيضًا أن يكون مدخول النحاس كافيًا.
يوجد النحاس في معظمالمياه السطحيةوالمياه الجوفيةفي العالم كعنصر طبيعي في القشرة الأرضية، على الرغم من أن التركيز الفعلي للنحاس في المياه الطبيعية يختلف جغرافيًا. يمكن أن تحتوي مياه الشرب على 20-25٪ من النحاس الغذائي.
يمكن أن تكون أنابيب النحاس التي تنقل مياه الشرب مصدرًا للنحاس الغذائي في العديد من مناطق العالم. أنبوب النحاس يمكن أن يرشح منه كمية صغيرة من النحاس، خاصة في السنتين الأولى والثانية من الخدمة. بعد ذلك، يتشكل سطح واقي عادة في داخل أنابيب النحاس مما تؤخر الارتشاح.
لا ينصح عمومًا بتناول المكملات الغذائية للبالغين الأصحاء الذين يستهلكون نظامًا غذائيًا متوازنًا يتضمن مجموعة مختلفة من الأطعمة. ومع ذلك، قد تكون المكملات تحت رعاية الطبيب ضرورية للخدج أو الذين لديهمأوزان منخفضة للولادة، أو الرضع الذين يتلقون حليب صناعي غير مدعم أو حليب البقر خلال السنة الأولى، والأطفال الصغار الذين يعانون منسوء التغذية. يمكن للأطباء النظر في إضافة النحاس للدوافع التالية 1) الأمراض التي تقلل الهضم (على سبيل المثال، الأطفال الذين يعانون منالإسهالالمتكرر أوالعدوى؛والكحولية)، 2) استهلاك كميات غير كافية من الطعام (على سبيل المثال، في حالاتكبار السن،والمرضى، وأولئك الذين يعانون مناضطرابات الأكلأو الذين يتبعون حميات غذائية)، 3) المرضى الذين يتناولون أدوية تمنع استخدام الجسم للنحاس، 4) مرضىفقر الدمالذين يعالجونبمكملات الحديد، 5) أي شخص يتناول مكملات الزنك، و 6) أولئك الذين يعانون من مرضهشاشة العظام.
وتحتوي العديد من مكملات الفيتامينات الشائعة على النحاس كجزيئات غير عضوية صغيرة مثل أكسيد الحديد. هذه المكملات يمكن أن تؤدي إلى زيادة النحاس الحر في الدماغ حيث يمكن أن يعبر النحاسالحاجز الدموي الدماغيمباشرة. عادة، يتم معالجة النحاس العضوي في الغذاء أولاً في الكبد الذي يحافظ على مستويات النحاس الحر تحت السيطرة.
إذا تم تناول كميات غير كافية من النحاس، فستنفد مخازن النحاس فيالكبدوسيؤدي نقص النحاس إلى المرض أو إصابة الأنسجة (وفي الحالات الشديدة، الوفاة). يمكن معالجة السمية الناتجة عن نقص النحاس بنظام غذائي متوازن أو بالمكملات تحت إشراف الطبيب. على العكس، مثل جميع المواد، يمكن أن يصبح تناول النحاس بكميات كبيرة وأعلى بكثير مما حددتهمنظمة الصحة العالميةسامًا.ترتبط سمية النحاس الحادة عمومًا بابتلاعه غير المقصود. وهذه الأعراض تهدأ عند التوقف عن ابتلاع مصادره الغذائية التي تحتوي نسبة عالية منه.
في عام 1996، ذكر البرنامج الدولي للسلامة الكيميائية، وهي وكالة مرتبطة بمنظمة الصحة العالمية، أن «المخاطر الصحية الناجمة عن نقص استهلاك النحاس أكثر خطورة من تناول كمية كبيرة من النحاس». تم تأكيد هذا الاستنتاج في استطلاعات عدة وباستخدام طرق مختلفة للتعرض للنحاس.
الشرح أدناه هو لحالات نقص النحاس غير الوراثي وزيادته.
هناك تقارير متضاربة حول مدى حدوث النقص فيالولايات المتحدة. وتشير مراجعة واحدة إلى أن 25٪ تقريبًا من المراهقين والبالغين والأشخاص فوق 65 عامًا لا يحصلون على المخصص اليومي المحبذ للنحاس.ويقول مصدر آخر أقل شيوعًا: قرر المسح الفيدرالي لاستهلاك الغذاء أنه بالنسبة للنساء والرجال فوق سن التاسعة عشر، بلغ متوسط الاستهلاك للنحاس من الأطعمة والمشروبات 1.11 و 1.54 ملغم / يوم، على التوالي. بالنسبة للنساء، استهلك 10٪ منهن أقل من متوسط الاحتياجات المقدرة، وللرجال أقل من 3٪.
ظهر نقص النحاس المكتسب مؤخرًا في اعتلال النخاع الشوكي التنكسي عند البالغينوفي اضطرابات الدم الشديدة بما في ذلكمتلازمة خلل التنسج النقوي.لحسن الحظ، يمكن التأكد من نقص النحاس من خلال وجود تراكيز منخفضة من النحاس فيمصل الدمومنالسيرولوبلازمينفي الدم.
