A rézről, mint ásványi anyagról, 1928-ban kimutatták, hogy a hemoglobinszintézisben részt vevő állatok nélkülözhetetlen tápanyaga. A réz terápiás alkalmazásáról és az emberi szükségletekről később Mills és mások számoltak be. Azóta kiderült, hogy a réz számos fontos enzim alkotóeleme, beleértve a citokróm-c-oxidázt, a szuperoxid-dizmutázt (citoplazma), a ceruloplazmint, a dopamin-B-hidroxilázt, a liziloxidázt, a tirozinázt és a monoamin-oxidázt.
Egy egészséges felnőtt réztartalma körülbelül nyolcvan milligramm. A legmagasabb rézszint a májban és az agyban található, ezt követi a szív, a vese, a hasnyálmirigy, a lép, a tüdő, a csont és az izom.
A haj TMA-elemzése jó módszernek bizonyult a réz táplálkozási állapotának felmérésére. A közelmúltban Medeiros pozitív korrelációt számolt be az állatok TMA-rézszintjei és az étrendből származó rézbevitel három szintje között. Ez a tanulmány alátámasztja a TMA alkalmazásának megvalósíthatóságát a réz és más ásványi anyagok étrendjében bekövetkezett változások kimutatására. Medeiros tanulmánya megerősíti a korábbi kutatók megállapításait is, amelyek szintén alátámasztják a TMA használatának érvényességét a réz állapotának értékelésében. Ikeda és munkatársai azt találták, hogy a hajban lévő rézkoncentráció korrelál a gyermekek vér hemoglobinszintjével.
Úgy találták, hogy a haj rézkoncentrációja tükrözi a máj rézkoncentrációját. Az anyai és újszülött hajának ásványianyag-tartalmáról szóló tanulmány kiváló korrelációt tárt fel a fémek, köztük a réz esetében is, és megalapozza a TMA alkalmazását az anya és a magzat táplálkozási ásványianyag-állapotának monitorozásában.
A Trace Elements, Inc. által megállapított ideális TMA-rézszint 2,5 milligramm. Megfelelő mintavétel esetén a TMA jó mutatót adhat a táplálkozással bevitt réz mennyiségéről, valamint a szinergetikus és antagonista nyomelemekkel való kapcsolatáról.
Az egyik legkorábbi rézhiányos állapot a vashiányos vérszegénység, amelyet csak rézpótlással lehet korrigálni. A rézhiány rontja a vas felszívódását, csökkenti a hem szintézisét, és fokozza a vas felhalmozódását a raktárakban. Ezek a folyamatok a ceruloplazmin rézenzim hatása miatt függenek a réztől. A krónikus rézhiány hemosiderózishoz vezethet, amely állapot a testszövetekben megnövekedett vasfelhalmozódással jár, a hemoglobin-vas felhasználásának károsodása miatt. A hemosiderózis rosszindulatú daganatokban, gyulladásos betegségekben és rheumatoid arthritisben fordulhat elő.
A rézhiány miatt az ízületekben felhalmozódó vas nagymértékben hozzájárulhat a rheumatoid arthritis kialakulásához. Kishore és munkatársai állatkísérletekben mutatták be a rézhiány és az ízületi gyulladás kapcsolatát. Az adjuváns ízületi gyulladás súlyosabb volt azoknál az állatoknál, amelyek rézhiányos étrenden voltak, és szöveti vasszintjük több mint négyszáz százalékkal volt magasabb. Felvetették, hogy a rheumatoid arthritis elterjedése az iparosodás következménye, mivel az iparosodással megnövekedett a réz antagonistáinak, például a kadmiumnak, cinknek, ólomnak stb. termelése és felhasználása. Rainsford feltételezte, hogy a rheumatoid arthritis alacsony előfordulása az iparosodás előtti időkben Európában a rézzel bevont főző- és étkezési eszközök használatának köszönhető. Rheumatoid arthritisben szenvedő betegek TMA-vizsgálatai szinte mindig alacsony szöveti rézszintet mutatnak, míg a krónikus esetek magas vas/réz arányt mutatnak. Az emelkedett szöveti vas/réz arány krónikus bakteriális fertőzésre is utalhat. A rheumatoid arthritis másodlagosan is előfordulhat, és egy fertőző ágens okozhatja, amely rézkiürülést vagy a réz egyensúlyának megzavarását eredményezi.
