铜在药学中的应用论文

铜的应用简介铜是与人类关系非常密切的有色金属，不仅在自然界资源丰富且具有较优良的导电性、导热性、延展性、耐腐蚀性、耐磨性等优良性质，被广泛地应用于电力、电子、能源及石化、机械及冶金、交通、轻工、新兴产业及等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。电力行业电力输送如线电缆、变压器、开关、接插元件和连接器等；电机制造如定子、转子、轴头和中空导线等；通讯电缆及住宅电气线路也需使用大量的铜导线。电子行业电真空器件如高频和超高频发射管、渡导管、磁控管等，它们需要高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。铜印刷电路需要大量的铜箔和铜基钎焊材料。集成电路中以铜代替硅芯片中的铝作互连线和引线框架。能源及石化工业能源工业火力发电厂的主冷凝器管板和冷凝管均使用黄铜、青铜或白铜制造。太阳能加热器也常使用铜管制造。石化工业铜和许多铜合金，大量用于制造接触腐蚀性介质的各种容器、管道系统、过滤器、泵和阀门、各种蒸发器、热交换器和冷凝器等。海洋工业由于铜不但耐海水腐蚀，而且溶入水中的铜离子有杀菌作用，可以防止海洋生物污损，因此，铜及其铜合金是海洋工业中十分重要的材料，也已在海水淡化工厂、海洋采油采气平台以及其他海岸和海底设施中广泛应用，如海水淡化过程中使用的管路系统、泵和阀门以及采油采气平台上使用的设备，包括飞溅区和水下用的螺栓、抗生物污损包套、泵阀和管路系统等。交通运输行业在船舶行业铜合金包括铝青铜、锰青铜、铝黄铜、炮铜(锡锌青铜)，白铜和镍铜合金(蒙乃尔合金)等都属于造船的标准材料。在军舰和商船中铜和铜合金一般用做铝青铜螺旋浆、螺栓、冷凝管、铆钉、含铜包覆油漆等。在汽车行业铜和铜合金主要用于散热器、制动系统管路、液压装置、齿轮、轴承、配电和电力系统、刹车摩擦片、垫圈以及各种接头、配件和饰件等。铁路列车上的电机、整流器以及控制、制动、电气和信号系统等也都要依靠铜和铜合金来工作。此外，铁路的电气化对铜和铜合金的需要量很大。飞机中的配线、液压、冷却和气动系统需使用铜材，轴承保持器和起落架轴承采用铝青铜管材，导航仪表应用抗磁铜合金机械和冶金工业机械工程除了电机、电路、油压系统、气压系统和控制系统中大量用铜以外，各种传动件和固定件，如缸套、连接件、紧固件、齿轮、扭拧件等，都需要以铜或铜合金减磨和润滑。冶金设备连续铸造技术中的关键部件-结晶器，大都采用铬铜、银铜等高强度和高导热性的铜合金制造，电冶金中的真空电弧炉和电渣炉水冷坩埚使用铜管材制造，各种感应加热的感应线圈都是用铜管或异型铜管绕制而成的，内中通水冷却。合金添加剂铜是钢铁和铝等合金中的重要添加元素。少量铜加入低合金结构用钢中，可以提高钢的强度及耐大气和海洋腐蚀性能。在耐蚀铸铁和不锈钢中加入铜，可以进一步提高它们的耐蚀性轻工业中的应用铜及铜合金可用于制造空调器的热交换器、钟表机芯、造纸机的网布、辊轮、印刷铜版、发酵罐内衬、蒸馏锅、建筑装饰构件等。新兴产业及高科技领域铜也应用于新兴产业及高科技领域，例如超导合金的包套、超低温介质的容器与管路、火箭发动机的冷却内村、高能加速器的磁体绕组等。