ومن الحالات الأخرى المرتبطة بنقص النحاس:هشاشة العظام،والفصال العظمي،والتهاب المفاصل الروماتويدي،وأمراض القلبوالأوعية الدموية،وسرطان القولون، والحالات المزمنة التي تشمل العظموالنسيج الضاموالقلب والأوعية الدموية. والجهاز العصبي وجهاز المناعة.يغير نقص النحاس دور المكونات الخلوية الأخرى المشاركة في نشاط مضادات الأكسدة، مثل الحديدوالسيلينيوموالغلوتاثيون، وبالتالي يلعب دورًا مهمًا في الأمراض التي يرتفع فيهاالإجهاد التأكسدي. يعتقد أن نقص النحاس الخفيف أكثر انتشارًا مما كان يعتقد سابقًا، ويمكن أن يضعف صحة الإنسان بطرق خفية.
تشمل مجموعات الأفراد المعرضة لنقص النحاس الأشخاص الذين يعانون من عيوبمرض مينكيسالوراثية، والرضع منخفضي وزن الولادة، والرضع الذين يرضعون حليب البقر بدلا من حليب الثدي أو الحليب الصناعي المُدعم، والأمهات الحوامل والمرضعات، والمرضى الذين يتلقونالتغذية بالحقن، والأفراد الذين يعانون من «متلازمة سوء الامتصاص»(ضعف امتصاص الغذاء)، ومرضىالسكري، والأفراد الذين يعانون من الأمراض المزمنة التي تؤدي إلى انخفاض استهلاك الغذاء، مثل الكحوليين، والأشخاص الذين يعانون من اضطرابات الأكل. قد يكون كبار السن والرياضيون أكثر عرضة لنقص النحاس بسبب احتياجاتهم الخاصة التي تزيد من المتطلبات اليومية.قد يقل مدخول النحاس عندالنباتيينبسبب استهلاك الأطعمة النباتية التي ينخفض فيها النحاس.يزيد خطر حدوث وزن الولادة المنخفض وضعف العضلات ، والمشاكل العصبية في الأجنة والرضع الذين تعاني أمهاتهم من نقص النحاس. قد يؤدي نقص النحاس في هذه المجموعات إلى حدوثفقر دم، أوتشوهات في العظام، أو ضعف النمو، أو زيادة الوزن، أو عدوى متكررة (نزلات البرد، أوالأنفلونزا، أوالالتهاب الرئوي)، أو ضعف التنسيق الحركي، أو انخفاض الطاقة.
فرط النحاس هو موضوع لكثير من البحوث الحالية. لقد برزت من تلك الدراسات العديد من الفروقات التي تفيد بأن عوامل حدوث فرط النحاس تختلف بين الأفراد الطبيعيين وأولئك الذين لديهم قابلية متزايدة للآثار الضائرة والذين يعانون من أمراض وراثيةنادرة.وقد أدى ذلك إلى تصريحات من منظمات صحية يمكن أن تكون مربكة للغير مطلعين. على سبيل المثال، وفقًا لتقريرمعهد الطب الأمريكي،فإن نسبة كبيرة من السكان يتناولون النحاس بكمية أقل من الموصى بها. من ناحية أخرى، خلص المجلس القومي للبحوث في الولايات المتحدةفي تقريره «النحاس في مياه الشرب» إلى أن هناك مخاوف من سُمية النحاس في المجموعات السكانية الحساسة، وأوصى بإجراء بحث إضافي لتحديد وتمييز المجموعات الحساسة للنحاس.
زيادة تناول النحاس يسبب اضطراب في المعدة،وغثيان، وإسهال ويمكن أن يؤدي إلىإصابة الأنسجةوالمرض.
قد تكون قدرة النحاس على الأكسدة مسؤولة عن بعض سُميتها في حالات الافراط في تناوله. عند وجود تركيز عالي من النحاس، من المعروف أنه ينتج تلفًا تأكسديًا للأنظمة البيولوجية، بما في ذلك فوق أكسدةالليبيداتأوالجزيئات الضخمةالأخرى.
في حين أن سبب وآلية تطورمرض الزهايمرغير مفهومة جيدًا، تشير الأبحاث إلى أنه، ومن بين العديد من الملاحظات الرئيسية الأخرى، يتراكم الحديد،والألمنيوم،والنحاسفي أدمغة مرضى الزهايمر. ومع ذلك، لم يعرف بعد ما إذا كان هذا التراكم هو سبب أو نتيجة للمرض.
