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Vorkommen und physiologische Effekte

Vorkommen in der Nahrung
Kupfer ist ein Spurenelement, das in zahlreichen Nahrungsmitteln in unterschiedlichen Konzentrationen enthalten ist. Als kupferreich gelten insbesondere Innereien wie Leber oder Nieren, aber auch Fische und Krustentiere enthalten höhere Mengen an Kupfer. Für Menschen, die sich ausschließlich pflanzlich ernähren, gestaltet sich die Kupferbedarfsdeckung schwieriger. Als wertvolle pflanzliche Kupferlieferanten gelten Vollkornprodukte, Nüsse, Schokolade, Kakao und Hülsenfrüchte. Nicht zu vernachlässigen ist auch die Kupferzufuhr über neu verlegte Wasserleitungen, insbesondere bei niedrigen Wasser-pH-Werten.
Physiologische Effekte
Eisenstoffwechsel	Cofaktor bei der Umwandlung von Speichereisen (Ferritin) in Transporteisen (Transferritin)
Antioxidans	Abbau von Sauerstoffradikalen als Cofaktor der antioxidativ wirksamen Superoxiddismutase
Melaninproduktion	Cofaktor der Tyrosinase, einem Enzym für die Pigmentierung von Haut und Haaren
Kollagensynthese	Trägt zur Quervernetzung von Kollagen und Elastin bei
Energiestoffwechsel	Cofaktor der mitochondrialen Atmungskette

EFSA Health Claims

Health Claims		EFSA Opinion
Kupfer	Trägt zum Erhalt von normalem Bindegewebe bei Trägt zur Haarpigmentierung bei Trägt zu einem normalen Eisentransport im Körper bei Trägt zu einer normalen Hautpigmentierung bei Trägt dazu bei, die Zellen vor oxidativem Stress zu schützen Trägt zu einem normalen Energiestoffwechsel bei Trägt zu einer normalen Funktion des Nervensystems bei

Referenzwerte

Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr D-A-CH
	Alter	Kupfer (mg/d)
Säuglinge (Monate)
	0-4	0,2 - 0,6
	4-12	0,6 - 0,7
Kinder (Jahre)
	1-4	0,5 - 1,0
	4-7	0,5 - 1,0
	7-10	1,0 - 1,5
	10-13	1,0 - 1,5
	13-15	1,0 - 1,5
Jugendliche/Erwachsene (Jahre)		Frauen	Männer
	15-19	1,0 - 1,5	1,0 - 1,5
	19-25	1,0 - 1,5	1,0 - 1,5
	25-51	1,0 - 1,5	1,0 - 1,5
	51-65	1,0 - 1,5	1,0 - 1,5
	> 65	1,0 - 1,5	1,0 - 1,5
Schwangere	k. A.
Stillende	k. A.
Erhöhter Bedarf	Sport (schweißbedingter Kupferverlust) Hohe Zinkzufuhr, chronischer Durchfall, Zöliakie, Kurzdarmsyndrom

Referenzwert laut Lebensmittelkennzeichnungsverordnung
(=100 % TB-Kennzeichnung auf Etikett)		1 mg
Sicherheit des Nährstoffes
UL	Langfristige tägliche Aufnahmemenge, bei der keine negativen Einflüsse auf die Gesundheit zu erwarten sind	10 mg/d (laut NIH)
NOAEL	Maximale Aufnahmedosis, die in Studien keine schädigenden Auswirkungen verursachte	k. A.
Sicherheit	Die EFSA hat sich mit der Sicherheit von Kupfer beschäftigt.

Besondere Informationen

Kupfer – Cofaktor der Blutbildung und Pigmentation von Haut und Haaren

Kupfer ist ein integraler Bestandteil einer Reihe von Enzymen und damit an vielen Redoxreaktionen beteiligt. Zu den Hauptaufgaben zählt die Beteiligung an der Hämatopoese, am Elektronentransport in der Atmungskette und bei der antioxidativen Abwehr. Bei der Hämatopoese katalysiert das Kupfer die Eisenoxidation und damit den Einbau von Eisen in das Transportprotein Transferrin. Nur so ist Eisen für die Blutbildung verfügbar (1). Aufgrund der engen Verbindung mit dem Eisenstoffwechsel kann ein Kupfermangel für die Entstehung einer hypochromen mikrozytären Anämie verantwortlich sein (1). Gleichzeitig fungiert das Kupfertransportprotein Coeruloplasmin auch als Antioxidans, das eine durch Eisen induzierte Lipidperoxidation verhindert (2).
Kupfer ist als Cofaktor für die Pigmentation von Haut und Haaren verantwortlich. Die Aktivität des Enzyms Tyrosinase hängt von der Bindung zweier Kupferatome ab. Kupfermangel kann die Funktion der Tyrosinase einschränken und damit zu Pigmentstörungen von Haut und Haaren führen (3).