铜的历史主要是由重金属离子铜带来的危害。当人体内残存了大量的重金属之后，急易对身体内的脏器造成负担，特别是肝和胆，当这两种器官出现问题后，维持人体内的新陈代谢就会出现紊乱，肝硬化，肝腹水甚至更为严重。发现铜:铜是人类最早使用的金属。1874年Harless指出软体动物体内铜具有重要作用；1878年Ferderig从章鱼血内蛋白质配合物中将铜分离出来，并称该蛋白为血铜蓝蛋白，至1928年Hart发现铜是生物体内的必需微量元素。我国的传统医学中，在中国最早的药物专著《神农本草经》(秦汉)曾记载有6种含铜的药物，如空青、白青、曾青等，并认为这些矿物药具有延年益寿养生保健作用，也可以说是中国人最早对铜是人体必需元素的认识。铜的生理功能铜的生理功能主要体现在以下几个方面：l.与人体的造血功能密切相关 一般认为造血功能主要与微量元素铁有关，但在铁参与形成血红蛋白过程中，铜起着关键性作用，即在二价铁转变为三价铁时，必须依赖血浆铜蓝蛋白的氧化作用。如果体内缺铜，血浆铜蓝蛋白的氧化活性降低，必然导致铁的价位转变发生困难而引起贫血。临床上也经常可以发现有些缺铁性贫血的病人在单纯补充铁剂时效果并不明显，而加用含铜制剂后，贫血很快得到纠正。另外在肿瘤疾病后期，患者贫血也常常与体内的铜大量消耗有关，在给贫血患者补铁时最好适当补铜，往往收到较好效果。2.与人体的抗氧化作用有关 体内含铜蛋白如金属硫蛋白(MT)、铜锌超氧化物歧化酶(SOD)具有较强的抗氧化作用，能够清除氧自由基，如MT主要清除羟自由基，SOD主要清除过氧化氢等。目前已知，自由基对人体的损害是非常明显的，如果体内生成自由基和清除自由基的相互平衡被打破，体内自由基过多，有可能与发生肿瘤、动脉粥样硬化、关节炎、加速人的衰老及其他多种病症有关。有统计表明与自由基有关的疾病有70几种。而在所有的自由基中，羟自由基毒性最大，对人体的危害最重。羟自由基不但通过脂质过氧化反应直接损害细胞膜，而且可以使许多人体重要的酶活性降低或消失。更重要的是羟自由基能够直接破坏细胞核中的DNA和RNA，导致细胞的死亡。另外有研究证实铜对于铜锌-SOD的活性非常重要，如果体内缺铜，SOD的活性将显著下降，也将使体内的抗氧化能力受到严重的影响。所以古人认为含铜的矿物药具有营养保健作用，可能与其中铜锌等金属直接诱导体内MT合成、提高SOD酶活性，清除自由基作用有关。3.其他含铜酶 如赖氨酰氧化酶、络氨酸酶等对人体的生理功能也有较大的作用。赖氨酰氧化酶通过催化赖氨酰或赖氨酰的氨基氧化脱氨等一系列生化过程影响胶原组织的正常交联。缺乏铜可引起赖氨酸酰氧化酶活性降低，导致结缔组织弹性蛋白和胶原纤维交联障碍，成熟迟缓，血管、骨骼等组织脆性增加，容易引起出血。如羊膜早破的孕妇及其胎儿皆有缺铜现象。羊膜早破的原因可能正是缺铜通过上述机制影响羊膜韧性和厚度之故；酪氨酸酶是一种单加氧酶，铜缺乏时酪氨酸酶形成困难，酪氨酸经该酶单氧合作用转变为多巴的过程受阻，因而由多巴转变的黑色素减少。缺铜病人由于黑色素不足，常发生毛发脱色症，不能耐受阳光照射，若体内严重缺乏酪氨酸酶则发生白化病。因此适量的补充含铜较高的食品对增加肌体组织的柔韧性，防止毛发脱色及白化病的发生具有积极意义。4.铜在治疗中的作用 如前所述铜可用以治疗因缺铜和铁引起的贫血，或因缺铜引起的毛发脱色和白化、疔、痈；或用铜钱醋淬内服治疗骨折、关节炎等(如中药自然铜)。