1、銅對人體健康的影響

銅在人體內分布如圖1所示。正常人體內的含銅總量為100～150 mg，其中50%～70%在肌肉和骨骼中，20%在肝臟中，5%～10%在血液中。少量存在于銅酶中。

圖1 人體內的銅元素（圖片來自網絡）

作為我們身體必需的一種微量元素，銅對我們的身體健康非常重要。就是說，人體健康不可缺少的微量元素中包含銅，銅對于人體的血液、中樞神經、免疫系統、頭發、皮膚、骨骼組織以及腦、肝和心等內臟的發育和功能都有著重要影響。銅還對我們的心臟有很大的好處[1]。

銅可以促進骨骼的生長，促進血管再生。維護正常的造血機能表現在以下2方面：①促進鐵的吸收和運輸；②銅藍蛋白能促進血紅素和血紅蛋白的合成。維護骨骼、血管和皮膚的正常。銅酶賴氨酰氧化酶促進骨骼、血管及皮膚膠原蛋白和彈性蛋白的交聯。當我們皮膚受傷時，如果貼上一片含有銅的敷料或者薄膜，則血管會很快地恢復，皮膚組織也會很快地愈合。

銅能夠維護中樞神經系統的健康。含銅的細胞色素氧化酶能促進髓鞘的形成和維持，多巴胺β羧化酶、酪氨酸酶則與兒茶酚胺的生物合成有關。

銅能夠保護毛發正常的色素和結構。銅酶酪氨酸酶能催化酪氨酸轉為多巴，并進而轉為黑色素。銅酶硫氫基氧化酶具有維護毛發結構正常及防止角化的作用。

銅能夠保護機體細胞免受超氧離子的毒害。銅對膽固醇代謝、心肌細胞氧化代謝、機體防御機能、激素分泌等許多生理、生化和病理生理過程也有影響。

銅元素可以促進鐵元素的吸收，如果我們身體中缺乏銅元素的話，那么對于鐵元素的吸收也是非常受影響的。大家都知道，如果我們身體中缺乏鐵元素的話，就會導致缺鐵性貧血，想要補充鐵元素，最應該先補充的就是銅元素。

2、人體中銅缺乏會有哪些危害

1）銅是體內多種重要酶系的成分，起到促進鐵的吸收與利用、維持中樞神經系統功能的作用。因此，缺銅時會間接引起貧血，增加人體內各種血管與骨骼的脆性，引起腦組織萎縮等癥狀，影響智力、身體發育、內分泌和神經系統的功能，還可能引起白癜風及“少白頭”等黑色素丟失癥。

2）缺少銅我們的心臟可能會引發常見的冠心病、冠狀動脈硬化、冠狀血栓、冠狀壞死、冠狀血管瘤等等很多疾病，這些疾病都很要命。

3）少兒缺銅則會表現為全身營養不良、長期腹瀉、體重減輕、肝脾腫大、發育遲緩、皮膚蒼白、毛發由黑變黃且易斷、低色素性貧血。有的患兒還會出現皮疹、淺表靜脈擴張、視覺反應遲鈍、肌肉張力低下、骨質疏松等。

4）銅元素的缺乏還會引起一種叫“鋼絲樣頭發綜合征”的疾病，屬于先天性銅代謝缺陷。主要表現為頭發硬而卷曲、色淺易斷、面色蒼白、大腦發育受到影響、智力低下等。

5）缺銅還可引起“三低綜合征”，即低血鐵、低血銅、低血清蛋白綜合征。表現癥狀有低色素性貧血、面色蒼白、水腫、肝脾腫大、易怒、生長發育停滯等。

6）銅缺乏還可促進心肌梗塞等疾病的發生。

可見銅對人體的健康影響不容忽視。

3、如何補銅

世界衛生組織提出每天每公斤體重的嬰幼兒銅需要量為80 μg，較大的兒童為40 μg，成人為30 μg。美國提出成人銅的人體每日攝取推薦量（RDA）為2~3 mg，嬰兒為5~10 mg。對于長期接受全腸外營養（TPN）的病人，推薦輸注液中每天每公斤體重加入20~30 μg的銅。