ظلت الأبحاث مستمرة على مدى العقدين الماضيين لتحديد ما إذا كان النحاس مسبباً أو عاملاً وقائياً لمرض الزهايمر. على سبيل المثال، كعامل مسبب محتمل أو أحد أشكال اضطراب استتباب المعادن، تشير الدراسات إلى أن النحاس قد يلعب دورًا في زيادة نمو تجمعات البروتين في أدمغة مرضى الزهايمر،ربما عن طريق إتلاف الجزيء الذي يزيل التراكم السامللأميلويد بيتافي الدماغ.هناك علاقة بين النظام الغذائي الغني بالنحاس والحديد والدهون المشبعة من ناحية ومرض الزهايمر من ناحية أخرى.من ناحية أخرى، تظهر الدراسات أيضًا الأدوار المفيدة المحتملة للنحاس في كونه علاجًا بدلاً من التسبب بمرض الزهايمر.على سبيل المثال، ظهر أن النحاس يعمل على 1) تعزيز المعالجة الغير نشوانية للبروتين السلف للبيتا أميلويد (APP)، وبالتالي خفض إنتاج بيتا أميلويد (Aβ) فيأنظمة زرع الخلايا2) زيادة عمر وتقليل إنتاج الأميلويد القابل للذوبان في الفئران المعدلة وراثيًا، و 3) انخفاض مستوى البيتا أميلويد فيالسائل الدماغي الشوكيفي مرضى الزهايمر.
وعلاوةً على ذلك، تم استبعاد استخدام النحاس كعلاج طويل الأمد (تناول 8 ملغ من النحاس (Cu-(II)-orotate-dihydrate) عن طريق الفم) كعامل خطر لمرض الزهايمر في تجربة سريرية مشهورة على البشروقد ثبت وجود دور مفيد للنحاس في مرض الزهايمر من خلال مستويات السائل الدماغي الشوكي من Aβ42، وهو الببتيد السام والعلامة الحيوية للمرض.هناك حاجة إلى مزيد من البحوث لفهم اضطرابات استتباب المعادن في مرضى الزهايمر وكيفية معالجة هذه الاضطرابات. وبما أن هذه التجربة استخدمت Cu- (II) -orotate-dihydrate، فإنه لا تشير إلى تأثير أكسيد النحاس الموجود في المكملات.
في البشر، الكبد هو العضو الأساسي لسمية النحاس. وتشمل الأعضاء المستهدفة الأخرى العظام والجهاز العصبي المركزي والجهاز المناعي.يحفز استهلاك النحاس الزائد التسمم بشكل غير مباشر من خلال التفاعل مع العناصر الغذائية الأخرى. على سبيل المثال، يسبب تناول النحاس الزائد فقر الدم عن طريق التدخل في نقل الحديد و / أو التمثيل الغذائي له.
أدى تحديد اضطرابات استقلاب النحاس الوراثية المؤدية إلى سمية النحاس الشديدة (أيمرض ويلسون) إلى إجراء بحوث فيعلم الوراثة الجزيئيوعلم الأحياءحول استتباب النحاس (لمزيد من المعلومات، يرجى الرجوع إلى القسم التالي حول الأمراض النحاس الوراثية). وقد كان موضع اهتمام متمركزًا حول العواقب المحتملة لسمية النحاس في السكان الطبيعيين والذين يمكن أن يكونوا عرضة للإصابة. وتشمل المجموعات السكانية المعرضة للخطر مرضىغسيل الكلىوالأفراد المصابينبأمراض الكبد المزمنة. في الآونة الأخيرة، ظهر اهتمام حول الحساسية المحتملة لأمراض الكبد عند الأفراد الحاملينلزيجوت متغايرة الألائللمرض ويلسون الوراثي (أي أولئك الذين لديهمجينطبيعي وجين متحور لمختصر الأتباز المسبب لمرض ويلسون) ولكن الذين لا يعانون من المرض (حيث يتطلب عيوب في كلا الجينين).ومع ذلك، لا تتوفر حتى الآن أي بيانات تدعم أو تفند هذه الفرضية.
لوحظ تطور في الأعراض بما في ذلك ألم البطن،والصداع،والغثيان، والدوخة،والقيء،والإسهال،وتسرع القلب، وصعوبة في التنفس،وفقر الدم الانحلالي،والبيلة الدموية، ونزيف هائل في الجهاز الهضمي،والفشل الكلويوالكبدي، والموت، في تقارير عن أفراد ابتلعو عن قصد أو عن غير قصد تركيزات عالية من أملاحالنحاس(حيث لا تكون الجرعات معروفة عادة ولكن سُجلت من 20–70  جرام من النحاس). .
تتميز نوبات الاضطراب الهضمي الحاد بعد ابتلاع مفرد أو متكرر لمياه الشرب التي تحتوي على مستويات مرتفعة من النحاس (عادة ما تكون أعلى من 3–6  ملغ / لتر) بالغثيان والقيء وتهيّج المعدة. تزول هذه الأعراض عندما يتم تقليل النحاس في مصدر مياه الشرب.