Ismert tény, hogy a rheumatoid arthritis spontán remissziója olyan állapotokban fordul elő, amelyek fokozott rézretencióval járnak, mint például a terhesség vagy az epeúti elzáródás. Egy ausztrál tanulmány (Walker és mtsai) a rheumatoid arthritis tüneteinek javulását mutatta ki rézkarkötők viselése után, amikor a réz a bőrön keresztül szívódott fel.
A TMA-vizsgálatok azt mutatják, hogy a rheumatoid arthritis bizonyos formáiban szenvedő egyéneknek megnövekedett a rézigényük. Ugyanakkor TMA-vizsgálatok kimutatták, hogy osteoarthritisben szenvedő betegek szöveti rézszintje a normál érték felett van, amit a kalcium-réz-D-vitamin kapcsolat magyarázhat.
A fertőzésekről ismert, hogy befolyásolják az ásványi anyagcserét és a tápanyagigényeket. Bakteriális fertőzések során a vas a tárolószövetekbe (retikuloendoteliális rendszer: csont-lép-máj) kötődik, mivel a baktériumoknak vasra van szükségük a szaporodáshoz. A szervezet így eltávolítja a vasat a vérből, hogy megakadályozza a baktériumok növekedését. Ezzel egy időben a szérum rézszint emelkedik, mivel a réz mobilizálódik a raktározó szövetekből, és hozzájárul a szervezet védekezéséhez. Krónikus fertőzéseknél a szöveti vas szintje növekszik, míg a réz csökken. Az emelkedett vas/réz arány jellemző a krónikus fertőzésekre, amelyek leggyakoribb forrása a fogtályog lehet.
A vírusfertőzések anabolikus, míg a bakteriális fertőzések katabolikus reakciókat váltanak ki. Krónikus bakteriális fertőzések során a szöveti rézhiány, míg krónikus vírusfertőzések során a rézfelesleg jellemző. Bár még nem teljesen világos, hogy a fertőzések közvetlenül okozzák-e a TMA (szöveti ásványianyag-elemzés) réz rendellenességeit, a rézstátus befolyásolhatja az egyén hajlamát vírusos vagy bakteriális fertőzésekre. Az ösztrogén és a réz közötti kapcsolat szintén fontos, mivel ismert, hogy az ösztrogén hatással van az immunrendszerre. Például a nők vírusos fertőzésekre való hajlama menstruáció előtt, amikor a réz és az ösztrogén szintje magasabb, nagyobb, míg a bakteriális fertőzések valószínűsége közvetlenül menstruáció után nő, amikor ezek a szintek csökkennek.
Bizonyos típusú rosszindulatú daganatokban alacsony TMA rézszintek fordulnak elő, különösen katabolikus vagy metasztatikus daganatok esetén. Egyes daganatokkal kapcsolatban magas szöveti vas/réz arány is megfigyelhető. Például Hodgkin-kórban a szöveti vas felhalmozódását figyelték meg a nyirokcsomókban. A réz szerepe kulcsfontosságú a légzési enzimek működésében és a szuperoxid-diszmutáz enzim aktivitásában, amely védi a sejteket az oxidatív stressztől. Állatkísérletek kimutatták, hogy bizonyos rézvegyületek daganatellenes hatással bírnak, lassítják a tumor növekedését, és javítják a túlélést. Bizonyos daganatos betegségekkel összefüggésben a szérum rézszintje növekszik, majd a remisszióval visszatér a normál szintre.
