Cobre: Efeitos no corpo humano, porque é importante e que princípios de ingestão devem ser seguidos?

O cobre é um oligoelemento essencial que é parte integrante dos processos biológicos no corpo humano. Qual é a importância do cobre e qual é a sua função? Que alimentos são fontes de cobre e quando devo limitar a minha ingestão?

O que é que sabemos sobre o cobre?

O cobre é um elemento que ocorre naturalmente e está presente em quantidades vestigiais no nosso ambiente, mais frequentemente no solo, na vegetação, na água e na atmosfera.

É conhecido pelo nome químico Cu, que deriva da palavra latina cuprum, que vem do nome da ilha de Chipre, onde o cobre foi extraído pela primeira vez.

O cobre é um elemento do grupo 11 da tabela periódica dos elementos químicos e encontra-se no 4º período.

É um dos metais nobres, tal como os outros elementos deste grupo - o ouro e a prata.

Na sua forma pura, o cobre tem uma cor castanho-avermelhada com um brilho metálico brilhante, sendo um dos poucos metais cuja cor natural não é o cinzento ou a prata.

É macio, maleável e dúctil, tem uma condutividade térmica e eléctrica elevada (a segunda mais elevada depois da prata) e não reage com a água.

Não reage com a água, mas reage com o oxigénio do ar por uma reação lenta, formando uma camada de óxido de cobre castanho que protege o cobre da corrosão.

Após alguns anos, começa a formar-se uma camada verde de óxido de cobre na superfície do cobre, o que pode ser visto frequentemente em estruturas de cobre mais antigas, como é o caso da Estátua da Liberdade.

Um resumo tabular da informação química e física básica sobre o cobre

Na natureza, o cobre é um dos poucos metais que se encontra na sua forma natural - puro e diretamente utilizável.

Também ocorre como parte de muitos minerais sob a forma de sulfuretos de cobre (calcopirite, digenite, bornite, covellite, calcocite), sulfossóis (enargite) e carbonatos de cobre (azurite, malaquite).

O facto de o cobre se encontrar na sua forma original é também a razão pela qual foi conhecido e utilizado pelas primeiras civilizações. A história da utilização do cobre remonta a 9 000 a.C.

Os maiores depósitos de cobre encontram-se no Chile, nos EUA, no Peru, na Zâmbia e no Congo.

O cobre para fins industriais é extraído principalmente de minérios de cobre e, secundariamente, através de um processo de reciclagem.

Atualmente, o cobre é utilizado principalmente na indústria eléctrica (como componente de fios e cabos), onde são exploradas as suas propriedades condutoras.

É utilizado no fabrico de moedas, jóias, condutas de água, na metalurgia para a produção de ligas (bronze, latão) e na arquitetura.

É também um componente de produtos agrícolas (adubos, aditivos para rações) e conservantes de madeira (propriedades anti-fúngicas). É utilizado para purificar a água (a partir de algas) ou como pigmento.

Quais são as utilizações médicas do cobre?

Na medicina, o cobre encontra uma gama muito vasta de utilizações, principalmente devido aos seus efeitos contra as bactérias, os bolores, os ácaros e também devido às suas propriedades desinfectantes.

Por conseguinte, é utilizado como componente de muitos materiais médicos, dispositivos, preparações, etc.

Podemos dar vários exemplos da utilização do cobre no domínio médico:

• Parte de um revestimento com efeito antibacteriano para a cicatrização de feridas
• Ginecologia - dispositivos intra-uterinos com efeito contracetivo
• Odontologia - parte do cimento dentário, produção de pontes e coroas
• Composição de sprays nasais com efeito desinfetante
• Tratamento da artrite reumatoide
• Desinfeção de áreas, superfícies ou vestuário em instalações de cuidados de saúde - prevenção de infecções nosocomiais
• Componente de têxteis - meias para prevenir infecções fúngicas, bem como colchões, almofadas de colchão, almofadas ou tapetes com efeito anti-ácaros
• Cremes e pomadas cosméticos
• Componente de superfícies e embalagens na indústria alimentar (preparação de alimentos, armazenamento, transporte)
• Máscaras respiratórias com efeito antiviral

No passado, o cobre era utilizado no Egipto e na Síria como agente antiparasitário, anti-vómito ou adstringente.

