铁与人体健康，本文主要内容关键词为：人体健康论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
铁是人体营养必需的微量元素之一，虽只占人体体重的0.006％，即成人含铁约4.0g左右，但极为重要。人体内的铁都与蛋白质结合，无游离态。约3/4的铁结合在能携带氧分子O[，2]的血红蛋白和运铁蛋白（血浆）中，以血液形式流经全身。还有在全身肌肉中分布的肌红蛋白，而贮存的铁则以铁蛋白和含铁血黄素的形式沉积在肝、脾、骨髓、骨骼肌、肠粘膜、肾等组织中。
1 铁的生理功能
1.1 造血和输氧
铁组成血红蛋白，在造血过程中是必需的元素之一；铁参与形成的血红蛋白（Hb）和肌红蛋白，负责人体内氧气的输送，并将各组织中的二氧化碳送到肺部排出体外，对肌体生存起着至关重要的作用。
血红蛋白是一种色素，它构成了我们的血液。血红蛋白由2部分组成：一部分是球蛋白（包括组氨酸和球蛋白基体）；另一部分是含铁的物质，叫血红素。血红素是一种2价铁Fe（Ⅱ）的络合物，在它的分子中，4个卟啉环把铁原子包围在中间，2价铁原子Fe（Ⅱ）好像处于蜘蛛网中心的“蜘蛛”，随时准备吞吐氧分子。从血红蛋白的结构看，1个铁原子可以与其他6个配位原子相结合，其中有4个是卟啉环中的氮原子，第5个是组氨酸中的1个氮原子，这个氮原子把血红素和球蛋白联系起来。而第6个位置，可能是空着的，也可能由1个水分子占据着。正是这一结构特点，使血红蛋白具有输送氧分子的功能。
人体内，在氧气压力高的地方，氧分子能够把血红素的分子结构中的这个水分子置换下来，从而与血红蛋白结合生成氧合血红蛋白；而到了氧气压力低的地方，氧合血红蛋白可以再把氧气放出来。如肌肉收缩需要氧，那么氧合血红蛋白就可以把氧气放出，氧分子立即与肌红蛋白结合。肌红蛋白也是一种含血红素的蛋白质，因此它也含有铁，它主要存在于肌肉细胞里，这些细胞非常需要氧气。在氧气压力低的地方，肌红细胞与氧分子结合的能力比血红蛋白强，这样，与血红蛋白结合的氧气就可以由血红蛋白传递给肌红蛋白。
1.2 组成含铁酶和生物氧化
铁是细胞色素酶、铁硫蛋白、过氧化酶、过氧化氢酶以及肌红蛋白的组成成分，在组织呼吸过程、生物氧化中起着十分重要的作用。正常人体内含铁化合物的分布与功能见表1。
表1 正常人体内含铁化合物的分布与功能
2 铁的吸收和利用
2.1 铁的人体需要量
人体铁的来源主要有二：一是食物，二是红细胞破坏释放出的血红蛋白。由于后者绝大部分能被机体贮存，并再用于血红蛋白的合成，很少丢失，所以正常人体对对食物铁的需要量一般很少。成年男子和绝经期妇女每日需铁量约1mg，青春期妇女每日约需2mg，妊娠期妇女约为2.5mg/d，儿童约为1mg/d。
2.2 铁的人体吸收量
人体对食物中铁的吸收率很低。人乳中铁的吸收率最高，可达49％，存在于动物的含血内脏及肌肉中的血红素铁吸收率也较高，如小牛肉中的铁吸收率为22％，一般动物血为20％左右，鱼肉为15％左右，存在于牛奶、鸡蛋、谷类及蔬菜中的非血红素铁吸收率很少有超过10％者，大米的铁吸收率仅为1％，菠菜不到2％，玉米仅为3％左右，麦粉为2％～5％，大豆及其制品为3％～7％，牛奶为10％，蛋类为3％。通常人体每天在膳食中从食物中获得铁约10mg～15mg，吸收率大约在10％以下，即每日人体吸收铁的量力1mg～1.5mg，即基本可以满足人体的需要。铁的吸收与人体内需铁量有关，当体内缺铁时，除食物供给外，还应注意专门补铁，以保证人体正常发育的需要。