A rézhiány a csontritkulás egyik korai jele lehet. Számos enzim, amely a kollagén szintézisében és a csont keresztkötéseinek kialakításában szerepet játszik, rezet igényel. A rézhiányos csontelváltozások közé tartozik a trabekuláris szerkezet elvesztése és a kéreg elvékonyodása. A TMA-vizsgálatok során gyakran találtak alacsony szöveti kalcium- és rézszinteket. A csontritkulás kapcsolatban lehet mind a rézhiánnyal, mind a rézfelesleggel.
A réz fontos szerepet játszik az érrendszer szerkezetében és integritásában. A lizil-oxidáz enzim, amely az elasztin és a kollagén keresztkötéseinek kialakításához szükséges, rézfüggő. A rézhiány hozzájárulhat az aneurizmák, a szív megnagyobbodása, szívelégtelenség és szívinfarktus kialakulásához. A túlzott rézszint pajzsmirigy-alulműködéshez és hiperkoleszterinémiához is vezethet, ami szív- és érrendszeri problémákat okozhat.
A réz szükséges az elasztin és a kollagén normális termeléséhez, amelyek a szalagok és a csigolyaközi porckorong nucleus pulposusának összetevői. A rézhiány strukturális rendellenességekhez, például gerincferdüléshez és kyphoscoliosishoz vezethet. Terhesség során, az ösztrogén hatására, a szalagok ellazulhatnak, és a túlzott rézretenció fokozhatja ezt a hatást, ami strukturális instabilitáshoz vezethet.
A rézhiány negatívan hat a központi idegrendszerre, különösen a myelinizációra. A szklerózis multiplexben szenvedő betegeknél alacsony szöveti rézszintet figyeltek meg, hasonlóan a Parkinson-kórban szenvedők esetében is. A Menkes-kór, egy genetikai betegség, amely a rézanyagcsere hibáját okozza, általában halálos kimenetelű, és hangsúlyozza a magzati táplálkozás monitorozásának szükségességét a réz pótlásával.
A réz toxicitás gyakori jelenség az Egyesült Államokban, amit a TMA-vizsgálatok is alátámasztanak, amelyek szerint a lakosság jelentős része túlzott szöveti rézszinttel rendelkezik. Ez a földrajzi adottságoktól függően változik, például a talaj réz- vagy cinkhiányos összetétele és a víz keménysége miatt. A réz vízvezetékekben és fogpótlásokban való használata, valamint az állati takarmányok és növények rézzel való kezelése szintén növelte a réz bevitelét. Az Egyesült Államokban a napi rézbevitel általában 3-5 milligramm között mozog, míg Indiában ez átlagosan közel 6 milligramm, egyes területeken akár 13 milligramm is lehet.
Az anyagcsere különbségei miatt egyes emberek hajlamosabbak a réz visszatartására, függetlenül a rézbevitel mennyiségétől. A TMA-vizsgálatok kimutatták, hogy a vegetáriánusok hajlamosabbak a réz felhalmozására, mint a nem vegetáriánusok. Henkin szerint a mellékvese-elégtelenségben szenvedő betegek magas szérum rézszintje javult hormonterápia után. A paraszimpatikus neuroendokrin aktivitás fokozódása szintén hozzájárulhat a megnövekedett rézterheléshez, mivel csökken a réz kiválasztása. A paraszimpatikus endokrinok, például a hasnyálmirigy, a mellékpajzsmirigy és az anabolikus szteroidok szintén növelhetik a réz visszatartását.
A TMA-vizsgálatok azt is kimutatták, hogy az orális fogamzásgátlót szedő nők és a rézzel készült méhen belüli eszközt használók esetében gyakran emelkedett szöveti rézszint tapasztalható. Ez különösen igaz lehet a terhesség során, amikor a rézszint természetesen megemelkedik, különösen a harmadik trimeszterben. Ha a terhességek közötti idő rövid, ez túlzott rézfelhalmozódáshoz vezethet, ami növeli az öröklött réztoxicitás kockázatát.