Kupfer und rheumatoide Erkrankungen

Kupfer ist auch ein Cofaktor bei der Knorpelmineralisation, der Bildung von Elastin, der Kollagenstruktur (4) und beim Aufbau der Trabekelstruktur des Knochens (5)(6). Eine Studie an Chondrozyten von Osteoarthritispatienten deutet darauf hin, dass Kupfer den Kollagenaufbau stimulieren kann (7). Studien an Patienten mit Osteoarthritis zeigen einen erhöhten Kupferanteil in der Synovialflüssigkeit (6) sowie erhöhte Kupferwerte im Plasma und in den Haaren bei Patienten mit rheumatoider Arthritis (8). Dies wird auf die Aktivität von kupferabhängigen immunmodulierenden Zytokinen und der vermehrten Sekretion von Coeruloplasmin zurückgeführt, welches für den Transport von Kupfer aus der Leber in die Blutbahn verantwortlich ist (9).

Kupfer und Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Auch bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen könnte Kupfer eine therapeutische Rolle spielen.
Die kupferhaltige Lysyloxidase ist für den Aufbau und die Vernetzung von Kollagen und Elastin wesentlich, weshalb ein Kupfermangel zum Elastinabbau in den Gefäßen und zu Makroangiopathien führen kann (10). Kupfermangel könnte auch an der Entstehung von Aneurysmen beteiligt sein. Veränderungen im Kupferspiegel von Aneurysmapatienten lassen einen Zusammenhang der Pathogenese mit oxidativem Stress (11) und der gestörten Kollagen- und Elastinbildung (12) vermuten.
Im Tierversuch hatte eine gezielte Kupfersupplementierung zudem positive Effekte auf das Lipidprofil im Serum. Dies wird auf die erhöhte antioxidative Aktivität und einen dadurch verminderten oxidativen Stress zurückgeführt (13). Eine Studie an jungen Frauen zeigte eine signifikant erhöhte Aktivität der Erythrozytensuperoxiddismutase und eine verbesserte fibrinolytische Kapazität. Eine erhöhte Kupferaufnahme mit 3 – 6 mg/Tag könnte deshalb das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen senken (14).

Labordiagnostik

Parameter	Substrat	Referenzwert	Beschreibung
Kupfer im Blut	Serum	0,8 - 1,25 mg/l	60 % des Kupfers befinden sich im Serum.
	Vollblut	1,0 - 1,3 mg/l	Die hämatokritkorrelierte Vollblutanalytik ermöglicht eine korrekte Interpretation des Versorgungsstatus.
Kupfer im Harn	24-h-Urin	10 - 60 µg/24h	24h-Sammelurin
Interpretation
Verminderte Werte		Kupfermangel z.B. durch Fehl- oder Mangelernährung, Malabsorption, Eiweißverluste über die Niere, Morbus Wilson
Erhöhte Werte		Akute oder chronische Infektionen, Leberschäden, Pankreasinsuffizienz, akuter Schub einer rheumatischen Erkrankung. Kupfervergiftung bei Erwachsenen sehr selten, da bereits eine orale Aufnahme von 1 g Kupfer zu Übelkeit und Erbrechen führt.
Hinweis zu den Messergebnissen
Während der Schwangerschaft (2. und 3. Trimester) und unter der Einnahme von Östrogenpräparaten sind erhöhte Kupferwerte nachweisbar.

Mögliche Mangelsymptome

Auswirkung auf	Symptomatik
Allgemeinbefinden	Müdigkeit, Schwäche, Schlaflosigkeit
Reproduktion	Fertilitätsstörungen Verminderte Spermienbeweglichkeit
Haut und Haare	Störungen der Haut- und Haarpigmentation
Immunsystem	Erhöhte Infektanfälligkeit
Blutbild	Anämie (hypochrom, mikrozytär)

Indikation

Effekt	Indikation	Dosierung
Physiologische Effekte mit niedrigen Nährstoffdosierungen	Bei unspezifischen und spezifischen Symptomen, die auf einen Kupfermangel hinweisen	2 mg/d
	Zur Prävention eines Kupfermangels bei hoher oder langfristiger Zinksupplementierung	2 - 3 mg/d
	Begleitend therapeutisch bei entzündlichen Erkrankungen, insbesondere Osteoarthritis	2 - 3 mg/d

