Bakır

Giriş

Bakır insanlar ve hayvanlar için gerekli bir iz elementtir. Vücutta bakır Cu1+ (cuprous) ve Cu2+ (cupric) formlarında değişkenlik gösterirken, vücuttaki bakırın büyük çoğunluğu Cu2+ formundadır. Bakırın oksidasyon ve redüksiyon tepkimelerinde kolaylıkla elektron alıp vermesi nedeniyle son derece önemli bir element olmasının yanı sıra serbest radikallerin uzaklaştırılmasında da rol oynamaktadır. Bilim adamları halen daha bakırın vücuttaki fonksiyonları ile ilgili yeni bilgiler araştırmaktadırlar.

 

Gıda Kaynakları

Bakır birçok gıdalarda bulunmakta ve en çok da organ etlerinde, kabuklu deniz ürünlerinde, fındık ve tohumlarda bulunmaktadır. Buğday kepeği ve bütün tahıl ürünleri de bakır için iyi bir kaynaktır. Bitkilerin yetiştiği topraklardaki mineral miktarları değişkenlik gösterdiğinden, bitkilerdeki bakır miktarı da değişebilir.

Bakırın bazı önemli gıda kaynakları:

Ciğer, İstiridye, Sardalye, Ayçekirdeği, Yengeç, Istakoz, Fıstık, Mantar, Kuru, Erik, Badem

Tavsiye Edilen Günlük Alım Miktarı(RDA)

Avrupa Birliği günlük alım miktarını 1,15 mg/gün olarak belirlemiştir.

Bakır için tavsiye edilen günlük alım miktarı, bakır eksikliğini önlemek için baz alınmıştır ve bu değer boşaltım-dolum çalışmaları sonucunda bulunmuştur.

İnhibitörler/uyarıcılar:

Aşağıdaki gıda bileşenleri bakırın emilimini arttırmaktadır:

Demir – beslenme ile yeterli bakır alımı demir metabolizması ve kırmızı kan hücrelerinin oluşması için gereklidir. Anemi bakır eksikliğin klinik göstergesidir. Bakırca yetersiz beslenen hayvanların karaciğerinde demir birikir. Bu da kemik iliğinde kırmızı kan hücrelerinin oluşması için demir taşınmasında bakırın gerekli olduğunu gösterir.

Aşağıdaki gıda bileşenleri bakırın emilimini engellemektedir:

Çinko – Uzun süreli 50 mg/gün ve daha fazla miktarlarda çinko alımı bakır eksikliğiyle sonuçlanmaktadır. Yüksek çinko alımı, metalotiyonin olarak bilinen bağırsak hücre proteininin sentezini artırır ve bu protein bazı metalleri bağlayarak onları bağırsak içerisinde tutar ve emilimlerini engeller. Metalotiyonin proteini bakıra, çinkoya duyduğu ilgiden daha fazlasını duyar. Aşırı çinko tarafından eyleme geçirilmiş yüksek miktarda metalotiyonin, bağırsaklarda bakır absorpsiyonunun azalmasına neden olur. Yüksek miktarda bakır alımının, çinkonun besleyici değeri üzerinde herhangi bir etkisi yoktur.

Molibden – Molibdenin bakır emilimi üzerine antagonistik bir etkisi bulunmaktadır.

Vücuttaki görevleri

Bakır, bazı elzem enzimlerin yapısında bulunan çok kritik ve fonksiyonel bir bileşendir. Bu enzimler küproenzimler olarak bilinirler. Bakıra bağımlı bazı fizyolojik fonksiyonlar aşağıda tartışılmaktadır.

Enerji üretimi 
Bakıra bağımlı sitokrom c oksidaz enzimi hücresel enerji üretiminde önemli bir rol oynamaktadır. Sitokrom coksidaz enzimi, moleküler oksijenin (O2) suya (H2O) indirgenmesini artırarak elektriksel bir enerji üretir ve daha sonra bu enerji mitokondri tarafından ATP (hayati enerji depo molekülü) üretiminde kullanılır.

Bağ doku oluşumu 
Güçlü ve esnek bağ dokuların oluşması için gerekli kollajen ve elastinin karşı karşıya bağlanmaları için diğer bir enzim olan lisil oksidaz gereklidir. Lisil oksidaz enzimi kan taşıyıcıları ve kalpteki bağ dokuları arasında bütünlük sağlanmasına yardımcı olur ve kemik oluşumunda rol oynar.

Demir metabolizması 
Krom içeren iki enzim olan seruloplazmin (feroksidaz I) ve feroksidaz II, Fe2+‘yi (ferrous demir) Fe3+‘e (ferric demir) yükseltgeme kapasitesine sahiptir. Fe3+ formu da transferrin proteinine yüklenerek kırmızı kan hücreleri oluşturan bölgelere taşınır. Fizyolojik olarak bu bakır içeren enzimlerin aktivitesi kanıtlanmamış olmasına rağmen, demirin depolardan diğer bölgelere taşınımı bakır eksikliğinde bozulmaktadır. Bu da bakırın demir metabolizmasındaki etkisini destekler.

Merkezi sinir sistemi 
Beyin ve sinir sisteminin normal fonksiyonları için gerekli reaksiyonlar bakıra bağlı enzimler (küproenzimler) tarafından katalizlenmektedir.