既然銅對人體健康如此重要，缺少了它可能引起各種疾病。那么大家一定十分關心，如何補銅呢？

1）提倡食補。就是通過日常食物來補充，不要輕易使用藥補。銅廣泛分布于各種食物，如谷類、豆類、堅果、肝、腎、貝類等（如圖2）。經營養學家的檢測表明，居含銅食物之首的是豬肝（以每千克食物含銅量計），為25 mg/kg，其次是芝麻，為16.8 mg/kg，其余依次是菠菜、黃豆、芋頭、黑豆、扁豆，含銅量分別為13.5、13、12.9、10.8、10.1 mg/kg。另外，蘿卜纓、南瓜、白菜、芹菜、小麥、小米等也有一定含量的銅。通常成人每天可從膳食中得到2.5~5.0 mg銅，可充分滿足機體需要量。牛乳含銅量很低，約為0.015~0.180 mg/L。人乳含銅量高于牛乳，但隨著哺乳期延長含量逐漸降低。因此，在以牛乳進行全人工喂養間或在母乳喂養的后期，應當注意銅的補充。嬰幼兒可用豬肝做成肝泥或與瘦肉做成肉餅作為輔助治療食品或作為預防性食補。

圖2 含銅豐富的食物（圖片來自網絡）

2）值得注意的是某些食物之間有“相克”作用。當遇到如瘦肉、牡蠣等含鋅較高食物時，會降低銅的吸收率。另外含銅食物與番茄、柑橘、鮮棗等富含維生素C的食物同吃時，會對食物中銅元素的析放量有抑制作用。最好將兩類食物錯開時段食用，以免相互干擾而導致“兩敗俱傷”。

3）補銅并非“多多益善”，長期過量攝入銅會給人帶來新的健康問題，如降低人體對鐵、鋅等微量元素的吸收，誘發缺鐵癥或缺鋅癥，甚至可能引起中毒，損害肝臟，導致小腦功能失調等，因此是否需要補銅、怎么補一定要到醫院根據醫生建議進行。

4）過量飲用果汁會影響人體吸收銅元素，兒童不宜多飲。生活中，很多家長提倡孩子應該多喝果汁。然而，有專家認為，過量飲用果汁，可能會影響人體對銅的吸收，造成貧血。這是由于果汁中含有豐富的果糖，過量攝入會影響人體對銅的吸收。對于中國兒童來說，果汁帶來的主要問題是熱量過高。由于目前國內兒童接觸到的果汁飲品糖分含量普遍偏高，所以會帶來很高的熱量。對于一些兒童來說，過多的熱量會導致孩子食欲下降，影響正常飲食。如果長時間處于這一狀況，就會造成蛋白質、礦物質和其他微量元素攝入不足。而對于食欲旺盛的兒童來說，吃了正餐之后還喝很多果汁，最終還會導致肥胖率上升。

5）藥補的例子有：①每天口服1%硫酸銅或者葡萄糖酸銅溶液2~3 mg。②使用TPN的病人用30 mg銅加入輸液中，可預防銅缺乏。

有些人可能會問，既然銅對人體如此重要，那我干脆就吃點“銅”，或者使用銅鍋、銅碗如何？民間不是早就有吃啥補啥的說法嗎？

但是很遺憾，銅碗里面游離態的銅很少，指望這個補銅可能沒有什么療效，一般使用銅餐具吃飯是不能補充銅元素的。還有，銅容易和空氣中的水，氧氣和二氧化碳發生化合反應生成堿式碳酸銅，也就是銅綠，銅綠是有毒的，所以建議不要用銅碗吃飯，如果是覺得身體缺少銅微量元素，最好是在醫生的指導下進補。還有，銅鍋不宜熬藥，銅的化學成分不穩定，易氧化，與中藥化學成分反應，會影響藥效。

4、銅的殺菌作用

我們已經了解，銀具有顯著的殺菌作用。其實，銅也有。銅與細菌有什么關系呢？其實它們關系非常大，其間的糾葛已經長達1000多年了[2]。

讓我們先來看一個銅、紅酒與細菌的故事吧。喜歡喝紅酒的朋友們應該都知道法國波爾多紅酒（圖3），這個紅酒遠近聞名，味道非常。但是在這種光鮮亮麗的背后，卻有一段不為人知的心酸往事。