Conhece a função biológica do cobre?

O cobre é o terceiro oligoelemento mais abundante no corpo humano, depois do ferro e do zinco.

Encontra-se no organismo principalmente sob a forma oxidada de Cu+2 - ião cobre ou, em menor grau, sob a forma reduzida de Cu+1.

Desempenha um papel importante em muitos processos fisiológicos e bioquímicos do organismo como cofator de enzimas-chave.

Estas enzimas estão também envolvidas num grande número de processos enzimáticos no organismo - catalisam-nos.

Estes incluem a respiração celular, a produção de neurotransmissores e hormonas peptídicas, a proteção contra os radicais livres ou a função adequada da elastina, do colagénio e da queratina.

Outras funções importantes do cobre no corpo humano:

• É importante para manter a homeostase do ferro, contribuindo assim indiretamente para a formação e coagulação do sangue.
• Mantém a resistência da pele, dos tecidos conjuntivos e dos capilares sanguíneos.
• Contribui para o funcionamento do sistema imunitário inato.
• Mantém o funcionamento normal da tiroide.
• Devido à sua capacidade de aceitar ou ceder electrões, contribui para a eliminação dos radicais livres. Possui propriedades antioxidantes e, por sua vez, pró-oxidantes.
• É um poderoso agente antimicrobiano, com atividade antibacteriana contra Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecalis e Bacillus subtillis.
• Tem também efeitos antivirais contra o vírus da bronquite e o herpes simplex.
• Também pode matar o esperma.

Cobre - da ingestão à excreção

O cobre é um oligoelemento essencial, indispensável à vida, mas que também pode ser tóxico.

A regulação dos seus níveis no organismo é, portanto, necessária e essencial. Estão envolvidos mecanismos homeostáticos que regulam a absorção, a distribuição, a retenção e a excreção do cobre.

Absorção

O cobre entra no organismo principalmente através dos alimentos.

A absorção ocorre no ambiente do intestino delgado e, em pequena escala, no estômago, quer por difusão (especialmente em concentrações elevadas de cobre) quer através de proteínas de transporte (em concentrações baixas de cobre).

A quantidade de cobre absorvida pelo organismo depende da presença de cobre na dieta. Numa ingestão normal, 55-75% do cobre da dieta é absorvido.

A absorção do cobre no trato gastrointestinal depende principalmente da sua forma química: os iões Cu+2 são reduzidos a Cu+1 nas células intestinais, uma vez que só nesta forma são capazes de atravessar as células.

A absorção do cobre pode também ser influenciada por determinados componentes da alimentação.

Estas substâncias podem reduzir a solubilidade do cobre e, consequentemente, a sua biodisponibilidade. Estamos a falar, por exemplo, das fibras, dos fitatos, da vitamina C ou de determinados açúcares. Só existe o risco de redução da absorção do cobre se forem ingeridos em quantidades excessivas.

Alguns componentes alimentares competem com o cobre na ligação às proteínas de transporte, como o zinco e o cádmio.

Por outro lado, a biodisponibilidade do cobre é aumentada por uma ingestão elevada de proteínas.

Distribuição e metabolismo

Uma vez absorvido na corrente sanguínea, o cobre é rapidamente distribuído para os locais onde é necessário (especialmente para a produção de enzimas).

A sua distribuição a partir das células sanguíneas é controlada por uma proteína conhecida como ATP7A ou proteína de Menkes. O cobre é transportado a partir das células sanguíneas ligando-se à proteína de transporte albumina, transcupreína ou aminoácidos.

Devido à sua natureza altamente reactiva e ao risco de danos para o organismo, o cobre não se encontra nas células como ião livre, mas sempre numa forma ligada.

A proteína de Menkes distribui o cobre para o aparelho de Golgi (onde forma enzimas proteicas) e, em caso de concentrações crescentes, para os pellets.

O pecenum é o principal órgão de armazenamento do cobre.