另外，近几年应用中药铜铁复方治疗晚期肿瘤也取得一定效果。铜缺乏症国内有人将缺铜分为两类：一类为单纯缺铜，指原发性或其他疾病引起的仅有缺铜生化指标改变并无缺铜临床症状、体征、病理变化者；另一类称缺铜综合征，包括原发和继发，凡有缺铜生化指标，又有临床症状、体征、病理变化者皆属此类，包括单纯性缺铜综合征(婴儿症状性缺铜等)、缺铜性贫血、低血铁-低血铜-低血浆蛋白综合征、Menke氏综合征以及其他疾病引起的缺铜综合征。造成铜缺乏症的病因主要有：(l)供给不足。主要见于婴幼儿，因牛奶中铜含量低，人乳中铜含量随哺乳时间的延长而减少。完全胃肠道营养而未注意补充微量元素。(2)吸收不良。膳食中的蛋白质可促进铜的吸收，但牛奶中的铜的生物利用率比人乳低。豆类食品含铜很高但利用率低，可能与大豆蛋白对铜的吸收有抑制作用有关。关于植酸对铜的吸收利用有截然不同的实验结果。维生素C可降低铜的吸收利用，可能是抗坏血酸直接干扰铜的吸收，也可能是通过增加铁的吸收而间接抑制铜的吸收。动物实验表明，蔗糖、果糖对铜的吸收有不利的影响，食物中过多的锌、铁、钼以及胃酸缺乏、胃肠胰切除等皆为影响铜吸收的不良因素。铜中毒尽管铜是重要的必需微量元素，但应用不当，也易引起中毒反应。一般而言重金属都有一定的毒性，但毒性的强弱与重金属进入体内的方式及剂量有关。口服时，铜的毒性以铜的吸收为前提，金属铜不易溶解，毒性比铜盐小，铜盐中尤以水溶性盐如醋酸铜和硫酸铜的毒性大。人体铜中毒的最早报告见于1785年，－17岁女性，因食含铜化合物食品过多而致。表现为腹痛，皮疹、腹泻、呕吐，呕吐物为绿色，不久死亡。据Luckey报道，当铜超过人体需要量的100～150倍时，可引起坏死性肝炎和溶血性贫血。铜中毒有急性和慢性两种：l、急性铜中毒 在日常生活中发生急性铜中毒的原因包括治疗上应用硫酸铜过量、用含铜绿的铜器皿存放和储存食物，以及有意无意吞服可溶性铜盐等。其中，与铜器皿存放食品、饮料或含醋食品、盐渍食品在铜器皿中烹调时产生毒性，在铜器皿中制茶也可引起中毒。急性铜中毒的临床表现为急性胃肠炎，中毒者口中有金属味，流涎、恶心、呕吐、上腹痛、腹泻，有时可有呕血和黑便。口服大量铜盐后，牙齿、齿龈、舌苔蓝染或绿染，呕吐物呈蓝绿色、血红蛋白尿或血尿，尿少或尿闭，病情严重者可因肾衰而死亡；有些病人在中毒第2～3天出现黄疸。铜可与溶酶体的脂肪发生氧化作用，导致溶酶体膜的破裂，水解酶大量释放引起肝组织坏死；也可由红细胞溶血引起黄疸。另外，熔炼铜工人、焊接磨光镀铜物体工人、油漆厂研磨氧化铜粉工人，在吸入氧化铜细微颗粒后发生急性铜中毒，可以表现为急性金属烟尘热，表现为工作完毕后几小时出现发冷、发热，高达39℃以上，大量出汗，口渴，乏力，肌肉疼痛、头痛、头晕、咽喉干、咳嗽、胸痛、呼吸困难，有时恶心、食欲不振。一般夜间发病，次日早晨退热，呈一过性表现，但1～2天内感觉疲乏无力，若伴发支气管炎或支气管肺炎时症状可延续数日。患者血清铜可升高，血铜含量升高可达126～166μg/100ml(正常值为μg/100ml)。另外铜盐和铜尘进入眼内可引起结膜炎、角膜溃疡、眼睑水肿等。铜的另一毒理表现是损伤红细胞引起溶血和贫血。