Sinirlerin iletimi 
Dopamine-b-monooxygenas enzimi dopamin'in bir iletgeni olan norepinephrine'e (noradrenalin) dönüşmesini katalizler.

Sinirlerin iletiminin metabolizması 
Monoamine oxidase (MAO) enzimi sinir iletkenleri olan norepinephrine, epinephrine (adrenalin), ve dopamine'nin metabolizmalarında rol oynamaktadır. MAO enzimi ayrıca serotonin ayrışımında rol almaktadır. Bundan dolayı MAO enzimi inhibitörleri antidepresan olarak kullanılmaktadır.

Miyelin oluşumu ve bakımı 
Miyelin kılıfı fosfolipidlerden oluşmuştur ve miyelin sentezi sitokrom c oksidaz enzimi aktivitesine bağlıdır.

Miyelin oluşumu 
Tirozinaz enzimi melanin pigmenti oluşumu için gereklidir. Melanin pigmenti, melanocytes olarak adlandırılan hücrelerde oluşur ve bu pigment saç, deri ve gözlerin renklenmesinde rol oynar.

Superoxide dismutase 
Superoxide dismutase (SOD) enzimi serbest radikallerin hidrojen perokside dönüşmesinin katalizlenmesinde bir antioksidan olarak görev alır. Daha sonradan hidrojen peroksit diğer antioksidan enzimlerinin yardımıyla suya indirgenir. SOD enziminin iki formu bakır içermektedir. 1) bakır/çinko SOD; çoğunlukla kırmızı kan hücreleri içeren hücrelerde bulunur ve 2) hücre dışı SOD; akciğerde yüksek miktarda, kan plazmasında düşük miktarda bulunan bir enzimdir.

Seruloplazmin 
Bakır içeren seruloplazmin proteini kan serumunda antioksidan olarak görev alır.

Genlerin düzenlenmesi 
Özel bazı genlerin yazılımında bakıra bağlı yazılım faktörlerinin önemli bir rolü vardır. Böylece hücresel bakır, özel genlerin yazılımını artırarak veya engelleyerek protein sentezini etkileyebilir. Bakır/çinko superokside dismutase, katalaz ve bakırın hücre içinde depolanmasıyla ilgili proteinler gibi bakıra bağlı yazılım faktörleri sayesinde genler düzenlenir.

Eksikliği

Klinik olarak bakır eksikliği çok yaygın değildir. Ciddi bakır eksikliklerinde, bakır serumu ve seruloplazmin değerleri %30 değerine düşebilir. Bakır eksikliğinin en bilinen klinik durumu anemidir ve bu aneminin demir eksikliğiyle bir alakası yoktur ve bakır takviyesi alınarak tedavi edilebilmektedir. Bakır eksikliği aynı zamanda nötrofil (nötropeni) olarak bilinen beyaz kan hücrelerinin sayısının çok düşük değerlere düşmesi ile de sonuçlanabilmektedir. Bu durumda vücudun hastalıklara karşı direnci düşer. Bakır alımı eksik olan erken doğan bebeklerde ve küçük çocuklarda osteoporoz ve kemik gelişiminde bazı anormallikler riski bulunmaktadır.

İnek sütü bakır açısından fakirdir ve sadece inek sütüyle beslenen bebek ve çocuklarda bakır eksikliği daha sık gözlenmektedir.

Toksisite

Bakır toksisitesi genelde çok nadirdir. Akut bakır zehirlenmesinin başlıca belirtileri karın ağrısı, bulantı, kusma ve ishal gibi daha fazla bakır sindirimini ve emilimini engelleyen belirtilerdir. Daha ciddi akut bakır zehirlenmeleri ciddi karaciğer hastalıklarına, böbrek rahatsızlıklarına, kusmaya ve ölüme dahi neden olabilmektedir. Bakıra uzun süreli maruz kalınması karaciğer rahatsızlıkları ile sonuçlanmaktadır.

Genellikle, sağlıklı bireylerin 10,000 µg (10 mg) kadar günlük bakır alımı karaciğere zarar vermez. Ayrıca bakır metabolizmasını etkileyen genetik bozukluklar (Wilson hastalığı, Hintli çocukluk çirozu, idiopathic bakır zehirlenmeleri), bakır az miktarlarda alınsa dahi kronik bakır zehirlenmesi olduğu için sağlığı olumsuz yönde etkiler.

Düzenleme

Bakır vücuda bakır içeren yiyecek ve içeceklerin tüketilmesi ile girer. Aynı zamanda bakır solunan hava ve toz ile de vücuda girebilir. Bakır içeren toz ve dumana maruz kalan işçilerin akciğerlerine bakır girebilir.

Bakır, tüketildiğinde kan dolaşımına hemen geçip, vücudun diğer taraflarına da dağılır. Tüketilen gıdalarda bakırın dışındaki bazı özel maddeler, gastrointestinal sistemden kan dolaşımına bakır geçişini etkiler. Vücut kan dolaşımına yüksek miktarlarda bakır girişini son derece iyi bloke eder. Akciğerler ve deriden vücuda ne kadar bakır girdiği bilinmektedir. Bakır vücudu idrar veya dışkı yoluyla terk edebilir. Ancak genelde dışkı yoluyla terk eder. Bakırın vücuttan atılması birkaç gün sürer. Genelde vücutta kalan bakır miktarı sabittir yani vücuda giren bakır miktarı ile vücudu terk eden bakır miktarı birbirine eşittir.