النحاس في الصحة
الأساسيات > الاستتباب

يتم امتصاص النحاس ونقله وتوزيعه وتخزينه وإخراجه من الجسم وفقًا لعمليات الاستتباب المعقدة 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 جوانب استتباب النحاس معروفة على المستوى الجزيئي. ترجع أهمية النحاس إلى قدرته على التصرف كمانح أو مستقبل للإلكترونات حيث تتقلب أكسدة النحاس بين Cu1+(نحاسوز) و Cu2+(نحاسيك). كعنصر مكون لحوالي عشرات الأنزيمات النحاسية، يشترك النحاس في تفاعلات الأكسدة-الاختزال في عمليات التمثيل الغذائي الأساسية مثل التنفس الميتوكوندري، وتصنيع الميلانين، وربط الكولاجين. النحاس جزء لا يتجزأ من الإنزيم المضاد للتأكسد، سوبر أكسيد ديسميوتاز(Cu,Zn-SOD)، وله دور في استتباب الحديد كعامل مساعد في السيرولوبلازمين. قائمة ببعض الإنزيمات الرئيسية المحتوية على النحاس ووظائفها ملخصة أدناه:
| Enzymes | Function |
| --- | --- |
أكسيداز الأمين: مجموعة من الإنزيمات المؤكسدة للأمينات الأولية (على سبيل المثال: التيرامين، والهيستدين، وعديد الأمين)
سيرولوبلازمين (أكسيداز الحديدي): أوكسيديز النحاس المتعددة في البلازما، وهو ضروري لنقل الحديد
سيتوكروم سي أكسيداز: إنزيم الأوكسيداز النهائي في سلسلة التنفس الخلوي في الميتوكوندريا، يشارك في نقل الإلكترونات
دوبامين بيتا هيدروكسيلاز: يشارك في أيض الكاتيكولامين، ويحفز تحويل الدوبامين إلى نورايبنفرين
هيفاستين: أكسيداز الحديدي متعدد النحاس، بشارك في نقل الحديد عبر الغشاء المخاطي المعوي للجهاز البوابي الكبدي
أُكسيدازُ اللِّيزيل: تصالب الكولاجين والإيلاستين
(Peptidylglycine alpha-amidating mono-oxygenase (PAM: إنزيم متعدد الوظائف يشارك في نضوج وتعديل الببتيدات العصبية الرئيسية (على سبيل المثال: الناقلات العصبية والببتيدات العصبية الصماء)
سوبر أكسيد ديسميوتاز (الزنك، النحاس): إنزيم داخل خلوي وخارج خلوي يشارك في الدفاع ضد مركبات الأكسجين النشطة (على سبيل المثال: تدمير جذور فوق الأكسيد)
تايروسيناز: يحفز إنتاج الميلانين والصبغات الأخرى
إن نقل واستقلاب النحاس في الكائنات الحية هو حاليًا موضوع بحث مهم. يتضمن نقل النحاس خلويًا تحريك النحاس من خارج الخلية إلى داخلها عبر غشاء الخلية بواسطة ناقلات متخصصة. في مجرى الدم، يتم نقل النحاس في جميع أنحاء الجسم عن طريق الألبومين، والسيرولوبلازمين، وبروتينات أخرى. ينتقل غالبية النحاس في الدم (أو النحاس في المصل) 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 تصنيع الأنزيمات المحتوية على النحاس في تركيبها وإلى العضيات بواسطة بروتينات متخصصة تدعى التشابيرونات المعدنية. 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 مع العصارة 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 الناقل للغشاء البلازمي المعروف باسم ناقل النحاس 1 أو (Ctr1 (Copper Transporter 1. يرتبط Ctr1 بسرعة ببروتينات تشابيرون النحاسية 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 داخل جهاز غولجي إلى بروتينات عدة منها دوبامين بيتا أحادي الأوكسجيناز و peptidylglycine alpha-amidating monooxygenase وأُكسيدازُ اللِّيزيل وتايروسيناز، اعتمادًا على نوع الخلية. جين CCS هو تشابيرون نحاسي لسوبر أكسيد الديسميوتاز الذي يحمي الخلايا ضد مركبات الأكسجين النشطة؛ ويقوم الجين بإصال النحاس إلى السيتوبلازم وتجويف الميتوكوندريا. يسلم Cox17 النحاس إلى الميتوكوندريا وإلى سيتوكروم سي أكسيداز عبر 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.