ΧΑΛΚΟΣ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟ ΣΩΜΑ

 Ο χαλκός βρίσκεται σε όλους του ιστούς του σώματος και συμμετέχει στη δημιουργία ερυθρών αιμοσφαιρίων, καθώς βοηθά στη μεταφορά σιδήρου στα κύτταρα. Επαρκή επίπεδα χαλκού βοηθούν στη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος και την προστασία των κυττάρων από το οξειδωτικό στρες και τη φθορά των ελεύθερων ριζών. Οι ελεύθερες ρίζες είναι ασταθή μόρια που μπορεί να προκαλέσουν βλάβη στα κύτταρα του σώματος και σχετίζονται με την πρόωρη γήρανση. Ο χαλκός ωφελεί επίσης τον υγιή μεταβολισμό, καθώς βοηθά το σώμα να μετατρέψει την τροφή σε ενέργεια.

Ο χαλκός δεν παράγεται από το σώμα, συνεπώς πρέπει να καταναλώνεται σε μια υγιεινή και ποικίλλη διατροφή, μέσω τροφών πλούσιων σε χαλκό, όπως το συκώτι, οι ξηροί καρποί και οι σπόροι, τα θαλασσινά και τα φασόλια. Όταν η διατροφή είναι πλούσια σε ψευδάργυρο, είναι ακόμα πιο σημαντικό να διασφαλίσουμε την επαρκή πρόσληψη χαλκού, αφού ο ψευδάργυρος λειτουργεί ως ανταγωνιστής έναντι αυτού του ζωτικού μεταλλικού στοιχείου.

• Στη διατήρηση των φυσιολογικών συνδετικών ιστών
• Στον ενεργό μεταβολισμό
• Στη φυσιολογική λειτουργία του νευρικού συστήματος
• Στη φυσιολογική χρώση των μαλλιών
• Στη φυσιολογική μεταφορά σιδήρου στο σώμα
• Στη φυσιολογική χρώση του δέρματος
• Στη φυσιολογική λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος
• Στην προστασία των κυττάρων από το οξειδωτικό στρες

H βιολογική δράση του χαλκού

Βοηθά στην απορρόφηση και χρησιμοποίηση του σιδήρου (Fe)

Ο χαλκός απορροφάται από το δωδεκαδάκτυλο (επηρεάζεται αρνητικά από την υψηλή πρόσληψη ανταγωνιστικών ιόντων όπως σιδήρου, καδμίου και κυρίως ψευδαργύρου) με άγνωστο μηχανισμό, που ίσως είναι παρόμοιος με αυτόν του σιδήρου, πιθανόν με τη σύνδεσή του με τη μεταλλοθειονίνη, πρωτεΐνη που συνδέεται και με άλλα βαρέα μέταλλα. Αφού απορροφηθεί, στο αίμα συνδέεται ισχυρά με την α2- σφαιρίνη σερουλοπλασμίνη. Στον ορό περίπου το 93% του Cu βρίσκεται συνδεδεμένο στη σερουλοπλασμίνη και το υπόλοιπο στην αλβουμίνη ή στην μεταλλοθειονίνη. Ελάχιστες ποσότητες βρίσκονται ελεύθερες ή ενωμένες με αμινοξέα . Ακόμη, επιδρά θετικά στη μεταφορά Fe.

Συνθέτει ορισμένα οξειδωτικά ένζυμα

Ο χαλκός είναι ένα οξειδωτικό συστατικό, στο σώμα όμως έχει αντιοξειδωτική δράση αποτελώντας συστατικό του ενζύμου υπεροξειδική δισμουτάση (SOD). Αυτό το ένζυμο προστατεύει τα κύτταρα από βλάβες που προκαλούν οι ελεύθερες ρίζες . Επιπλέον, χρησιμοποιείται για τη σύνθεση της υπεροξειδάσης του κυτοχρώματος C, της ουρικάσης και της τυροσινάσης.

Ένζυμα	Λειτουργία
Αμίνη	Ομάδα ενζύμων που οξειδώνουν πρωτοταγείς αμίνες (π.χ., τυραμίνη, ιστιδίνη και πολυλαμίνες)
Σερουλοπλασμίνη (ferroxidase Ι)	Πολυ-οξειδάση χαλκού στο πλάσμα, που είναι απαραίτητη για τη μεταφορά σιδήρου
Οξειδάση C κυτοχρώματος	Τερματικό ένζυμο οξειδάσης σε μιτοχονδριακή αναπνευστική αλυσίδα, που εμπλέκεται στη μεταφορά ηλεκτρονίων
Β-υδροξειλάση ντοπαμίνης	Συμμετέχει στο μεταβολισμό κατεχολαμίνης, καταλύει τη μετατροπή ντοπαμίνης σε νορεπινεφρίνη
Hephaestin	Multi-copper ferroxidase, εμπλέκεται στην μεταφορά σιδήρου σε όλο τον εντερικό βλεννογόνο στην πυλαία κυκλοφορία
Λυσυλική οξειδάση	Διασταυρούμενη σύνδεση του κολλαγόνου και της ελαστίνης
Πεπτια-αμιδιώσεως μόνο-οξυγενάση (PAM)	Πολυλειτουργικό ένζυμο που εμπλέκεται στην ωρίμανση και την τροποποίηση των βασικών νευροπεπτιδίων (π.χ., νευροδιαβιβαστές, νευροενδοκρινή πεπτίδια)
Υπεροξειδική δισμουτάση (Cu, Zn)	Ενδοκυτταρικό και εξωκυτταρικό ένζυμο που εμπλέκεται στην άμυνα εναντίον αντιδραστικού είδους οξυγόνου (π.χ., καταστροφή των ριζών υπεροξειδίου)
Τυροσινάση	Ένζυμο που καταλύει την μελανίνη και ό,τι παράγει χρωστική

