铜

铜是人体内抗氧化酶的必需矿物质。尽管至关重要，但在人类饮食和水供应方面似乎已能获得足够的铜。几乎没有证据表明其作为补充剂的有用性。过量的铜会导致和加重阿尔茨海默病。

可能发生铜缺乏症的病例包括接受过胃绕道手术的患者以及质子泵抑制剂的长期使用者，这两者都会干扰铜的吸收。此外，高水平的锌摄入量可能会增加一种称为金属硫蛋白的蛋白质的生成，该蛋白质可以结合铜并降低其在体内的水平。

人体对铜缺乏有一定的适应能力，这是由于当铜的身体储存量下降时，肠道对铜的吸收增加，铜的吸收随着膳食铜摄入量的减少而变得更加有效。

低剂量的铜似乎与炎症应激后的炎症增加有关，并且改变了心肌功能，包括线粒体结构改变和心脏功能受损（标准铜水平的50％）至心肌病征象（25％的标准铜水平）。在血液流动方面似乎也有改变，大鼠的铜摄入量减少，出血增加。一项研究还指出，低铜摄入量的大鼠中促炎症酶COX-2的上调。

在啮齿动物出现“边际”铜缺乏症（标准铜摄入量的50％或更低）时，免疫和心血管功能有负面变化。当铜以足够的水平回到饮食中时，这些变化可以被标准化。

真正的铜缺乏症可能会导致脊髓病，这已在胃肠手术后出现。已知这种脊髓病发生在反刍动物身上，并且在反刍动物和人类中出现为步态共济失调和感觉症状。根据MRI评估，铜缺乏性脊髓病似乎与维生素B12缺乏症背侧柱的亚急性变性相似。

真正的铜缺乏会导致神经系统疾病，在某种程度上临床上与维生素B12缺乏相似。然而，仅在铜吸收显著受损的胃肠手术后的情况下才会注意到这一点。

死于缺血性心脏病的人的心脏组织往往铜含量较低。此外，通过重建和维持心血管组织，例如帮助交联动脉胶原蛋白和弹性蛋白的赖氨酰氧化酶，在心血管健康中发挥作用的酶依赖于铜。另一种铜依赖性酶——铜锌超氧化物歧化酶在整个身体组织的抗氧化能力中发挥作用，并且也被认为在心血管健康中起作用。这些事实共同为铜补充剂在心血管健康中可能发挥的作用提供了观察和机制的基本原理。

与年龄相匹配的血压正常的人相比，新诊断为原发性高血压的人血浆铜水平较低。

已知铜在几种对巨噬细胞的免疫功能重要的细胞信号传导途径中起重要作用。在已被炎性细胞因子激活的巨噬细胞中，铜水平趋于增加，而铜缺乏已显示损害其免疫功能。此外，动物铜缺乏与细菌感染的易感性增加有关。

最近才发现铜增强巨噬细胞免疫应答的机制。作为先天性免疫反应的一部分，活化的巨噬细胞（和嗜中性粒细胞）将入侵的病原体（如细菌）吞入膜结合的吞噬体中，称为吞噬作用。吞噬体内部的呼吸爆发反应产生有毒的活性氧（ROS）以杀死侵入的病原体，同时保护其余细胞免受损害。最近发现铜在此过程中发挥重要作用，其中巨噬细胞中的细胞内铜水平升高导致铜转运蛋白ATP7A重新定位于吞噬体，提供额外的铜离子，认为其提高了呼吸爆发的ROS产生能力反应。
通过增加吞噬体内的ROS产生，铜在巨噬细胞和嗜中性粒细胞杀死入侵病原体的能力中起着重要作用。

评估头发本身铜含量的独立研究（男性伴雄激素性脱发）相对于无脱发患者而言，其浓度降低。
已知铜在真皮乳头细胞（DPC）的分化和增殖中发挥作用，DPC是一种参与毛发生长的特殊类型的成纤维细胞。含铜三肽（1μM）的体外给药似乎促进DPC增殖，同时促进人毛囊的生长和伸长。

尽管铜催化的REDOX化学反应对许多免疫功能是必不可少的，但铜也可能在阿尔茨海默病中发挥作用。随着年龄增长，体内铜水平普遍上升，但在患有阿尔茨海默氏症的患者中，铜水平似乎上升得更快。此外，铜水平与阿尔茨海默氏症的严重程度有关，导致一些人认为较低的铜摄入量可能会使老年人受益。