أجريت ثلاث دراسات تجريبية تُظهِر عتبة الاضطراب الهضمي الحاد بما يقرب من 4–5  ملغم / لتر لدى البالغين الأصحاء، على الرغم من أنه ليس من الواضح من هذه النتائج ما إذا كانت الأعراض ناجمة عن تأثيرات مهيجة شديدة من النحاس و / أو من الطعم المعدني المرير المالح.في دراسة تجريبية للبالغين الأصحاء، بلغ متوسط عتبة التذوق لكبريتات وكلوريد النحاس في ماء الصنبور، أو الماء منزوع الأيونات، أو المياه المعدنية حوالي 2.5–3.5  ملغم / لتر.وهذا أقل بقليل من العتبة التجريبية للاضطراب الهضمي الحاد.
لم يتم دراسة سمية النحاس على المدى الطويل بشكل جيد عند البشر، ولكنها نادرة في السكان الطبيعيين الذين لا يعانون من خلل وراثي في استتباب النحاس.
هناك أدلة قليلة تشير إلى أن التعرض المزمن للنحاس يؤدي إلىتأثيرات جهازيةغير إصابة الكبد.تم الإبلاغ عن التسمم المزمن بالنحاس المؤدي إلى قصور الكبد لدى شاب بالغ دون وجود حساسية وراثية معروفة حيث استهلك 30–60  ملغ / اليوم من النحاس كمكمل معدني لمدة 3 سنوات.الأفراد في الأسر الأمريكية الموردة بماء الصنبور المحتوي على أكثر من 3 ملغم / لتر من النحاس لم تظهر عليها أي آثار صحية ضارة.
لم يُلاحظ أي آثار لمكملات النحاس على إنزيمات الكبد المصلية -المؤشرات الحيويةللإجهاد التأكسدي- وغيرها من النقاط الكيميائية الحيوية في المتطوعين الشباب الأصحاء الذين يعطون جرعات يومية من 6 إلى 10  ملغم / اليوم من النحاس لمدة تصل إلى 12 أسبوعًا.الرضع الذين تتراوح أعمارهم بين 3-12 شهرًا واستهلكوا مياه تحتوي على 2 ملغم نحاس /لتر لمدة 9 أشهر لم تختلف في أعراض الجهاز الهضمي،ومعدل النمو، والمراضة، وإنزيم الكبد المصلي ومستوياتالبيليروبين، وغيرها من نقاط الكيميائية الحيوية.) كانالسيرولوبلازمينالمصلي مرتفعًا بشكل مؤقت في مجموعة الرضع المعرضة لمدة 9 أشهر ويشبه المجموعة المقابلة المعرضة لمدة 12 شهرًا، مما يشير إلى التكيف الاستتبابي و / أو نضوج الاستجابة.
لم يرتبط التعرّض عن طريق الجلد بالسمية الجهازية، لكن تفيد التقارير السردية بوجود استجابة تحسسية ضدالنيكلوالتفاعل المتصالبمع النحاس أو تهيج الجلد من النحاس.يبرز عند العمال الذين تعرضوا لمستويات عالية من النحاس (مما أدى إلى تناول كمية مقدرة بـ 200  ملغم Cu / د) علامات تشير إلى سمية النحاس (على سبيل المثال، ارتفاع مستويات النحاس في الدم،تضخم الكبد). ومع ذلك، قد تسهم حالات أخرى من التعرّض لمبيدات الآفات أو التعرض في عمليات التعدين والصهر في هذه التأثيرات.
على الرغم من وجود عددٍ من المؤشرات المفيدة في تشخيص نقص النحاس، فلا توجد مؤشرات حيوية موثوقة لزيادة النحاس في المدخول الغذائي. المؤشر الأكثر موثوقية لزيادة النحاس هو تركيز النحاس في الكبد. ومع ذلك، فإن قياس هذه النقطة عند الإنسان البشر استقضائية ولا يتم إجراؤها عمومًا إلا في حالات الاشتباه بتسمم بالنحاس. لا ترتبط مستويات المرتفعة من النحاس أو السيرولولاسين المصلي بشكل موثوق بسُمية النحاس، حيث يمكن أن يحدث ارتفاع في التركيز عن طريقالالتهابوالعدوىوالمرضوالأورام الخبيثةوالحمل وغيرها من عوامل الإجهاد البيولوجية. تختلف مستويات الإنزيمات المحتوية على النحاس، مثلسيتوكروم سي أوكسيداز،وفوق أكسيد الدسموتاز، ودايميناز أكسيداز، ليس فقط في الاستجابة لحالة النحاس ولكن أيضًا في الاستجابة لمجموعة متنوعة من العوامل الفيزيولوجية والبيوكيميائية الأخرى، وبالتالي فهي علامات متناقضة لزيادة النحاس.
وقد ظهر في السنوات الأخيرة مرشح كمؤشر حيوي جديد لفائض النحاس ونقصه. هذا المؤشر المحتمل هو عبارة عن بروتينتشابيرن، والذي يسلم النحاس للبروتين المضاد للأكسدة فوق أكسيد الدسموتاز 1 (SOD1) (فوق أكسيد الدسموتاز بالزنك والنحاس). يطلق عليه «تشابيرون النحاس لـ (CCS)» (SOD1)، وتدعم بيانات حيوانية ممتازة استخدامه كمؤشر لنقص النحاس وزيادته في الخلايا التي يمكن الوصول إليها (مثلكريات الدم الحمراء). يجري اختبار CCS حاليًا كمؤشر حيوي لدى البشر.