Ενισχύει το ανοσοποιητικό σύστημα

Μελέτες σε ζώα έχουν δείξει ότι η ανεπάρκεια του χαλκού αυξάνει την ευαισθησία στις λοιμώξεις και το ποσοστό θανάτων από αυτές. Πρόσφατα αποδείχθηκε ότι ακόμη και η πολύ μικρή ανεπάρκεια χαλκού στον άνθρωπο, μειώνει σημαντικά, τόσο τον αριθμό των ουδετερόφιλων πολυμορφοπύρηνων (είδος λευκών αιμοσφαιρίων) στην περιφερική κυκλοφορία, όσο και την ικανότητά τους να σκοτώνουν μικροοργανισμούς, ενώ άλλες μελέτες in vitro και με ζώα έχουν δείξει ότι ακόμη και η οριακή ανεπάρκειά του μειώνει τα επίπεδα της ιντερλευκίνης  και περιορίζει τον πολλαπλασιασμό των Τ - κυττάρων .

Συμβάλλει στην αιμοποίηση, στον σχηματισμό της αιμοσφαιρίνης και τη μεταφορά οξυγόνου

Ο χαλκός συμβάλλει στο σχηματισμό της αιμοσφαιρίνης που είναι απαραίτητη για τη μεταφορά οξυγόνου στα ερυθροκύτταρα του αίματος . Επομένως, η αναιμία αποτελεί ένδειξη ανεπάρκειας χαλκού και σιδήρου. Επιπλέον, ο χαλκός απαιτείται για τη μεταφορά Fe στο μυελό των οστών και για το σχηματισμό ερυθρών αιμοσφαιρίων του αίματος .

Συμβάλλει στη λειτουργία του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος (ΚΝΣ)

Στο ΚΝΣ απαιτείται χαλκός για το σχηματισμό της μυελίνης (προστατευτικό περίβλημα των νευρών), επειδή είναι σημαντικός για τη φυσιολογική μεταφορά των νευρικών ώσεων. Η ελάττωσή του μπορεί να είναι επιζήμια για τη μνήμη, τη σκέψη και την προσωπικότητα. Επιστημονική έρευνα απέδειξε ότι ο χαλκός προστατεύει τον εγκέφαλο από τη νόσο Αλτσχάιμερ, ενώ το πειραματικό φάρμακο PBT2 (περιέχει Cu και Zn), το οποίο αναπτύχθηκε από την Εταιρεία Ερευνών Νευροεκφυλιστικών Διαταραχών, βελτίωσε την μνήμη και τη γνωστική λειτουργία σε πάσχοντες από τη νόσο.

Συνδέεται με τον Σακχαρώδη Διαβήτη

Ο χαλκός βοηθά στη μείωση του σακχάρου του αίματος και του γαλακτικού οξέος στους ιστούς των ασθενών με Σακχαρώδη Διαβήτη.

Συμμετέχει στη διαδικασία παραγωγής ενέργειας

Ο χαλκός φροντίζει να παραμένουν υψηλά τα επίπεδα ενέργειας του οργανισμού, βοηθώντας έτσι να απορροφηθεί αποτελεσματικά ο Fe . Πιο συγκεκριμένα, στον χαμηλό βασικό χαλκό οι Cu - ATPάσες του δικτύου trans-Golgi (TGN), παραδίνουν τον χαλκό προς τα εκκρινόμενα χαλκο - εξαρτώμενα ένζυμα. Όταν ο χαλκός είναι αυξημένος, οι Cu-ATPάσες μετεγκαθίστανται σε κυστίδια, που μπορεί να είναι ή όχι σε ενεργή μορφή, ανάλογα με την συγκέντρωση του χαλκού ενδοκυστικά. Στη συνέχεια, τα κυστίδια που περιέχουν χαλκό παραδίνονται στη κυτταροπλασματική μεμβράνη, όπου ο συσσωρευμένος χαλκός απελευθερώνει τις Cu-ATPάσες με ενδοκυττάρωση. Η Apo Atox1 αφαιρεί τον ρυθμιστικό χαλκό από την NH₂- τελική περιοχή και έτσι μπορεί να διευκολυνθεί η επιστροφή της ATPάσης στο TGN .

