铜 (Copper)
必需微量矿物质，作为多种重要铜酶（cuproenzymes）的辅因子，参与能量产生、铁代谢、神经肽激活、结缔组织合成与神经递质合成。防御氧化损伤主要依赖含铜超氧化物歧化酶（SOD）。^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
Overview
铜（Copper）是一种天然存在于某些食物中的必需矿物质，也可作为膳食补充剂摄入。它是多种铜酶的辅因子，涉及能量产生、铁代谢（iron metabolism）、神经肽激活、结缔组织合成（connective tissue synthesis）及神经递质合成。血浆中约 95% 以上的铜与铜蓝蛋白（ceruloplasmin, CP）结合，后者是铁代谢的关键参与者。^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
铜还参与血管生成（angiogenesis）、神经激素稳态、基因表达调控、脑发育、色素沉着及免疫系统功能。抗氧化防御主要依赖含铜超氧化物歧化酶（copper-containing superoxide dismutases）。^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
人体约三分之二的铜分布于骨骼和肌肉中。成年人体内铜总量约为 50–120 mg，储存量较小；大部分铜经胆汁排泄，少量经尿液排出，每日粪便总损失约 1 mg。机体通过肠道吸收和肝脏胆汁释放来维持铜稳态。^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
铜状态在临床上不常规评估，目前尚无准确可靠的生物标志物。血浆铜蓝蛋白和血铜水平受雌激素状态、妊娠、感染、炎症及某些癌症的影响。健康成人血清铜正常浓度为 10–25 μmol/L（63.5–158.9 mcg/dL），铜蓝蛋白为 180–400 mg/L。^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
Key Facts
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 化学分类 | 必需微量矿物质 |
| 体内总量 | 50–120 mg |
| 主要分布 | 骨骼和肌肉（约 2/3） |
| 血清铜正常范围 | 10–25 μmol/L（63.5–158.9 mcg/dL） |
| 铜蓝蛋白（CP） | 180–400 mg/L |
| 平均膳食摄入 | 男性约 1,400 mcg/天；女性约 1,100 mcg/天 |
| 主要吸收部位 | 小肠上段 |
| 主要排泄途径 | 胆汁（粪便）为主，尿液少量 |
| 成人 RDA | 900 mcg/天 |
| 成人 UL | 10,000 mcg（10 mg）/天 |
Functions & Benefits
铜作为多种关键铜酶的辅因子发挥核心生理功能：^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
铁代谢：铜蓝蛋白（ceruloplasmin）是血浆中含量最丰富的铜酶，携带健康人血浆中 95% 以上的总铜，在铁氧化与转运中发挥关键作用。
能量产生：细胞色素 c 氧化酶（cytochrome c oxidase）是线粒体电子传递链的终端酶，催化氧气还原为水，驱动 ATP 生成。
抗氧化防御：铜锌超氧化物歧化酶（Cu/Zn superoxide dismutase, SOD1）催化超氧阴离子歧化为过氧化氢和氧气，是细胞抵御氧化损伤的核心酶之一。
结缔组织合成：赖氨酰氧化酶（lysyl oxidase）等铜酶催化胶原和弹性蛋白的交联，对结缔组织、血管和骨骼的完整性至关重要。
神经递质与神经肽合成：铜是多巴胺-β-羟化酶（dopamine-β-hydroxylase）和肽基甘氨酸-α-酰胺化酶等神经肽激活酶的必需辅因子，参与儿茶酚胺和神经活性肽的合成。
免疫功能：铜参与先天性和适应性免疫系统的正常运作，缺乏可增加感染风险。
色素沉着与骨骼发育：酪氨酸酶（tyrosinase）是含铜酶，催化黑色素合成；铜缺乏可导致低色素沉着（hypopigmentation）和骨矿化异常。
Mechanisms
铜蓝蛋白与铁代谢
铜蓝蛋白在肠细胞和肝细胞膜上具有亚铁氧化酶活性，将 Fe²⁺ 氧化为 Fe³⁺，使铁能够与转铁蛋白（transferrin）结合并在血液中运输。铜缺乏时，铜蓝蛋白活性下降，铁虽被吸收但无法有效释放到外周组织，导致功能性铁缺乏。
线粒体电子传递链