Einnahme

Allgemeiner Einnahmemodus
Wann	Kupfer sollte zwischen den Mahlzeiten (30-60. Min zuvor) eingenommen werden, da andere Mikronährstoffe und Nahrungsbestandteile die Resorption von Kupfer stören können. Da Zink die Kupferresorption stört, sollten Kupfer und Zink nicht gemeinsam eingenommen werden, sondern zeitlich versetzt.
Nebenwirkungen
Langfristige hohe Dosierungen führen zu gastrointestinalen Störungen wie Übelkeit, Durchfall, Erbrechen.
Kontraindikationen
Morbus Wilson (genetische Kupferspeicherkrankheit), schwere Nierenerkrankungen

Interaktionen

Interaktionen mit Arzneimitteln
Antiepileptika (Phenytoin)	Phenytoin kann mit Kupfer Komplexe bilden und dessen Resorption vermindern
Orale Kontrazeptiva	Können zu einem Anstieg der Kupferserumspiegel führen
Antazida (z.B. Maalox, Cimetidin)	Verschlechterung der Resorption von Kupfer
Laxantien (z.B. Bisacodyl)	Verschlechterung der Resorption von Kupfer
Gichtmittel (Allopurinol)	Kann zur Komplexbildung mit Kupfer führen
Interaktionen mit anderen Nährstoffen
Schwermetalle und Spurenelemente	Spurenelemente wie Eisen, Zink und Calcium können die Resorption von Kupfer vermindern.

Verbindungen

Beschreibung des Mikronährstoffes

Spurenelement
Formel: Cu
Ion: Cu²⁺

Verbindungen

Erlaubt sind anorganische Verbindungen wie Kupfercarbonat, Kupfersulfat und organische Verbindungen wie Kupfercitrat, Kupferglukonat, Kupfer-L-Aspartat, Kupferbisglyzinat und Kupfer-Lysin-Komplex

Referenzen

1) Hahn, A. et al. 2005. Ernährung. Physiologische Grundlagen, Prävention, Therapie.
2) Gröber, U. Orthomolekulare Medizin. Ein Leitfaden für Apotheker und Ärzte. 2002.
3) Ando, H. et al. 2007. Approaches to identify inhibitors of melanin biosynthesis via the quality control of tyrosinase. J Invest Dermatol. 127(4):751-61.
4) Tapiero, H. et al. 2003. Trace elements in human physiology and phatology. Copper. Biomed Pharmacother. 57(9):386–398.
5) Kagan, H. M., Li, W. 2003. Properties, specifity, and biological roles inside and outside of the cell. J Cell Biochem. 88(4):660–672.
6) Schumann, K. et al. 2002. Hohenheim Consensus Workshop: Copper. Eur J Clin Nutr. 56:469–483.
7) Yazar, M. et al. 2005. Synovial fluid and plasma selenium, copper, zinc and iron concentrations in patients with rheumatoid arthritis and osteoarthritis. Biol Trace Elem Res. 106(2):123-32.
8) Heraud, F., Savineau, C., Harmand, M. F. 2002. Copper modulation of extracellular matrix synthesis by human articular chondrocytes. Scand J Rheumatol. 31(5):279-84.
9) Strecker, D. et al. 2013. Copper levels in patients with rheumatoid arthritis. Ann Agric Environ Med. 20(2):312-6.
10) Biesalski, H. K. et al. 2002. Vitamine, Spurenelemente und Mineralstoffe. Prävention und Therapie von Mikronährstoffen.
11) Pincemail, J. et al. 2012. On the potential increase of the oxidative stress status in patients with abdominal aortic aneurysm. Redox Rep. 17(4):139-44.
12) de Figueiredo Borges, L. et al. 2010. Histopathology of an iliac aneurysm in a case of Menkes disease. Pediatr Dev Pathol. 13(3):247-51.
13) Galhardi, C.M. et al. 2005. Beneficial effects of dietary copper supplementation on serum lipids and antioxidant defenses in rats. Ann Nutr Metab. 49(5):283-8.
14) Bugel, S. et al. 2005. Effect of copper supplementation on indices of copper status and certain CVD risk markers in young healthy women. Br J Nutr. 94(2):231-6.

Referenzen Interaktionen
Stargrove, M. B. et al. Herb, Nutrient and Drug Interactions: Clinical Implications and Therapeutic Strategies, 1. Auflage. St. Louis, Missouri: Elsevier Health Sciences, 2008.
Gröber, U. Mikronährstoffe: Metabolic Tuning –Prävention –Therapie, 3. Auflage. Stuttgart: WVG Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 2011.
Gröber, U. Arzneimittel und Mikronährstoffe: Medikationsorientierte Supplementierung, 3. aktualisierte und erweiterte Auflage. Stuttgart: WVG Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 2014.