A proteína de Menke desempenha igualmente um papel fundamental no transporte do cobre através da placenta e da barreira hemato-encefálica, o que é essencial para o desenvolvimento do bebé (nomeadamente do cérebro).

O cobre liga-se à proteína ceruloplasmina no fígado e é libertado na corrente sanguínea. Este processo de ligação e libertação no sangue é novamente controlado por uma proteína conhecida como ATP7B ou proteína de Wilson.

Cerca de 90% do cobre no sangue está ligado à ceruloplasmina, que é responsável pelo transporte do cobre para os tecidos onde é necessário.

O teor total de cobre no organismo é de aproximadamente 70-80 mg. 10% desta quantidade encontra-se no sangue e 90% nos tecidos.

Em condições normais, as concentrações mais elevadas de cobre encontram-se na bílis, no fígado, no cérebro, no coração, nos ossos e nos rins.

Os níveis de cobre no sangue variam ligeiramente consoante o sexo, oscilando entre 0,614 e 0,970 mg/l nos homens e aumentando com a idade, e entre 0,694 e 1,030 mg/l nas mulheres.

Excreção

A regulação da excreção do cobre é o principal mecanismo para manter a homeostasia e os níveis fisiológicos de cobre no organismo.

A principal via de excreção do cobre do organismo é através das células hepáticas para a bílis (até 98%), que é depois excretada para os intestinos e o cobre é finalmente excretado nas fezes.

O transporte do cobre do fígado para a bílis é novamente controlado pela proteína ATP7B (proteína de Wilson), que impede uma acumulação excessiva de cobre no organismo.

Outras vias de excreção são a urina e a descamação das células das mucosas, mas a quantidade de cobre excretada por estas vias é insignificante.

A excreção do cobre é um processo relativamente lento (apenas 10% em 72 horas), pelo que a ingestão excessiva de cobre representa um risco importante para a saúde, tendo em conta o seu potencial de excreção limitado.

Quais são as fontes alimentares de cobre?

O cobre entra no organismo através dos alimentos ou dos medicamentos e suplementos. O organismo não é capaz de sintetizar o cobre por si próprio.

É necessário que o corpo humano absorva cobre em intervalos regulares, uma vez que não possui um sistema específico para o armazenar.

Os alimentos com um teor relativamente elevado de cobre incluem cogumelos, fruta, vegetais (especialmente vegetais de folha verde, abacates, azeitonas verdes), cereais, nozes, sementes de girassol, carne (especialmente órgãos - fígado), peixe e marisco (crustáceos), mas também pimenta preta e cacau.

O cobre tem o potencial de interagir com elementos como o ferro, o zinco, o molibdénio, o enxofre, o selénio ou a vitamina C. Esta interação conduz geralmente a uma redução da absorção do cobre.

No caso dos suplementos alimentares, o cobre está disponível sob a forma de um único ingrediente ou como parte de suplementos multivitamínicos - mais frequentemente como sulfato de cobre.

A necessidade de suplementação de cobre sob a forma de suplementos alimentares deve ser sempre discutida com um médico. O uso excessivo de suplementos leva a perturbações nos níveis fisiológicos de cobre.

Qual é a dose diária recomendada de cobre?

As recomendações para a ingestão diária média de cobre não foram estabelecidas devido à falta de dados.

No entanto, a Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos publica valores para uma ingestão adequada de cobre. Uma ingestão adequada é um valor médio baseado na observação, que se presume ser adequado às necessidades da população.

Para além disso, existe também um limite superior de ingestão de cobre que ainda é tolerável para os seres humanos. Este limite representa a ingestão diária máxima a longo prazo de cobre de todas as fontes para a qual não existe risco de efeitos adversos para a saúde.

Resumo tabular da ingestão diária adequada e do limite superior de ingestão de cobre por idade

Perturbações da homeostasia do cobre no organismo

A manutenção dos níveis de cobre dentro dos limites fisiológicos é essencial para a manutenção da saúde e do bom funcionamento do organismo.

A este respeito, os mecanismos reguladores que facilitam a homeostasia - em particular, a regulação da ingestão e excreção de cobre - são o elemento mais importante.

