Kupfer

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 26. März 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Kupfer ist ein chemisches Element und zählt zu den Übergangsmetallen. In biologischen Organismen kommt es als Spurenelement vor. Dort erfüllt es wichtige Funktionen als Cofaktor in Metalloenzymen.

Was ist Kupfer?

Kupfer besitzt im menschlichen Organismus eine große Bedeutung als Spurenelement. Dabei fördert es als Cofaktor die Funktion vieler Metalloenzyme.
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Kupfer stellt ein wichtiges Spurenelement in allen biologischen Organismen dar. Es ist als Cofaktor Bestandteil wichtiger Enzyme. In der Natur kommt Kupfer als Kupfererz häufig zusammen mit Eisen oder allein als Kupfersulfid vor. In gediegenem Zustand ist es ein wenig reaktives Schwermetall.

Es zählt zu den Halbedelmetallen. Als pures Metall weist Kupfer eine hellrote Farbe auf. Oberflächlich entsteht langsam eine Korrosionsschicht, die sich von einer rotbräunlichen Färbung bis zu einem bläulichen Grün ändert. Innerhalb der Organismen besitzt es unterschiedliche Bedeutungen. Für viele Bakterien stellt Kupfer ein Gift dar, weil es Komplexe mit Thiolgruppen von Proteinen eingehen kann. Außerdem reagiert es mit den Lipiden der Zellmembranen zu Peroxiden und ist damit verantwortlich für die Bildung von freien Radikalen. Es unterstützt allerdings auch viele Enzyme bei lebenswichtigen Reaktionen. Dabei ist der Eisen- und Kupferstoffwechsel eng miteinander verbunden.

Kupfermangelkrankheiten kommen sehr selten vor, weil der Kupferbedarf durch die Nahrung gut gedeckt werden kann. Gravierendere Auswirkungen haben zu hohe Kupferkonzentrationen im Körper. Erbliche Kupferstoffwechselstörungen stellen Morbus Wilson und das Menkes-Syndrom dar.

Funktion, Wirkung & Aufgaben

Coeruloplasmin ist für die Sauerstoffverwertung und den Elektronentransport verantwortlich. Es übernimmt sowohl Transport- als auch Enzymfunktionen. Das Enzym spielt eine wichtige Rolle im Eisenstoffwechsel. Dabei oxidiert es zweiwertiges an Ferritin gebundenes Eisen zu dreiwertigen Eisen, welches sich an Transferritin binden kann. Dabei wird das Eisen also aus der Speicherform in die Transportform überführt und steht für den Sauerstofftransport zu Verfügung. Um diese Funktion ausführen zu können, benötigt Coeruloplasmin Kupfer als Cofaktor. Coeruloplasmin ist auch in der Lage, die aromatischen Diamine Noradrenalin, Melatonin und Serotonin zu oxidieren.

Neben der Mobilisierung von Eisen ist Kupfer in Verbindung mit Enzymen auch für die Bildung der Nerven umhüllenden Myelinschicht, den Eiweißstoffwechsel, das Zellwachstum und die Synthese von Melamin mitverantwortlich. Es wird im Darm aus der Nahrung resorbiert, in der Leber gespeichert, von dort an Coeruloplasmin gebunden oder über die Galle wieder ausgeschieden. Die Leber speichert ca. 10 bis 15 Milligramm Kupfer. Des Weiteren ist Kupfer ein essenzieller Bestandteil von Monoaminooxidase oder Zytochromoxidase. Monoaminooxidase katalysiert den Abbau von Monoaminen wie Noradrenalin, Adrenalin oder Dopamin. Zytochromoxidase ist für die mitochondriale Atmungskette verantwortlich.

Bildung, Vorkommen, Eigenschaften & optimale Werte

Der menschliche Organismus ist auf die Zufuhr von Kupfer über die Nahrung angewiesen. Es ist hauptsächlich in Getreide, Leber, Gemüse, Nüssen oder auch Schokolade enthalten. Aber auch in den anderen Nahrungsmitteln ist Kupfer vorhanden. Der tägliche Kupferaufnahme des Menschen beträgt ungefähr 2,5 Milligramm. Davon werden 0,5 bis 2 Milligramm resorbiert.

In der Leber sind weiterhin 10 bis 15 Milligramm Kupfer gespeichert. Der Kupferblutspiegel beträgt bei einem Erwachsenen rund 74 bis 131 Mikrogramm pro Deziliter. Über den Urin werden täglich bis zu 60 Mikrogramm Kupfer ausgeschieden. Ein Kupfermangel ist wegen des geringen Bedarfs und der täglichen Verfügbarkeit sehr unwahrscheinlich.

Krankheiten & Störungen

Ein Kupfermangel aufgrund einer falschen Ernährung ist so gut wie ausgeschlossen. Es ist in der Nahrung ausreichend vorhanden und der Bedarf ist außerdem nicht sehr hoch. Allerdings kann eine erhöhte Zufuhr von Zink oder Molybdän die Kupferausscheidung erhöhen, sodass ein erhöhter Bedarf entsteht. Die Hauptursache für einen Kupfermangel stellt jedoch eine Malabsorption dar. Diese kann durch schwerwiegende Darmerkrankungen wie Zöliakie, Morbus Crohn oder Kolitis ulzerosa hervorgerufen werden. Typische Mangelerscheinungen äußern sich in einer Anämie, Schwächung des Immunsystems, Störungen des Nervensystems, Pigmentstörungen der Haut, Osteoporose oder Bindegewebsschwäche. Allerdings kommt es neben einem Kupfermangel auch zu einem allgemeinen Mangel an an Nährstoffen, Spurenelementen, Mineralien oder Vitaminen.

Ein isolierter Kupfermangel ist höchstens bei einer längeren Einnahme von Zinkpräparaten oder längeren künstlichen Ernährung zu erwarten. Wesentlich gravierender ist eine Überdosierung von Kupfer. Eigentlich stellt Kupfer ein Körpergift dar. Bei einer Überversorgung fällt auch freies Kupfer an, welches sofort freie Radikale bildet. Dadurch kommt es zu einer Zellschädigung. Bis zu 5 Milligramm Kupfer pro Tag sind ungefährlich. Wenn die Zufuhr allerdings über diesen Wert ansteigt, kann es zu Vergiftungen kommen. Kupferhaltige Behälter, in denen längere Zeit säurehaltige Getränke oder Lebensmittel aufbewahrt wurden, lösen sich langsam auf und geben Kupfer an die Lebensmittel ab. Auch dadurch können Vergiftungen auftreten.

Kupfervergiftungen äußern sich in Bauchkrämpfen, Erbrechen und Durchfall. Zuweilen enden sie auch tödlich. Meist wird das überschüssige Kupfer wieder ausgeschieden. Es gibt jedoch zwei erblich bedingte Erkrankungen des Kupferstoffwechsels. Dabei handelt es sich um Morbus Wilson und das Menkes-Syndrom. Morbus Wilson stellt eine Kupferspeichererkrankung dar. Dabei ist die Kupferausscheidung über die Galle gestört. Das Kupfer sammelt sich in der Leber an und führt schließlich zu einer Leberzirrhose. Beim Menkes-Syndrom ist die Aufnahme von Kupfer über den Darm gestört.

Quellen

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