圖3 法國波爾多紅酒（圖片來自網絡）

1878年，整個波爾多地區莊園的葡萄（如圖4）都遭受了細菌的襲擊。當時，所有的葡萄園都是枝葉凋零，葡萄幾近絕收。莊園的主人心急如焚，想盡了各種辦法，使用了多種殺菌劑，但是絲毫沒有效果。細菌對葡萄的傷害一直肆虐。直到1885年，植物學家米拉德教授發現一種液體可以殺菌，將這種液體廣泛地應用到了波爾多地區，化解了這個危機。

圖4 波爾多地區莊園的葡萄（圖片來自網絡）

那么這個神奇的液體究竟是什么，它為什么具有這么強的殺菌作用呢？這種液體就是波爾多液，實際上就是一種硫酸銅溶液，因為含有銅離子，所以具有殺菌作用。從這次葡萄危機以后，人們認識到銅的殺菌作用，從此以后出現了含銅的殺菌劑，開創了銅殺菌的輝煌時代。

讓我們再來看一個銅能夠殺菌的例子。這是一雙不銹鋼筷子（圖5），但又不是普通的不銹鋼筷子，而是用中科院金屬所楊柯研究員課題組研發的含銅不銹鋼做成的，這種不銹鋼又有什么神奇之處呢？我們來看這一碗米飯，分別插兩排筷子。拍攝照片的時間是炎熱的夏天。

圖5 含銅不銹鋼的抗菌作用（圖片來自網絡）

3 d以后的結果可以明顯的看到，普通不銹鋼筷子周圍的米飯已經變黃了，而含銅不銹鋼筷子周圍米飯的顏色沒有絲毫改變。放大看一下變黃米飯的情況，其實就是發霉長毛了，這樣的米飯有細菌，是不能吃的。這里含銅不銹鋼筷子能夠抗菌，銅起到了殺菌的作用。

研究表明，含銅不銹鋼還對口腔潰瘍有抑制作用，口腔潰瘍雖然不是什么大毛病，但是吃飯的時候特別難受。神奇的是使用含銅不銹鋼筷子，大大降低了口腔潰瘍的發病率。

銅誘導合成金屬硫蛋白（MT），而MT可與鎘、汞等有害金屬結合，使之失去毒性。

科學家發現了銅制品可以殺死很多細菌，有效率可以達到95%，例如銅把手、銅制水龍頭等。

早在1893年，瑞士著名植物學家內格里就發現了含有微量銅的水具有驚人的殺菌作用，這種作用稱為微作用，就是說只需使用少量的銅就能殺死水中的微生物、藻類以及水生生物。

來自日本的眼科醫生高野安雄，呼吁積極利用銅的殺菌功效，他說：“已經發現只要有千分之一的銅離子能殺死藍藻。在金屬離子中，尤其是銀、汞和銅的微量效應最強。他們對應氯化物的2×10?6~15×10?6 mol/L的溶液，在37 °C狀態下，經過24 h就能殺滅傷寒病菌。”也就是說，少量的銅離子具有很強的殺菌力[3]。

根據日本研究人員在東京市，公共交通工具的手拉環上進行的細菌培養實驗，塑料和皮革制成的拉環上有無數細菌，但銅和鉛合金制成的拉環上卻沒有細菌。

2020?04?17報道，鍍銅門把手（圖6）成了全球抗疫的最新武器。墨爾本一家三維打印公司目前已在多處政府設施和大學安裝了銅門牌和銅門把手，科學家稱應擴展到醫療設施和各公共場所。

圖6 能夠殺菌的銅把手（圖片來自網絡）

在伯明翰塞利橡樹醫院進行的試驗及研究中，科學家們發現醫院病房使用銅制產品可以非常快速的殺滅細菌。為了進行這一項試驗，這家醫院內的所有水龍頭、馬桶座圈都換成了銅制品。科學家對銅制品每天進行兩次的細菌檢測，而且與普通的水龍頭、馬桶座圈等細菌數量相比，發現銅制品的細菌數量減少95%。

由于不銹鋼門把手它們看起來干凈又讓人放心，所以有些人喜歡使用，但事實并非如此。根據美國科學家的最新研究結果，不銹鋼門把手上可能滋生數千種病菌，包括格蘭氏正負細菌、大腸桿菌和鏈球菌等。研究人員在黃銅門把手上做了同樣的測試，結果令人驚訝：黃銅把手上的細菌比不銹鋼把手上的細菌少得多。專家們進行了反復的實驗來確定細菌在銅上的死亡率。結果，黃銅上的所有細菌都在7 h或更短的時間內被消滅，而在新拋光的黃銅表面，針對某些細菌的“殲滅戰”只用了15 min。因此，專家建議，為了保護公共衛生環境，醫院、商店、機場、車站等公共場所應大力提倡使用黃銅門把手，因為黃銅不僅可以殺菌，而且價格便宜，從而保證公共場所的衛生。