هذه الأمراض موروثة ولا يمكن اكتسابها. تعديل مستوى النحاس في النظام الغذائي أو مياه الشرب لن يعالج هذه الأمراض (على الرغم من العلاجات المتاحة لعلاج أعراض مرض فائض النحاس الوراثي).
تُمكّن دراسة أمراض أيض النحاس الوراثية والبروتينات المرتبطة بها العلماء من فهم كيفية استخدام الجسم البشري للنحاس، ولماذا هي مهمة كمغذيات دقيقة أاساسية.
تنشأ الأمراض من عيوب في مضختي نحاس متشابهتين، وهما مضخة منيكس ومضخة ويلسون لمختصر الأتباز النحاسي (Cu-ATPases).يتم التعبير عن مضخة مينكس في أنسجة مثلالخلايا الليفية اليافعةلبناء الجلد، والكلى،والمشيمة، والدماغ، والجهاز الهضمي والأوعية الدموية، في حين يتم التعبير مضخة ويلسون أساسًا في الكبد، ولكن أيضًا فيالغدد الثدييةوربما في الأنسجة المتخصصة الأخرى.تقود هذه المعرفة العلماء نحو العلاجات الممكنة لأمراض النحاس الوراثية.
وُصِف مرض مينكس، وهو حالة وراثية لنقص النحاس، لأول مرة من قبل جون مينكس في عام 1962. وهو اضطراب نادر مرتبطبكرموسوم Xويؤثر على ما يقرب من 1,000,000 مولود حي، معظمهم من الأولاد.لا يستطيع الكبد في مرضى مينكس امتصاص النحاس الأساسي اللازم للمرضى للبقاء على قيد الحياة. يتوفى المريض عادة في مرحلة الطفولة المبكرة: حيث يموت معظم الأفراد المصابين قبل عمر 10 سنوات، على الرغم من بقاء العديد من المرضى حتى سن المراهقة وأوائل العشرينات.
البروتين الذي ينتجه جين مينكس هو المسؤول عن نقل النحاس عبرالقناة الهضميةوالحاجز الدموي الدماغي.الطفرة في الجينات التي تشفر أتباز النحاس تبقي النحاس محاصراً في بطانةالأمعاء الدقيقة. وبالتالي، لا يمكن ضخ النحاس من الخلايا المعوية إلى الدم لنقله إلى الكبد وبالتالي إلى بقية الجسم.وبالتالي يشبه المرض النقص الغذائي الشديد في النحاس على الرغم من الابتلاع الكافي للنحاس.
وتشمل أعراض المرض الشعر الخشن الجاف ناقص الصبغة، وغيره من مشاكل حديثي الولادة، بما في ذلك عدم القدرة على التحكم في درجة حرارة الجسم،والتخلف العقلي، والعيوب الهيكلية، ونمو الأنسجة الضامة غير الطبيعية.
يظهر على مرضى مينكس اضطرابات عصبية حادة، على ما يبدو بسبب عدم وجود العديد من الأنزيمات المعتمدة على النحاس اللازمة لنمو الدماغ،بما في ذلك انخفاض نشاط سيتوكروم سي أكسيداز.يرجع الشعر الهش، ناقص الصبغة ذو المظهر المجعد، إلى قصور في انزيم نحاسي غير معروف. وينتج عن انخفاض نشاط أُكسيداز الليزيل حدوث خلل فيالكولاجينوالإيلاستينوخلل فيالنسيج الضامبما في ذلكأم الدم الأبهرية، والجلد الرخو، والعظام الهشة.
مع التشخيص المبكر والعلاج الذي يتكون من حقن يومية من مادةالهيستدينالنحاسيية التي تُعطى داخلالصفاقوداخل القراب فيالجهاز العصبي المركزي، حيث تمكن هذه الحقن من تجنب بعض المشاكل العصبية الشديدة والبقاء على قيد الحياة لفترة طويلة. ومع ذلك، يحتفظ مرضى مينكس باضطرابات غير طبيعية في العظام والنسيج الضام ويظهر عليهم تخلف عقلي خفيف إلى حاد.حتى مع التشخيص المبكر والعلاج، فإن مرض مينكس يكون مميتًا في الغالب.
يؤدي البحث المستمر في مرض مينكس إلى فهم أكبر لاستتباب النحاس،والآليات البيوكيميائية المعنية بالمرض، والطرق الممكنة لعلاجه.تم تصميم الفحوصات لبحث نقل النحاس عبر الحاجز الدموي الدماغي، والتي تستند إلى دراسات أجريت علىفئران معدلة وراثيًا، لمساعدة الباحثين على فهم السبب الأساسي لنقص النحاس في مرض مينكس. يتم تغيير التركيب الجيني «للفئران المعدلة جينيًا» بطرق تساعد الباحثين على اكتساب وجهات نظر جديدة حول نقص النحاس. لقد كان البحث حتى الآن قيمًا: يمكن «إيقاف» الجينات تدريجياً لاستكشاف درجات متفاوتة من نقص النحاس.
