bakar kemijski je element i jedan je od prijelaznih metala. Javlja se kao element u tragovima u biološkim organizmima. Tamo ispunjava važne funkcije kofaktora u metaloenzimima.
Što je bakar
Bakar je važan element u tragovima u svim biološkim organizmima, a kao kofaktor dio je važnih enzima. U prirodi se bakar često pojavljuje kao bakrena ruda zajedno s željezom ili samostalno kao bakreni sulfid. U čvrstom je stanju malo reaktivni teški metal.
To je jedan od poludragih metala. Kao čisti metal bakar je jarko crvene boje. Na površini se polako razvija sloj korozije, koji iz crvenkasto-smeđe boje prelazi u plavkastozelenu. Ima različita značenja unutar organizama. Za mnoge bakterije bakar je otrov, jer može tvoriti komplekse s tiolnim skupinama proteina. Također reagira s lipidima u staničnoj membrani da formira perokside, pa je stoga odgovoran za stvaranje slobodnih radikala. Međutim, također podržava mnoge enzime u vitalnim reakcijama. Metabolizam željeza i bakra usko je povezan.
Bolesti manjka bakra vrlo su rijetke jer hrana treba dobro pokrivati potrebu za bakrom. Prekomjerna koncentracija bakra u tijelu ima ozbiljnije posljedice. Nasljedni poremećaji metabolizma bakra su Wilsonova bolest i Menkesov sindrom.
Funkcija, efekt i zadaće
Bakar je od velikog značaja kao element u tragovima u ljudskom organizmu. Kao kofaktor potiče funkciju mnogih metaloenzima. Bakar se veže uglavnom na transportni protein ceruloplazmin.
Ceruloplasmin je odgovoran za iskorištavanje kisika i transport elektrona. Preuzima i transportne i enzimske funkcije. Enzim igra važnu ulogu u metabolizmu željeza. Oksidira dvovalentno željezo vezano za feritin u trovalentno željezo, koje se može vezati za transferritin. Tako se željezo prenosi iz skladišnog oblika u transportni oblik i dostupno je za transport kisika. Da bi mogao obavljati ovu funkciju, ceruloplazminu je potreban bakar kao kofaktor. Ceruloplasmin je također u stanju oksidirati aromatske diamine norepinefrinom, melatoninom i serotoninom.
Osim mobiliziranja željeza, bakar je, u kombinaciji s enzimima, također odgovoran za stvaranje mijelinskog sloja koji okružuje živce, metabolizam proteina, rast stanica i sintezu melamina. Apsorbira se iz hrane u crijevima, skladišti u jetri, odatle se veže na ceruloplazmin ili se ponovo izlučuje putem žuči. Jetra skladišti oko 10 do 15 miligrama bakra. Nadalje, bakar je bitna komponenta monoamin oksidaze ili citokrom oksidaze. Monoamin oksidaza katalizira raspad monoamina poput noradrenalina, adrenalina ili dopamina. Citokrom oksidaza odgovorna je za dišni lanac mitohondrija.
Obrazovanje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti
Ljudski organizam ovisan je o opskrbi bakra hranom. Uglavnom se nalazi u žitaricama, jetri, povrću, orasima i čokoladi. No bakar je prisutan i u drugim namirnicama. Dnevni unos bakra u ljude iznosi oko 2,5 miligrama. Od toga se apsorbira 0,5 do 2 miligrama.
10 do 15 miligrama bakra i dalje se čuva u jetri. Razina bakra u krvi odrasle osobe iznosi oko 74 do 131 mikrograma po decilitru. Dnevno se u mokraći izluči do 60 mikrograma bakra. Manjak bakra vrlo je malo vjerovatno zbog male potražnje i dnevne raspoloživosti.
Bolesti i poremećaji
Teške bolesti mogu se pojaviti u vezi s bakrom. Manjak bakra je vrlo rijedak. Obično postoji višak. Bakar je toksičan u visokim koncentracijama. Prije svega, međutim, treba raspraviti moguće nedostatke.
Manjak bakra zbog loše prehrane gotovo je nemoguć. Dovoljno je dostupan u prehrani i potreba nije baš velika. Međutim, povećana opskrba cinkom ili molibdenom može povećati izlučivanje bakra, tako da nastaje povećana potreba. Glavni uzrok nedostatka bakra, međutim, je malapsorpcija koja može biti uzrokovana ozbiljnim crijevnim bolestima kao što su celijakija, Crohnova bolest ili ulcerozni kolitis. Tipični simptomi nedostatka očituju se u anemiji, slabljenju imunološkog sustava, poremećajima živčanog sustava, pigmentnim poremećajima kože, osteoporozi ili slabom vezivnom tkivu. Međutim, pored nedostatka bakra, postoji i opći nedostatak hranjivih tvari, elemenata u tragovima, minerala ili vitamina.
Izolirani nedostatak bakra može se očekivati samo uz produljeni unos dodataka cinka ili produljenu umjetnu prehranu. Predoziranje bakra puno je ozbiljnije. Bakar je zapravo otrov za tijelo, a u slučaju prekomjerne opskrbe, postoji i slobodni bakar koji odmah stvara slobodne radikale. To dovodi do oštećenja stanica. Do 5 miligrama bakra dnevno nije bezopasno. Međutim, ako se unos povisi iznad ove vrijednosti, može doći do trovanja. Kontejneri koji sadrže bakar, u kojima su dugo bili pohranjeni kiseli napici ili hrana, polako se otapaju i ispuštaju bakar u hranu. To također može izazvati trovanje.
Trovanje bakrom očituje se kod trbušnih grčeva, povraćanja i proljeva. Ponekad završavaju i kobno. Većinu vremena višak bakra se izlučuje. Međutim, postoje dvije nasljedne bolesti metabolizma bakra. To su Wilsonova bolest i Menkesov sindrom. Wilsonova bolest je bolest skladištenja bakra, a izlučivanje bakra putem žuči je poremećeno. Bakar se nakuplja u jetri i na kraju dovodi do ciroze jetre. Kod Menkesovog sindroma poremećena je apsorpcija bakra kroz crijeva.