Qualquer desvio ou perturbação no funcionamento destes mecanismos pode ser uma causa potencial de carência de cobre no organismo ou, pelo contrário, da sua acumulação excessiva.

Quais são as consequências da carência de cobre?

É importante notar que a deficiência de cobre é uma condição relativamente rara nos seres humanos.

As causas mais comuns de deficiência de cobre são a baixa ingestão alimentar ou problemas de absorção.

As pessoas em risco de desenvolver esta deficiência incluem

• recém-nascidos com baixo peso à nascença
• bebés alimentados com leite de vaca
• mulheres grávidas e a amamentar
• doentes que recebem nutrição parentérica total (nutrição administrada numa veia)
• doentes com distúrbios alimentares, síndroma de má absorção ou doença de Crohn
• doentes com diabetes, consumidores crónicos de álcool, vegetarianos
• pessoas que tomam regularmente antiácidos (medicamentos que reduzem a acidez do suco gástrico)

Os sintomas visíveis ou perceptíveis da deficiência de cobre são fraqueza, fadiga, perda de pigmento (especialmente do cabelo), erupções cutâneas, batimento cardíaco irregular, temperatura corporal baixa.

Os sintomas sistémicos incluem o enfraquecimento dos vasos sanguíneos, o que leva a um aumento das hemorragias e das nódoas negras, distúrbios da medula óssea (osteoporose) e das articulações, ou uma função tiroideia inadequada.

Há também uma maior suscetibilidade a infecções (devido a um número reduzido de glóbulos brancos) e uma falta de glóbulos vermelhos (anemia).

Uma ingestão insuficiente de cobre durante a gravidez conduz posteriormente ao desenvolvimento de perturbações neurológicas e imunológicas persistentes na criança.

Quais são as consequências do excesso de cobre?

Embora o cobre seja um elemento essencial para o organismo, também pode ser perigoso, pois a sua acumulação provoca muitos efeitos adversos.

A toxicidade aguda e crónica do cobre é relativamente rara, sendo mais frequentemente causada por acidentes, contaminação ambiental ou erros inatos do metabolismo.

Os sintomas de sobredosagem aguda de cobre são perturbações digestivas como náuseas, vómitos (por vezes com sangue), dores ou ardor abdominal, gosto metálico na boca, irritação ou inflamação do estômago e dos intestinos e hemorragias no aparelho digestivo.

O cobre é um forte irritante para o trato gastrointestinal. Em doses elevadas, causa irritação e danos na membrana mucosa do trato gastrointestinal e provoca a coloração azul-esverdeada caraterística.

Também provoca lesões na pele (urticária, erupção cutânea), nos rins e no fígado (iterícia), sangue na urina e problemas respiratórios.

Os sintomas sistémicos incluem letargia, depressão do sistema nervoso central, lesões musculares, aumento da pressão arterial, degradação dos glóbulos vermelhos e deficiência associada.

A inalação de vapores contendo cobre provoca irritação das membranas mucosas da boca, dos olhos e do nariz, bem como garganta seca, febre, arrepios, dores de cabeça e dores musculares. Podem ocorrer reacções alérgicas quando o cobre entra em contacto com a pele.

Os sintomas de uma ingestão excessiva de cobre a longo prazo são principalmente problemas digestivos, como náuseas, vómitos e dores abdominais. Gradualmente, surgem lesões no fígado, nos rins e no cérebro, bem como perturbações imunitárias e sanguíneas.

As pessoas em risco de desenvolver toxicidade crónica pelo cobre são

• doentes submetidos a diálise com tubos de cobre
• pessoas que estão em contacto prolongado com pesticidas à base de cobre
• bebés que recebem nutrição parentérica total a longo prazo

Erros inatos do metabolismo do cobre

As doenças mais comuns associadas a defeitos no metabolismo do cobre no organismo são a doença de Menkes e a doença de Wilson.

Ambas são doenças congénitas raras.

A doença de Menkes é causada por um defeito na proteína ATP7A (proteína de Menkes) devido a uma mutação no gene que codifica a sua síntese.