孟加拉国患有广泛性焦虑症（GAD）的患者样本中的铜水平显著高于健康对照。GAD患者的社会经济特征与对照组相似，这可能表明营养差异可能无法解释铜水平的差异。另一项研究发现，与对照组相比，焦虑症患者的铜水平更高。

一些观察性研究指出，血铜水平实际上可能与心血管疾病有关。一项队列研究发现，血浆铜蓝蛋白水平升高（这是一种在血液中携带铜的主要蛋白质）与心脏病发作风险增加有关。对直接测量血清铜的第二次全国健康和营养检查调查的分析也发现，血清铜增加与心血管疾病风险增加有关。

心脏病患者的心脏组织往往铜含量低。但是，心脏病患者血液中的铜含量往往较高。迄今为止，已经有一些临床试验专门研究铜如何影响心脏组织和心血管疾病的标志物。

铜被认为是导致阿尔茨海默氏病（AD）的原因之一，因为铜水平的改变倾向于先于某些AD患者的症状，但并非所有患者。与AD相比，一般AD患者的血清铜浓度高于其他健康对照者，而铜与疾病有关，主要是由于在大量使用铜管道（主要是自来水管）的发达国家中，其与阿尔茨海默病的时间过程相关（在过去的五年中患病率增加）。游离铜水平增加，虽然有时只是轻度升高，但在AD患者中相对于健康对照者普遍存在，这被称为“铜表型”。

尽管在正常老化过程中，血清和大脑中的铜浓度往往会增加，但长期膳食铜暴露和铜螯合物会加剧先前存在的AD症状。鉴于铜在AD病理学中的合理作用以及大量上述“间接”证据，建议老年人避免服用含有添加铜的多种维生素，并考虑进食铜含量较低的膳食。

铜作为游离离子而不是酶的组分在免疫细胞中具有刺激作用，其中缺乏倾向于导致对抗原的抑制反应，并且还可能抑制先天免疫，表现为中性粒细胞减少症（缺乏中性粒细胞）。

铜（Cu）是重要的氧化还原动态金属，可能有毒。金属传统上或复杂地会引起细胞中活性氧（ROS）增生的繁殖，这可能会影响程序性细胞死亡。Cu的积累会导致坏死，而DNA损伤会促进坏死，随后激活P53。铜异位症还涉及神经退行性疾病，例如阿尔茨海默氏症，肌萎缩性侧索硬化症（ALS）或Menkes病，并且与通常会导致老年性痴呆的神经退行性综合征直接相关。这些致命综合征与大脑中神经元的巨大损害和突触衰竭密切相关。

过渡金属，特别是铜和锌，在疾病背景下表现出异常行为，并被认为有助于并可能引发疾病。在一项研究中，从转基因突变的SOD1G93A小鼠和非转基因对照中，评估了ALS的主要结石组织中的Cu，Zn和Fe的浓度以及Cu同位素比，包括脑，脊髓，肌肉和全血。虽然没有发现一致的Cu同位素信号与疾病状态相关，但即使在症状出现前的时间点，转基因小鼠肌肉组织中的Cu，Zn和Fe的浓度仍显著升高。

氧化应激是与肌萎缩性侧索硬化症（ALS）发病机理相关的主要机制之一。铜会影响细胞氧化和脂质代谢。一项研究的目的是评估ALS患者铜状态与脂质状况和功能状态之间的关系。进行了一项横断面研究，包括27例ALS患者（病例组）和26例健康个体（对照组）。通过习惯性饮食铜摄入量，血浆铜和血清铜蓝蛋白浓度评估铜的状态。

铜介导的氧化应激有助于家族性肌萎缩性侧索硬化症（ALS）的发病，这是一种致命的人类运动神经元疾病。一项研究检查了ALS小鼠模型[超氧化物歧化酶1转基因（SOD1 Tg）小鼠]中铜和锌的浓度和脂质过氧化物的量，以及金属硫蛋白（MT）同工型的表达。测量了MT-I和MT-II（MT-I / II）同工型的表达以及Western印迹，铜水平和脂质过氧化物在脊髓中的衰老（以年龄依赖性）增加，该区域负责运动性麻痹。铜介导的氧化应激似乎是毒性获得功能的潜在潜在发病机理。