细胞色素 c 氧化酶（复合体 IV）是线粒体内膜上的关键终端氧化酶，含有两个铜中心（Cu_A 和 Cu_B）。它将电子从细胞色素 c 传递给分子氧，同时泵送质子以建立质子梯度驱动 ATP 合成。铜缺乏直接影响该酶活性，导致能量产生不足。
超氧化物歧化酶（SOD）抗氧化
胞质中的 Cu/Zn-SOD（SOD1）和细胞外 SOD 均依赖铜离子发挥催化活性。它们将超氧自由基（O₂⁻）转化为过氧化氢（H₂O₂）和氧气，是机体第一道抗氧化防线的重要组成部分。
铜稳态调节
机体铜水平通过肠道吸收率和肝脏胆汁排泄量进行精确调控。当膳食铜摄入较低时，吸收率可升高至约 75%；当摄入高达 7.5 mg/天时，吸收率可降至约 12%。肝脏通过 ATP7B 铜转运蛋白将多余铜分泌入胆汁排出。
Populations & Dosage
RDA（推荐膳食允许量）^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
| 年龄 | 男性 | 女性 | 孕期 | 哺乳期 |
|---|---|---|---|---|
| 0–6 个月 | 200 mcg* | 200 mcg* | — | — |
| 7–12 个月 | 220 mcg* | 220 mcg* | — | — |
| 1–3 岁 | 340 mcg | 340 mcg | — | — |
| 4–8 岁 | 440 mcg | 440 mcg | — | — |
| 9–13 岁 | 700 mcg | 700 mcg | — | — |
| 14–18 岁 | 890 mcg | 890 mcg | 1,000 mcg | 1,300 mcg |
| 19+ 岁 | 900 mcg | 900 mcg | 1,000 mcg | 1,300 mcg |
*充足摄入量（AI）
特殊人群与缺乏风险
以下人群更容易出现铜摄入不足或缺乏：^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
| 人群 | 风险与机制 |
|---|---|
| 乳糜泻（Celiac disease）患者 | 小肠黏膜病变导致吸收不良；研究显示约 15% 的乳糜泻患者存在铜缺乏，无麸质饮食并补充铜后可在一个月内恢复正常。 |
| Menkes 病患者 | 罕见的 X 连锁隐性遗传病，ATP7A 基因突变导致肠道铜吸收急剧下降。表现为发育迟缓、癫痫、主动脉瘤和特征性卷发；未经治疗者多在 3 岁前死亡，出生后数周内开始皮下注射铜可降低死亡率并改善发育。 |
| 长期高剂量锌补充者 | 锌可竞争性抑制铜吸收，诱导肠道金属硫蛋白（metallothionein）过度表达，后者与铜亲和力更高。每日摄入约 60 mg 锌持续 10 周即可降低红细胞铜锌超氧化物歧化酶活性。 |
缺乏表现
铜缺乏在人类中相对少见。基于动物和人体研究，缺乏效应包括：^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
- 贫血（小细胞性或大细胞性，类似铁缺乏）
- 中性粒细胞减少（neutropenia）和血小板减少（thrombocytopenia）
- 低色素沉着
- 高胆固醇血症
- 结缔组织异常、骨质疏松及其他骨缺陷
- 脂质代谢异常
- 共济失调（ataxia）
- 感染风险增加
Safety
可耐受最高摄入量（UL）^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
| 年龄 | 男性 | 女性 | 孕期 | 哺乳期 |
|---|---|---|---|---|
| 1–3 岁 | 1,000 mcg | 1,000 mcg | — | — |
| 4–8 岁 | 3,000 mcg | 3,000 mcg | — | — |
| 9–13 岁 | 5,000 mcg | 5,000 mcg | — | — |
| 14–18 岁 | 8,000 mcg | 8,000 mcg | 8,000 mcg | 8,000 mcg |
| 19+ 岁 | 10,000 mcg | 10,000 mcg | 10,000 mcg | 10,000 mcg |
UL 基于与肝损伤相关的摄入水平，不适用于接受医学监督下补充铜的个体。
过量风险与不良反应
长期暴露于高剂量铜可导致肝损伤和胃肠道症状，包括腹痛、痉挛、恶心、腹泻和呕吐。健康个体因遗传性铜稳态缺陷以外的原因发生铜中毒较为罕见。但饮用在铜质管道中长时间滞留的高铜水可能导致铜中毒。美国环保署建议公共供水系统中铜的上限为 1.3 mg/L。^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
Wilson 病（肝豆状核变性）