Como esta proteína controla a distribuição do cobre das células sanguíneas para o sangue, a sua deficiência também causa uma deficiência de cobre no organismo e uma função reduzida associada das enzimas dependentes do cobre.

Isto inclui enzimas como a ceruloplasmina, a citocromo c oxidase, a tirosinase, etc.

A doença afecta predominantemente os rapazes e manifesta-se na primeira infância (logo algumas semanas após o nascimento). O prognóstico da doença é desfavorável. Os doentes morrem geralmente no prazo de três anos após o nascimento.

A doença de Menkes provoca atrasos no crescimento e no desenvolvimento (incluindo mental), lesões cerebrais, atraso mental e perturbações neurológicas graves, além de danificar os tecidos conjuntivos, os vasos sanguíneos e os ossos (fracturas, osteoporose).

Os sintomas são o aspeto caraterístico do cabelo (caracóis muito pequenos e pigmentação reduzida - geralmente cabelo cinzento), tensão muscular reduzida, face flácida ou convulsões.

Outro erro inato do metabolismo do cobre é a doença de Wilson.

Esta é uma doença progressiva caracterizada por um transporte deficiente e uma acumulação excessiva de cobre nos órgãos e tecidos.

A causa destas alterações é um defeito na proteína ATP7B (proteína de Wilson), também devido a uma mutação no gene que codifica a sua síntese.

Esta proteína encontra-se principalmente no fígado e é responsável pela ligação do cobre à proteína ceruloplasmina e também pela excreção do cobre do organismo através da bílis.

A falta da proteína ATP7B provoca a acumulação de fracções de cobre livre no fígado, levando à cirrose. O cobre acumula-se também noutros tecidos, como o cérebro, a córnea, os rins, etc.

Esta acumulação provoca lesões cerebrais, alterações de personalidade, problemas de coagulação sanguínea, anemia, perturbações nervosas, perturbações renais ou iterícia.

Uma manifestação caraterística da doença de Wilson e da deposição de cobre nos tecidos é a formação de um anel castanho-dourado à volta da periferia da córnea - o anel de Kayser-Fleischer.

Outros sintomas incluem fraqueza muscular, rigidez muscular (especialmente nos braços), movimentos lentos, tonturas e vertigens.

O tratamento para a doença de Menkes consiste na administração de cobre por via intravenosa (injetado numa veia). O diagnóstico precoce e as injecções diárias podem atuar como prevenção das lesões nervosas e prolongar a vida do doente afetado.

O objetivo do tratamento da doença de Wilson é eliminar a absorção de cobre através do trato gastrointestinal, o que é mais frequentemente conseguido das seguintes formas

• Administração de zinco como antídoto: o zinco compete com o cobre na ligação às proteínas de transporte nas fendas intestinais, bloqueando assim a sua absorção.
• Administração de agentes quelantes, que ligam o cobre em complexos inabsorvíveis, como a D-penicilamina.
• Modificação da dieta para excluir alimentos ricos em cobre.

Com o diagnóstico precoce da doença de Wilson e o tratamento adequado, os doentes podem ter uma vida normal, ao contrário da doença de Menkes, que é mortal.

Outras doenças relacionadas com o cobre

Perturbações na homeostase do cobre também resultam em stress oxidativo e na formação associada de radicais livres que são prejudiciais para o organismo.

A sua formação pode contribuir para o desenvolvimento de doenças neurológicas graves, como a doença de Alzheimer ou a doença de Creutzfeldt-Jakob.

O cobre está também ligado ao desenvolvimento do cancro. As concentrações de cobre no sangue são frequentemente muito elevadas na presença de cancro e estão correlacionadas com a incidência, o desenvolvimento, o tamanho e a progressão dos tumores.

Em relação ao cobre, podemos também mencionar uma doença caracterizada por uma presença reduzida no sangue da enzima ceruloplasmina, que contém cobre, a aceruloplasminemia.

Embora esta doença não provoque alterações significativas no metabolismo do cobre propriamente dito, é a causa de uma acumulação excessiva e prejudicial de ferro no fígado e noutros órgãos.