2.3 铁的人体吸收部位
铁的吸收主要是在十二指肠，胃和空肠上段也可吸收铁。胃酸分泌减少（如萎缩性胃炎、胃切除）和腹泻等消化功能紊乱时，铁的吸收均减少。铁的吸收是小肠上皮细胞的主动代谢过程，此过程在很大程度上受机体需铁状况、体内铁的贮存量、红细胞的生成速度、造血功能状态、铁蛋白合成等因素的影响。吸收进入肠粘膜细胞的铁有2条去路：一是与粘膜细胞中铁的载体——脱铁铁蛋白（apoferritin）结合成铁蛋白（ferritin），贮存在细胞内；二是以Fe（Ⅱ）的形式通过细胞膜转送进入血液运往全身，当机体内铁过剩时则粘膜细胞内铁蛋白增多，甚至达到饱和，部分铁蛋白进入溶酶体，待粘膜脱落时一并排入肠腔（肠粘膜细胞一般寿命2天～4天），由粪便排出，而吸收进入血液的铁很少。
2.4 影响铁吸收的因素
影响铁吸收利用的因素很多。其中影响最大的是铁的存在形式，如果是简单的铁盐，吸收就差；如果是铁的络合物，吸收的量就大得多。其次，在肠道pH的条件下。Fe（Ⅱ）比Fe（Ⅲ）更易于吸收利用。就吸收率而言，Fe（Ⅱ）比Fe（Ⅲ）大约高2倍～3倍。食物中的还原性物质如维生素C、葡萄糖和果糖、半胱氨酸、柠檬酸等，在肠道内能使Fe（Ⅲ）还原为Fe（Ⅱ），所以能促进铁的吸收。其中，维生素C能与铁形成可溶性螯合物，在铁的高pH下，也能呈现溶解状态，具有明显的促进非血红素铁的吸收作用，因此，维生素C有利于铁的吸收。尤其在3价铁Fe（Ⅲ）与铁蛋白结合时，需要把Fe（Ⅲ）还原为Fe（Ⅱ），更需由具有还原性的维生素C等物质来完成。抑制食物中铁吸收的因素也很多，如谷物和蔬菜中的植酸盐、草酸盐、纤维素等，茶叶中的鞣酸、咖啡等。
由于食物中蛋白质的消化产物氨基酸能与铁形成可溶性的螯合物，故食物蛋白质也有利于铁的吸收，胃液中的盐酸促进食物中的有机铁分解为铁离子或结合成较疏松的有机铁，从而促进铁的吸收。此外，
酸镁等则降低铁的吸收。
铁与磷可以形成不溶性化合物，所以高磷酸的膳食不利于铁的吸收。草酸、植酸同样电干扰铁的吸收。口服碱性药物由于可降低铁的溶解度，因此妨碍了铁的吸收。
由上可知，食物中铁的营养价值高低，除铁含量外，还要看铁的生物利用率以及食物中是否有抑制或促进铁吸收的因素存在。如果每天动物肉的摄食量在30g～90g或维生素C在25mg～75mg之间，则铁的吸收率以8％～9％来估计；若动物肉食量超过90g或维生素C超过100mg以上，则铁的吸收率可高达15％。
3 人体铁的来源和供给
在我国的膳食中，血红素铁含量低，估计膳食铁的吸收率仅为10％。成年男人每日排出体外约1.0mg的铁，妇女月经失血损失每日平均约0.5mg，泌乳损失0.5mg～1.0mg，故我国每日膳食中铁的供给量：成年男子为12mg，女子18mg，少年男子为15mg，少年女子为20mg，孕妇、乳母为28mg。据研究，孕妇在妊娠期每日需铁35mg，再加上每日10mg的排出量，每日需铁在45mg以上，产后为了补偿已丢失的铁，还应继续补充2至3个月的铁。常见食品的含铁量如表2。