كما لاحظ الباحثون في أنابيب اختبار أنالحمض النوويالتالف في خلايا مريض مينكس يمكن إصلاحه. في الوقت المناسب، يمكن العثور على الإجراءات اللازمة لإصلاح الجينات التالفة في جسم الإنسان.
مرض ويلسون هو اضطراب وراثيصبغي جسمينادر متنحٍ (محمول على كروموسوم 13) يؤثر على نقل النحاس مما يسبب زيادة في النحاس في الكبد.وهذا يؤدي إلىتسمم الكبد، من بين أعراض أخرى.ويعتبر المرض قابلًا للعلاج الآن.
ينشأ داء ويلسون عن طريق طفرات في البروتين الذي ينقل النحاس من الكبد إلىالصفراءللإفراز.ينطوي المرض على ضعف دمج النحاس في السيرولوبلازمين وضعف إخراج النحاس في العصارة الصفراوية وعادة ما يحدث هذا بسبب طفرات تضعف وظيفة مضخة ويلسون للنحاس. هذه الطفرات الجينية تؤدي إلى التسمم بالنحاس بسبب تراكم النحاس الزائد، في الغالب في الكبد والدماغ ، وبدرجة أقل، فيالكلىوالعينين وغيرها من الأعضاء.
يصيب هذا المرض حوالي 1 / 30.000 رضيعًا من كلا الجنسين،وقد يصبح سريريًا واضحًا في أي وقت منالرضاعةإلى المراحل الأولىللبلوغ. يتراوح عمر بداية مرض ويلسون من 3 إلى 50 عامًا. تشمل الأعراض الأولية وجود اضطرابات في الكبد أو الجهاز العصبي أوالأمراض النفسية، ونادراً ما توجد أعراض في الكلى أوالجهاز الهيكليأوالغدد الصماء. يتطور المرض مع تعميقاليرقانوتطوراعتلال دماغي، واضطرابات شديدة فيالتخثر، ترتبط في بعض الأحيانبالتخثر داخل الأوعية،والقصور الكلويالنهائي. يظهر نوع غريب منالرعاشفيالأطراف العلياوبطء في الحركة وتغيرات في المزاج. تظهرحلقات كايزر-فلايشر، وتكون بلون بني صدئ في الحواف الخارجيةللقزحيةبسبب ترسب النحاس في 90٪ من المرضى، مع بدء النحاس في التراكم والتأثير على الجهاز العصبي.
تقريبًا، يتوفى المريض دائمًا إذا لم يتم علاج المرض.لحسن الحظ، فإن تحديد الطفرات في جين «مضخة أتباز ويلسون» الذي ينشأ منه معظم حالات مرض ويلسون، جعلت اختبار الحمض النووي للتشخيص ممكنًا.
إذا تم تشخيص المرض وعلاجه في وقت مبكر بما فيه الكفاية، قد يعيش المرضى الذين يعانون من مرض ويلسون حياة طويلة ومنتجة.يتم معالجة داء ويلسون عن طريق استخدامد-بنيسيلامين(الذي يلتقط ويربط النحاس ويمكّن المرضى من إفراز النحاس الفائض المتراكم في الكبد) فيما يعترفبالعلاج بالاستخلاب، ويمكن العلاجبكبريتات الزنكأو خلات الزنك، وتقييد كمية النحاس في المدخول الغذائي، مثل الابتعاد عن تناولالشوكولاتةوالمحاروالفطر.يعتبر العلاج بالزنك العلاج المفضل الآن. حيث ينتج الزنك كتلة مخاطية من خلال تنشيط الميتالوثيونين، والذي يقوم بدوره بربط النحاس بخلايا الغشاء المخاطي حتى ينزلق وينتهي في البراز.ويتنافس مع الحديد على الامتصاص في الأمعاء عن طريق بروتين يسمى الناقل المعدني ثنائي التكافؤ (DMT1). في الآونة الأخيرة، أظهرت العلاجات التجريبية التي تستخدم tetrathiomolybdate نتائج واعدة. يبدو أن Tetrathiomolybdate هو شكل ممتاز من العلاج الأولي في المرضى الذين يعانون من أعراض عصبية. على النقيض من العلاج بنسيلامين، نادرًا ما يسمح العلاج الأولي مع tetrathiomolybdate بتدهور عصبي آخر، والذي لا يمكن علاجه في كثير من الأحيان.
تم وصف أكثر من 100 عيوب وراثية مختلفة تؤدي إلى مرض ويلسون وهي متاحة على الإنترنت في[1]. بعض الطفرات لديها طابع جغرافي.