通常铜进入体内后主要在肝脏中累积，一旦超过肝脏的处理水平时，铜即释放入血，过量的Cu2+与-SH结合后在红细胞中大量积集，引起酶系统的氧化失活，损伤红细胞，增加细胞膜的通透性，破坏其稳定性并使细胞质和细胞器易于受损，变性血红蛋白增加；另一方面，铜与血红蛋白结合形成Heinz小体，使细胞内葡萄糖6-磷酸脱氢酶、谷胱甘肽还原酶失活，还原型谷胱甘肽减少，从而导致血红蛋白的自动氧化加剧，变性血红蛋白大量进入血液，最终导致溶血和贫血。2、铜的慢性中毒一般因为长期大量的吸入含铜的气体或摄入含铜的食物所致。长期接触高浓度铜尘的工人，X射线照射胸透时可出现条索状纤维化，有的可出现结节影，上述改变可能是铜尘慢性刺激与肺部感染有关；神经系统的临床表现有记忆力减退、注意力不集中、容易激动，还可以出现多发性神经炎、神经衰弱综合症，周围神经系统比中枢神经系统敏感，脑电图显示脑电波节律障碍，出现弥漫性慢波节律等；消化系统方面可出现食欲不振、恶心呕吐、腹痛腹泻黄疸、部分病人出现肝肿大、肝功能异常等；在心血管方面可出现心前区疼痛，心悸，高血压或低血压；在内分泌方面，少部分病人出现阳痿，还可能出现蝶鞍扩大、非分泌性脑垂体腺瘤，表现为肥胖、面部潮红及高血压等。

铜与人体健康 人的健康离不开铜铜是人体健康不能缺少的为数不多的几种金属元素之一。这些元素和氨基酸、脂肪酸以及维生素都是人体的新陈代谢过程所必须的。值得注意的是，人体本身不能生成铜，因而人类的膳食必须提供足够的铜以保证正常的铜摄入量。人体内有多少铜？成年人体内的铜含量大约在每公斤体重－毫克之间。因此，一个60公斤体重的健康人的体内应含有 克左右的铜。这一数量虽小，但它对于维持人体的健康却是至关重要和不可缺少的。铜在人体内的功能是什么？人体内的铜与某些蛋白质结合生成酶，这些酶作为催化剂帮助实现一系列的人体功能。有的酶提供体内生化反应所需要的能量，有的酶则参与皮肤色素的生成转换。另外的酶能帮助形成胶原蛋白和弹性蛋白之间的交联，从而保持或修补细胞组织间的联接。这一点对于心脏和动脉血管来说尤为重要。研究结果认为，缺铜是导致引发冠状动脉心脏病的一个重要因素。我们获得足够的铜了吗？直至不久以前，普遍的看法仍然是绝大多数人能够获得适量的铜。但是，最新的研究表明实际的情况并非这样。例如，曾在英国和美国对许多典型的餐饮食谱的金属含量进行了分析。根据调查研究的结果，只有25％的美国居民日常摄入的铜量达到了美国国家科学院食品和营养委员会认为合适的水平。典型的美国日常食谱往往只能提供这一水平的一半，而许多工业化国家的餐饮食谱仅及这一推荐标准的40％。在英国，现行的铜摄入量推荐值为毫克/ 日（1－3岁的婴幼儿）到毫克/日（成年人）。此外，最新的研究还认为含铜量小于1毫克/日的配餐营养结构对成年人是不适宜的。人体内铜过多好吗？世界卫生组织（WHO）和粮农管理委员会倾向的推荐标准为成年男子的平均铜摄入量不超过12毫克/日,成年女子的平均铜摄入量不超过10毫克/日。这一标准的提出是基于对一个特定人口群中的一组人员的研究。上述数值被认为是适合于所有人员的摄入量，生化数据表明人群的反应最轻微。印度儿童慢性肝间质炎病患者或某些遗传疾病如威尔森氏病患者体内的铜保留量过多是由于肝功能损坏导致的，常常会产生致命的后果。急性铜中毒的症状表现为恶心、呕吐、腹部和肌肉疼痛。体内过量的铜可以采用特制的蛰合剂或者服用大剂量的锌予以排除。