Wilson 病是一种罕见的常染色体隐性遗传病，由 ATP7B 基因突变引起，导致铜清除缺陷和组织铜异常蓄积。患者可出现神经系统损害和肝硬化，亦可发生急性肝炎、溶血危象和肝衰竭。终身铜螯合治疗或高剂量锌治疗可预防永久性器官损伤。^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
Forms & Bioavailability
常见补充剂形式^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
| 形式 | 特点 |
|---|---|
| 氧化铜（Cupric oxide） | 补充剂常用形式之一 |
| 硫酸铜（Cupric sulfate） | 补充剂常用形式之一 |
| 葡萄糖酸铜（Copper gluconate） | 补充剂常用形式之一 |
| 氨基酸螯合铜（Copper amino acid chelates） | 与氨基酸螯合，可能减少与其他矿物质的竞争 |
截至目前，尚无研究比较这些不同形式铜的生物利用度差异。补充剂中铜含量通常从数微克到 15 mg（约 17 倍 DV）不等。
生物利用度特点
铜的吸收率受膳食铜含量显著影响：当膳食仅含 400 mcg/天时，生物利用度可达约 75%；当膳食含 7.5 mg/天时，吸收率降至约 12%。^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
食物来源
最丰富的膳食铜来源包括贝类、种子和坚果、动物肝脏、麦麸谷物、全谷物制品和巧克力。自来水和其他饮料也可提供铜，但含量因水源而异（0.0005–1 mg/L）。^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
常见食物铜含量示例：^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
| 食物 | 每份含量 | %DV* |
|---|---|---|
| 牛肝，煎，3 盎司 | 12,400 mcg | 1,378% |
| 牡蛎，野生，煮熟，3 盎司 | 4,850 mcg | 539% |
| 烘焙巧克力，无糖，1 盎司 | 938 mcg | 104% |
| 土豆，连皮煮熟，1 个中等 | 675 mcg | 75% |
| 香菇，煮熟，½ 杯 | 650 mcg | 72% |
| 腰果，干烤，1 盎司 | 629 mcg | 70% |
| 珍宝蟹，煮熟，3 盎司 | 624 mcg | 69% |
| 葵花籽仁，烘烤，¼ 杯 | 615 mcg | 68% |
| 黑巧克力（70%–85% 可可），1 盎司 | 501 mcg | 56% |
| 豆腐，硬，½ 杯 | 476 mcg | 53% |
| 鹰嘴豆，½ 杯 | 289 mcg | 32% |
| 菠菜，煮熟沥干，½ 杯 | 157 mcg | 17% |
| 芝麻籽，¼ 杯 | 147 mcg | 16% |
*基于成人及 4 岁以上儿童 900 mcg 的每日值（DV）。
Interactions
以下药物或补充剂可能干扰铜的吸收或代谢：^[raw/guidelines/nih-ods-copper-hp.md]
- 锌补充剂：高剂量锌（≥40–60 mg/天）可显著抑制铜的肠道吸收，是临床铜缺乏的常见诱因。
- 铝剂（含铝抗酸药）：铝可在肠道内与铜竞争性结合，干扰铜的吸收。
- 高剂量铁补充剂：大剂量铁补充剂可在肠道吸收水平与铜产生竞争性抑制。
- 其他矿物质补充剂：多种矿物质同时高剂量补充时，二价金属离子之间可能存在竞争性吸收。
注意：铜与处方药之间尚无已知的具有临床意义的相互作用。
Quality & Standards
- 美国 FDA 规定成人及 4 岁以上儿童的铜每日值（DV）为 0.9 mg（900 mcg）。
- FDA 不要求食品标签标注铜含量，除非该食品中额外添加了铜。
- 提供 ≥20% DV 的食品被认为是该营养素的高来源。
Related Entities
Sources
- NIH Office of Dietary Supplements. Copper Fact Sheet for Health Professionals. https://ods.od.nih.gov/factsheets/Copper-HealthProfessional/
- Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. Washington, DC: National Academies Press; 2001.