يحمل العديد من مرضى ويلسون طفرات مختلفة على كلكروموسوم 13(أي أنه مركب متغاير الزيجوت).حتى في الأفراد الذين يحملون طفرات متماثلة الزيجوت، قد يختلف ظهور وشدة المرض.الأفراد ذوو الطفرات الحادة متماثلة الزيجوت (على سبيل المثال، تلك التي تقطع البروتين) يبدأ فيها المرض في وقت مبكر. قد تكون شدة المرض أيضًا دالة للعوامل البيئية، بما في ذلك كمية النحاس في النظام الغذائي أو التباين في وظيفة البروتينات الأخرى التي تؤثر على استتباب النحاس.
لقد تم اقتراح أن الطفرات الجينية لمرض ويلسون متغايرة الزيجوت، قد تكون أكثر قابلية لمواجهة كميات مرتفعة من النحاس من عامة الناس.وقد قدر معدل حدوث متغاير الزيجوت بـ 1/90 شخص من إجمالي عدد السكان.ومع ذلك، لا يوجد دليل لدعم هذه التكهنات.علاوة على ذلك، لا تشير مراجعة البيانات حول الأمراض الصبغية الجسمية المتنحية أحادية الأليلات عند البشر إلى احتمال تضرر الحاملين لزيجوت متغاير بشكل سلبي نتيجة حالتهم الوراثية المتغيرة.
أمراض أخرى تظهر فيها اضطرابات في استقلاب النحاس وتشمل تشمع الأطفال الهنود (ICC) والتسمم بالنحاس المستوطن في تيرول (ETIC)، والتسمم بالنحاسمجهول السبب(ICT)، والمعروف أيضًا باسم تشمع الأطفال غير الهنود. التسمم بالنحاس مجهول السبب هو مرض وراثي معترف به في أوائل القرن العشرين في منطقةتيرولبالنمساوفي منطقةبونهفيالهند.
ICC ، ICT ، و ETIC هي متلازمات تحدث في سن الطفولة وتتشابه فيمسبباتهاوأعراضها.ويبدو أن كل هذه المتلازمات لها مكون وراثي وتنشأ من ارتفاع في مدخول النحاس.
في حالات ICC، فإن كمية النحاس المرتفعة ناتجة عن تسخين و / أو تخزين الحليب في أوانٍ من النحاس أوالنحاس الأصفر. من ناحية أخرى، ترجع حالات ICT إلى ارتفاع تركيز النحاس في إمدادات المياه.على الرغم من أن التعرض لتركيزات مرتفعة من النحاس توجد عادة في كلا المرضين، ويكن يبدو أن بعض الحالات تتطور لدى الأطفال الذين يرضعون من الثدي فقط أو الذين يتلقون مستويات منخفضة من النحاس في إمدادات المياه.تتمثل الفرضية السائدة حاليًا في أن ICT ناتجة عن آفة وراثية تؤدي إلى ضعف استقلاب النحاس مضافًا إليه كمية عالية من مدخول النحاس. وقد تم دعم هذه الفرضية من خلال تكرار وجودقرابة عصببين الوالدين في معظم هذه الحالات، وهي غائبة في المناطق ذات محتوى مرتفع من النحاس في مياه الشرب والتي لا تحدث فيها هذه المتلازمات.
يبدو أن التسمم بالنحاس مجهول السبب آخذ في التلاشي نتيجة لزيادة التنوع الوراثي بين السكان المتضررين بالتزامن مع البرامج التعليمية لضمان استخدام أواني الطهي مطليةبالقصديربدلاً من الأواني والمقليات النحاسية التي تختلط مباشرة بالأطعمة المطبوخة. لم ترتبط حالات تليف الكبد في مرحلة الطفولة المبكرة التي تم تحديدها فيألمانياعلى مدى 10 سنوات بمصادر خارجية من النحاس أو بتركيز مرتفع للمعادن في الكبد.اليوم، تنشأ حالات تلقائية من تسمم النحاس مجهول السبب.
إن السرطان مرضٌ معقدٌ وغير مفهومٍ جيدًا. يحقق بعض الباحثين في الدور المحتمل للنحاس فيتولد الأوعيةالمصاحب لأنواع مختلفة من السرطانات.لا يزال مخلبي النحاس، tetrathiomolybdate، الذي يستنفد مخازن النحاس في الجسم، قيد البحث كعامل مضاد لتولد الأوعية في التجارب الاستطلاعيةوالسريرية.قد يمنع هذا الدواء تولد الأوعية الدموية فيسرطان الخلايا الكبدية،ورم الظهارة المتوسطة،وسرطان القولون والمستقيم، سرطان الخلايا الحرشفية في الرأس والرقبة،وسرطان الثدي،وسرطان الكلية.يحفز المركب النحاسي المشتق من ساليسيل الدهيدبيرازولهيدرازون (SPH) استماتة الخلايا البطانية للسرة البشرية (HUVEC)، وأظهر تأثير مضاد لتولد الأوعية في المختبر.