哪些食品含有较多的铜？许多食品含有丰富的铜。这些食品包括果核（特别是巴西果和腰果）、种子（特别是葵花籽）、鹰嘴豆、肝脏以及牡蛎等。普通食品如麦片、肉类和鱼类一般都含有铜。只要膳食营养均衡即可提供人们日常所需铜摄入量的50％。对于英国居民来说，他们还从饮水中得到铜的补充，这是由于饮水管为铜管而微量的铜直接进入水中的缘故。不过，对于多数地区而言，饮水中的铜含量还不足以充分提供人体日常所需铜的摄入量。还要特别指出的是，许多饮用水过滤器声称可以滤掉金属元素包括人体不可缺少的基本元素－铜。这并不见得完全是件好事。铜在医药方面的应用铜作为一种医药已经有几千年的历史，其应用包括用于医治胸创伤和净化饮水。近些年来的研究指出，铜可以有效地帮助抑制关节炎一类疾病的发炎。用于抗溃疡和消炎的含铜药物的研制正在进行，它们可应用在放射医学以及治疗抽筋和癫痫。目前尚没有充分的流行病学证据说明铜可以预防关节炎，但是许多临床试验证明使用铜镯的确能够缓解关节炎病情。铜有毒性吗？如果人不小心喝了硝酸铜或硫酸铜溶液是会中毒的。因此，这些溶液在放置时应该加以注意。除此之外，铜极少会产生麻烦。这些溶液以及铜的有机盐均属于呕吐剂，偶尔误服了大剂量通常会被呕吐出来。人体内铜量过多而引起慢性中毒的病例极少，仅有的几个例子是由于肝部疾病导致的体内铜的保留量过多。健康人的肝脏排泄铜的能量极强，由于这个缘故，目前尚没有关于铜慢性铜中毒的病例报道。铜与人体健康铜是人体健康不可缺少的特殊的微量元素之一。为了保证某些正常的人体功能，人们的日常膳食结构必须提供足够的铜。动植物正常发育生长也需要获得一定量的铜，这对于人类通过食物链来获取铜是非常有利的。铜存在于多种食品中，一般说来科学合理的膳食能够提供人们日常所必须的铜而无需要额外的补充。不过应当指出，饮食结构的变化，例如有的人因医疗原因而限制某些食品时，有可能导致铜的摄入量不足。

铜是与人类关系非常密切的有色金属,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域,在我国有色金属材料的消费中仅次于铝.铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大,占总消费量一半以上.用于各种电缆和导线,电机和变压器的这种,开关以及印刷线路板 在机械和运输车辆制造中,用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和泵等.在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等.在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等,每生产300发子弹,需用铜13-14吨.在建筑工业中,用做各种管道、管道配件、装饰器件等.最近几十年,人们还发现铜有非常好的医学用途.20世纪70年代,我国医学发明家刘同庆、刘同乐研究发现,铜元素具有极强的抗癌功能,并成功研制出相应的抗癌药物“克癌7851”,在临床上获得成功.后来,墨西哥科学家也发现铜有抗癌功能.最近,英国研究人员又发现,铜元素有很强的杀菌作用.相信不久的将来,铜元素将为提高人类健康水平做出巨大贡献.