表2 常见食品的含铁量
在动物性食物中，猪肝含铁量最多，吸收率也最高，肉类、豆类、绿色蔬菜中含铁也较多。铁质饮具烹调食物也是铁的一大来源。
中外医学专家们很早就认识到人类自身在生长发育的过程中由于铁损失而引起贫血的缺陷，从而千方百计地设法防治。常用方法有：（1）中草药补铁。如当归、阿胶、熟地等；（2）无机铁盐补铁。17世纪末法国医学家开始用铁盐物质进行临床治疗，并用硫酸亚铁（FeSO[，4]）成功地治愈了30例年轻妇女的缺铁性贫血症。此后各种无机盐发展起来，如乳酸亚铁、富马酸铁、枸橡酸铁铵、右旋糖酐铁、葡萄糖酸铁等；（3）卟啉铁补铁。卟啉铁是1930年德国化学家费舍尔发现的，费舍尔以研究血红素和叶绿素的性质和结构而获得1930年诺贝尔化学奖。他认为卟啉铁是治疗缺铁性贫血症的最佳物质，它是原卟啉和铁在血红素合成酶的作用下的生成物，由于卟啉铁本身就是人体内红细胞的活性物质，因而能直接被肠粘膜吸收，进入血液循环，与球蛋白结合生成血红蛋白。虽然铁元素本身不具备毒性，但补铁却不可过量，否则可发生铁中毒，如孕妇补铁每日不宜超过60mg。铁中毒症状有呕吐、腹泻、黑便、腹痛和胃肠炎，甚至消化道出血导致休克死亡。据报道，体内铁含量过多会诱发心脏病。
4 铁的运输与贮存
4.1铁的运输
从小肠粘膜细胞吸收进入血液的Fe（Ⅱ）由血浆铜蓝蛋白即血清亚铁氧化酶催化氧化成Fe（Ⅲ），Fe（Ⅲ）与血浆中的运铁蛋白（transferritin）结合。运铁蛋白的主要功能是运送和利用铁，而不是吸收铁。运铁蛋白（又叫铁传递蛋白）是分子量为77000的血浆糖蛋白，由2条多肽链构成，每条多肽链有一个铁的结合位点。因此，每个运铁蛋白分子只能与两个Fe（Ⅲ）结合生成络合物，它非常稳定，这种性质可以使运铁蛋白具有清除血浆中过多铁离子的功能，使血浆里的铁的浓度维持在正常水平，即低于1g/t（或百万分之一）的水平。运铁蛋白与铁结合以后，并不是把铁永久地贮存起来，而是把铁送进未成熟的红细胞（或称成红细胞）里，然后铁传递蛋白就和铁分离，而使成红细胞转变为红细胞。运铁蛋白就和铁分离，而使成红细胞转变为红细胞。运铁蛋白结合的铁除来自肠粘膜细胞吸收外，还可来自网状内皮系统和肝、脾等组织。一般人体血浆内含7mg的铁，大部分结合在运铁蛋白内。而每天运送的铁约27mg，其主要去向是运至肝、脾等器官贮存，或为其他组织利用。
4.2铁的贮存
机体内的铁以铁蛋白和含铁血黄素2种形式贮存。铁蛋白是铁储存的主要形式，绝大部分分布在肝、脾、骨髓、骨骼肌和肠粘膜中。铁蛋白的分子内部是一个直径约为90纳米（nm）的羟磷酸铁小颗粒，外面包着一层蛋白质。铁蛋白中含铁量相当高，并能溶于水。铁在铁蛋白中以Fe（Ⅱ）的形式存在，在出血或其他需要铁的情况下，贮存的铁可以释放，参与造血或其他含铁化合物的合成。含铁血黄素是多种形式的凝集铁蛋白，不溶于水，用普鲁士蓝显色后，在显微镜下观察呈现颗粒状，含铁血黄素在人体内的分布与铁蛋白大致相同，机体需要铁时，含铁血黄素的铁也能进入血浆，但比铁蛋白中的铁较难动员和利用。