وجد أن النحاس وهو عنصر شحيح يعزز نمو الورم.تشير عدة أدلة من نماذج حيوانية إلى أن الأورام تجمع مستويات عالية من النحاس. في هذه الأثناء، تم العثور على مزيد من النحاس في بعض أنواع السرطانات.في الآونة الأخيرة، تم اقتراح استراتيجيات علاجية تستهدف النحاس في الورم. عند استعمال نوع معين منمتمخلبالنحاس، يتم تشكيل مركب نحاسي معقد بمستويات مرتفعة نسبيًا في الأورام. غالبًا ما تكون المركبات النحاسية سامة للخلايا، وبالتالي تُقتل خلايا الورم، في حين تبقى الخلايا الطبيعية في الجسم كله على قيد الحياة عند مستوى منخفض من النحاس.
تمتلك بعض متمخلبات النحاس فعالية بيولوجية أفضل بعد تشكيل متمخلبات النحاس المعقدة. تم العثور على أن Cu2+ كان في حاجة ماسة لـ PDTC المحفز لاستماتة خلاباابيضاض الدمالبشرية (HL-60 cells).أظهر SBH النحاسي زيادة فعالية تثبيط النمو في العديد من خطوط الخلايا السرطانية، بالمقارنة مع SBHs الخالي من المعادن.
يمكن أن يتفاعل SBHs مع العديد من أنواع الكاتيونات المعدنية الانتقالية وبالتالي تشكل عددًا من المركبات.كانت مركبات SBH النحاسية أكثر سمية للخلايا من مركبات المعادن الانتقالية الأخرى (Cu > Ni > Zn = Mn > Fe = Cr > Co) في خلايا MOLT-4، وهي عبارة عن خط لسرطان ابيضاض الدم تّائي الخلايا البشري. يبدو أن SBHs، خاصةً مركباتها النحاسي ، هي مثبطات قوية لعملية تصنيعالدناونمو الخلايا في العديد من خطوط الخلايا السرطانية البشرية، وخطوط خلاياالسرطان القارض.
وجد أن مشتقات (SPH) تثبط نمو خلايا سرطان الرئة A549.لدى SPH روابط متطابقة لـ Cu2 + مثل SBH. تم العثور على مركب Cu-SPH لتحفيز الموت المبرمج للخلايا في خلايا سرطان الرئة A549، وH322، و H1299.
اللولب الرحميالنحاسي (IUD) هو إحدى وسائل منع الحمل طويلة الأمد القابلة للانعكاس والتي تعتبر واحدة من أكثر أشكالمنع الحملفعالية.ويعتبر أيضًا أكثر وسائل منع الحمل غير الهرمونية فاعلية. إن آلية عمل اللولب النحاسي الرئيسية هي منع الإخصاب. يتم إفراز مواد فعالة من الـ IUD، والتي تعمل مع المنتجات المشتقة منالتفاعل الالتهابيالموجود في سوائل المجرى التناسلي، وهذه المفرزات سامةللحيوانات المنويةوالبويضات، مما يمنع تكونالجاميتاتالسليمة وتشكيل أجنة قابلة للحياة.
بالإضافة إلى كونه مادة غذائية أساسية للبشر، يعتبر النحاس حيويًا لصحة الحيوانات والنباتات ويلعب دورًا هامًا فيالزراعة.
إن تركيز النحاس في التربة غير موحد حول العالم. في العديد من المناطق، تحتوي التربة على مستويات غير كافية من النحاس. التربة التي تقل فيها كمية النحاس بشكل طبيعي غالبًا ما تتطلب مكملات النحاس قبل زراعة المحاصيل، مثلالحبوب.
يمكن أن يؤدي نقص النحاس في التربة إلى فشل المحاصيل. يمثل نقص النحاس مشكلة رئيسية في الإنتاج العالمي الغذاء، مما يؤدي إلى خسائر في الإنتاجية وانخفاض جودة الإنتاج. يمكنللأسمدةالنيتروجينية أن تزيد من نقص النحاس في التربة الزراعية.
إن أهم محصولين غذائيين في العالم، وهماالأرزوالقمح، أكثر عرضة لنقص النحاس. كذلك هناك العديد من الأطعمة الهامة الأخرى، بما في ذلكالحمضيات،والشوفان،والسبانخوالجزر. من ناحية أخرى، بعض الأطعمة بما في ذلكجوز الهند،وفول الصوياوالهليونليست حساسة لنقص النحاس في التربة.
والاستراتيجية الأكثر فعالية لمواجهة نقص النحاس هي تغذية التربة بمكملات النحاس، وعادة ما يكون ذلك على شكل كبريتات النحاس. كما يستخدمحمأةالصرف الصحي في بعض المناطق لتجديد الأراضي الزراعية بالمواد العضوية والمعادن الشحيحة، بما في ذلك النحاس.
في المواشي، تظهرالأبقاروالأغناممؤشرات عندما تعاني نقص النحاس. الرنح الحيواني، وهو مرض يصيب الخراف مرتبط بنقص النحاس، ويسبب تكاليف باهظة على المزارعين في جميع أنحاء العالم، لا سيما فيأوروباوأمريكا الشماليةوالعديد من البلدان الاستوائية. بالنسبةللخنازير، فقد ثبت أن النحاس محفز نمو مهم.