A réz toxicitása gyakran akkor fordul elő, ha az antagonista tápanyagok, például a B6-, B3-, B5- és A-vitamin, valamint a cink és vas hiányoznak az étrendből. Ezeknek a tápanyagoknak a szükséglete megnő a terhesség alatt, valamint orális fogamzásgátlók vagy andösztrogénterápia során. Krishnamachari beszámolt arról, hogy pellagrában (B3-vitamin hiány) szenvedő egyéneknél a réz felszívódása megnövekedett. A réz- és vitamintoxicitás közötti kölcsönhatásokat különösen fontos figyelembe venni Wilson-kór esetében, amely egy anyagcsere-betegség, ahol a ceruloplazmin hiánya miatt mérgező mennyiségű réz halmozódik fel a májban.
Az epével történő rézkiválasztás csökkenése vagy elzáródása is hozzájárulhat a rézfelhalmozódáshoz, még akkor is, ha a rézbevitel nem túlzott. Az ösztrogén-többletről ismert, hogy elősegíti az epehólyag-problémákat és a koleszterin- és kalciumkőképződést. Az orális fogamzásgátlók használata és a terhesség alatt megemelkedett ösztrogénszint szintén csökkenti a máj kiválasztó funkcióit, ami fokozhatja a réz visszatartását. Vírusfertőzések, például mononukleózis és hepatitis is fokozhatják a réz felhalmozódását. Gyakran megfigyeltek magas szöveti rézszintet azoknál, akiknek kórtörténetében ilyen állapotok szerepelnek.
Kérdéses, hogy a szöveti rézfelesleg vírusos fertőzés következménye-e, vagy a vírusfertőzések okoznak fokozott rézfelhalmozódást. Az is lehetséges, hogy a cink vírusellenes hatásai a réz és cink közötti kölcsönhatásból erednek, mivel a két elem antagonista módon befolyásolja egymás hatását.
A réz eltávolításának fő útja a bélrendszeren keresztül történik, így minden olyan tényező, amely gátolja az intrahepatikus vagy extrahepatikus kiválasztást, növelheti a réz toxicitás kockázatát. Az ösztrogének mellett számos gyógyszer is hozzájárulhat a kolesztázis kialakulásához, amely akadályozza az epével történő rézkiválasztást. Ide tartoznak a következő pszichotróp és nyugtató gyógyszerek: fenotiazin-származékok (Thorazine, Stelazine, Temaril), klórdiazepoxid (Librium), dezipramin (Norpramin), imipramin (Tofranil), meprobamát (Miltown). Továbbá, diuretikumok és vérnyomáscsökkentők, mint a klorotiazid (Diupres, Diuril), valamint diabétesz elleni gyógyszerek, mint a tolbutamid és klórpropamid (Diabinese, Orinase) szintén kockázati tényezők lehetnek. Görcsös rendellenességek kezelésére használt karbamazepin (Tegretol), pajzsmirigy-ellenes szerek, például a tiouracil és metimazol (Tapazole), valamint gyulladáscsökkentő szerek, mint az indometacin (Indocin), szintén hozzájárulhatnak a réz felhalmozódásához. Ezen kívül gombaellenes gyógyszerek, mint a grizeofulvin (Fulvicin-U/F, Grifulvin), szintén kapcsolatban állhatnak a réz toxikus szintjeinek kialakulásával.
Bizonyos ásványi anyagok hosszú távú, nagy mennyiségű bevitele rézhiányhoz vezethet, különösen akkor, ha a szervezet rézszintje alacsony. Ezek az anyagok antagonisztikus hatást gyakorolnak a rézre, és hozzájárulhatnak a rézmérgezés kezeléséhez is. Ezenkívül a rézpótlás egyes nehézfémek mérgező hatásait csökkentheti és felszívódásukat gátolhatja. Kutatások kimutatták, hogy a fruktózfogyasztás kedvezőtlen hatással van a rézre, és fruktózzal táplált állatoknál súlyosbodó rézhiányt és májkárosodást eredményezett.