銅的微量效應最典型的例子還有在貨幣中的應用。日本科學家通過檢查發現，銀幣和銅幣基本上沒有細菌。東京市衛生研究院進行了實驗，證明了銅的微量金屬效應：在冷凍培養皿表面傳播傷寒菌，然后分別放入10日元銅幣、5日元黃銅幣和1日元鋁幣（如圖7）。24 h后取出，在顯微鏡下觀察，發現10日元銅幣和5日元銅幣上的傷寒病菌已全部殺滅。1日元鋁幣上的傷寒病菌繁殖更為旺盛。

圖7 日元硬幣：10日元(銅)、5日元(黃銅)、1日元(鋁)

中國古代就有“銅壺里的水不會發臭”的說法，這是由于銅的作用。工業生產排放的污水惡化了河流、湖泊和海岸的水質，生活垃圾的排放也使水質發生變化。1992年，日本茨城縣霞浦開始為約14萬居民安排銅制排水管網，以防止廚房生活污水污染水質。隨著銅制排水管網的投入使用，微生物的活動受到抑制，微生物繁殖的證據黏液消失，排水管網的網孔變小，生活污水造成的污染也得到控制。該銅排水管網的使用已被新瀉、滋賀、熊本等地相關部門采用，生活污水污染已減少近40%。

銅制品的殺菌效果可以用銅讓細菌“窒息”，阻止它們呼吸，阻止它們繁殖，破壞它們的DNA來解釋。細胞的主要防護層外層膜被攻破，銅離子以勢無阻擋地進入細胞內部。使細胞內部一些重要的流程被破壞。銅阻礙細胞新陳代謝—生命必須的生化反應。新陳代謝反應由酶來推動完成，當過量的銅與這種酶結合時使其失去活性，細菌就無法呼吸、進食、消化和產生能量，從而死亡。

銅的殺菌作用在醫療機構應用已久，可以幫助保持器具清潔，在醫院醫療器械中使用銅器具的例子有很多，如壓舌板、避孕用具、導尿管、消毒盆等。尤其是醫院走廊、樓梯扶手、廁所、觀察室、手術室、病房等。使用銅和黃銅制成的手柄比其他材料更有益。

近年來，大部分應用了銅微量效應的產品都發揮了實際作用。例如襪子、吊帶、床單、毛巾、內衣、口罩、抹布、地漏、空調用濾紙、水管凈水器、淋浴噴頭等，由銅纖維制成，銅的殺菌作用從而被廣泛應用于人們的生活中。

5、結束語

銅與人體健康息息相關，是人體不可缺少的元素，有了足夠的銅，人才能健康。人體中缺乏銅會有各種各樣的危害。補銅首先提倡食補，即通過日常食物來補充，很多食物中都含有豐富的銅，不要輕易使用藥補。而且，使用銅餐具吃飯是不能補充銅元素的。銅還具有明顯的殺菌作用，人們據此開發了含銅的殺菌劑，開創了銅殺菌的輝煌時代。

參考文獻

[1]金屬百科. 銅對人體健康的影響. [2022?09?28].

[2]任玲. 美麗銅話. （2019?07?22）[2022?09?28].
[3]故事365. 銅制品有驚人的殺菌作用. （2010?11?25）[2022?09?28].

作者簡介：賈成廠（1949—），男，北京科技大學教授、博士生導師。1982年畢業于北京鋼鐵學院金屬材料系，獲學士學位。1987年獲日本東北（TOHOKU）大學碩士學位。1990年獲得日本東北（TOHOKU）大學博士學位。獲國家發明專利30余項。在國內外學術期刊上發表論文300余篇，其中被SCI檢索100余篇，被EI檢索150余篇。主編、副主編、參編、參譯學術專著近20本，獲教育部科技進步二等獎、中國冶金教育協會優秀教材一等獎等榮譽。擔任《金屬世界》編委、特邀撰稿人

來源: 金屬世界