Συνθέτει την ελαστίνη (σε συνεργασία με τη βιταμίνη C και το Zn)

Υπάρχουν τέσσερα μόρια τροποελαστίνης, που συνδέονται μεταξύ τους με εγκάρσιες γέφυρες μέσω πεπτιδίων υδροξυλισίνης με στόχο το σχηματισμό ώριμης ελαστίνης. Αυτή η σύνδεση καταλύεται από την οξειδάση της λυσίνης (ένζυμο), περιέχει Cu⁺⁺ και υπάρχει ανεπάρκεια σε καταστάσεις με ένδεια χαλκού. Π.χ. σε πειραματόζωα με έλλειψη χαλκού παρουσιάστηκαν βαρειές ανωμαλίες εμφυσηματοειδούς χαρακτήρα στους πνεύμονες λόγω της αδυναμίας παραγωγής ώριμης ελαστίνης .

Συμμετέχει στο σχηματισμό των οστών και του συνδετικού ιστού

Το κολλαγόνο είναι βασικό συστατικό του δέρματος .

Παίρνει μέρος στο μεταβολισμό της χοληστερόλης και της γλυκόζης 

Επηρεάζει την πήξη του αίματος

Ο χαλκός είναι σημαντικό συστατικό των παραγόντων πήξης 5 και 8 (και οι δύο είναι σημαντικοί για τη πήξη του αίματος). Επομένως, η ανεπάρκεια του χαλκού αυξάνει τη δράση του παράγοντα 8 με αποτέλεσμα τον σχηματισμό ανώμαλων θρόμβων αίματος .

Επηρεάζει τους καρδιακούς παλμούς

Μια μελέτη σε γυναίκες μετά την εμμηνόπαυση απέδειξε ότι η μακροπρόθεσμη, ελεγχόμενη ανεπάρκεια χαλκού από την διατροφή μπορεί να αναπτύξει κοιλιακές αρρυθμίες .

Συνδέεται με τον καρκίνο

Μελέτες έδειξαν πως η ανεπάρκεια χαλκού συνδέεται με τον καρκίνο του παχέος εντέρου, καθώς αυτό το μέταλλο αποτελεί συμπαράγοντας του ενζύμου στη δραστηριότητα του ενζύμου λυσυλική οξειδάση, που με τη σειρά του εμπλέκεται στη δραστηριότητα του καταστολέα του όγκου

Η αλληλεπίδραση του Cu⁺ με μικροθρεπτικά συστατικά

• Zn. Ο ψευδάργυρος έχει ανταγωνιστική δράση εναντίον του Cu⁺ μέσω της ενεργοποίησης της σύνθεσης της μεταλλοθειονίνης από τον Zn στα κύτταρα του βλεννογόνου του εντέρου. Η μεταλλοθειονίνη ενώνεται ισχυρά με τον χαλκό, έτσι το μέταλλο δεν είναι διαθέσιμο για μεταφορά στην κυκλοφορία και τελικά χάνεται στα κόπρανα όταν τα κύτταρα του βλεννογόνου αποπίπτουν.
• Το μολυβδένιο αντιδρά ισχυρά με τον Cu⁺ με τις θειομολυβδάτες να αποτελούν ισχυρούς συστεμικούς ανταγωνιστές του χαλκού. Αυτό παρατηρείται μόνο όταν η πρόσληψη βαρέων μετάλλων είναι υψηλότερη από αυτή που ο άνθρωπος μπορεί να καταναλώσει.
• Η βιταμίνη Ε, το σελήνιο και το μαγγάνιο αλληλεπιδρούν με τον χαλκό ως αντιοξειδωτικά σε μεταβολικό περιβάλλον.
• Ο μεταβολισμός του ιωδίου επηρεάζεται από την ανεπάρκεια Cu⁺ προκαλώντας υποθυρεοειδισμό.
• Φάρμακα όπως η πενικιλλαμίνη και οι θειομολυβδάτες περιορίζουν τη συσσώρευση χαλκού στο ανθρώπινο σώμα.
• Τα αντισυλληπτικά χάπια αυξάνουν τα επίπεδα χαλκού στο ανθρώπινο σώμα.
• Η υπερβολική χρήση αντιόξινων αναστέλλει την απορρόφηση του χαλκού, ενώ την περιορίζουν οι υψηλές προσλήψεις θειούχων αμινοξέων.
• Αντίθετα, αυξημένη απορρόφηση του μετάλλου παρατηρείται σε δίαιτες υψηλές σε πρωτεΐνη .

Ο κύριος παράγοντας απομάκρυνσης του χαλκού από το σώμα είναι η αππέκριση από τη χολή (μικρή ποσότητα απομακρύνεται με τα ούρα, τα νύχια και το τρίχωμα) [18] και έχει ζωτική σημασία για τον έλεγχο των επιπέδων του χαλκού ήπατος. Το μεγαλύτερο ποσοστό αππέκρισης χαλκού στα κόπρανα προέρχεται από την χολική αππέκριση, ενώ το υπόλοιπο ποσοστό προέρχεται από τα κατεστραμμένα κύτταρα του βλεννογόνου