A rézre antagonista hatást gyakorló vitaminok túlzott bevitele hozzájárulhat a rézhiány kialakulásához vagy súlyosbításához. Ugyanakkor a túlzott rézbevitel ezeknek a vitaminoknak a hiányához is vezethet. Érdekes módon a rézhiány számos tünete hasonlít a C-vitamin-hiány tüneteihez, és a magas C-vitamin bevitel antagonisztikusan hathat a rézre és a rézfüggő enzimekre. A rézhiány következtében fellépő változások „skorbutszerűnek” nevezhetők, és túladagolt C-vitamin bevitellel is előidézhetők. Másrészt a rézfelhalmozódás növeli bizonyos vitaminok szükségletét, mint például a D-, B1-, B12-, C-vitamin és a folsav.
A réz kiválasztása a májból gyakran a mellékvese stimulációjával történik, és kimutatták, hogy a mellékvese szteroidok növelik a rézkiválasztást. A szimpatikus endokrin rendszer fokozott aktivitása gyorsíthatja a réz kiürülését, illetve növelheti annak szükségletét a fokozott metabolikus igények miatt. Ide tartoznak a pajzsmirigy, a mellékvesekéreg és az elülső agyalapi mirigy hormonjai.
Ritkán fordul elő egyetlen tápanyaghiány önmagában, hiszen más tápanyaghiányok és túlzott bevitelek is befolyásolhatják a rézhiány kialakulását. Például a rézhiányos állapotban csökken az A-, C-, B6-, B3- és B5-vitamin szükséglet, míg a rézhiány növeli más vitaminok, mint a D-, B1-, B12- és folsav szükségletét. A szinergikus tápanyagok pótlása hozzájárulhat a rézhiány okozta káros hatások mérsékléséhez és a rézegyensúly helyreállításához. A D-vitamin például segíthet a kortikoszteroidok túltermelése következtében fellépő rézretenció csökkenésének ellensúlyozásában.
A rézzel szinergikus ásványi anyagok közé tartozik a kalcium, a kobalt, a szelén, a nátrium és a vas. A túlzott vasbevitel azonban gátolja a réz felszívódását a bélrendszerben, és mindkettőre szükség van a hemoglobintermeléshez.
A megemelkedett szöveti rézszint gyakran összefügg a pajzsmirigy-alulműködéssel. A réz több módon is befolyásolhatja a pajzsmirigy működését. Először is, antagonisztikus hatást gyakorol a vasra, és kutatások kimutatták, hogy a vashiány hozzájárulhat a pajzsmirigy-elégtelenség kialakulásához. Emellett a réz inzulinhatáson keresztül is közvetett hatással lehet a pajzsmirigy működésére, mivel az inzulin antagonizálja a pajzsmirigy hormontermelését. Megfigyelték, hogy a magas szöveti rézszint fokozott inzulinszekrécióval társulhat, és ez különösen terhesség alatt vagy ösztrogénterápia során emelkedik meg. A réz és az inzulin közvetlen kapcsolatát még nem igazolták, de az ösztrogén és az inzulin közötti összefüggés jól dokumentált. A réz-kalcium-D-vitamin kapcsolat is szerepet játszhat, mivel a réz növeli a kalcium szöveti visszatartását, a kalcium pedig hozzájárul az inzulin felszabadulásához.
A szöveti réz felhalmozódásához kapcsolódó további állapotok közé tartozik a krónikus Epstein-Barr vírus (EBV) és citomegalovírus (CMV) fertőzések, érzelmi zavarok, hipoglikémia, fáradtság, mióma daganatok, alacsony vérnyomás, átmeneti magas vérnyomás, étvágytalanság, PMS, AIDS, dermatózis, endometriózis, meddőség, hajhullás, álmatlanság és fejfájás. A TMA-teszteken kimutatták, hogy azok a személyek, akiknél magas a szövetréz felhalmozódás, gyakran érzelmileg orientáltak és kreatív foglalkozásokat űznek, mint például művészek, zenészek, szobrászok és színészek. Az alacsony szöveti rézszint vagy magas cink/réz arány gyakrabban társul bal agydominanciával és intellektuális tevékenységekkel.
