铁（Iron）

　　人体内铁总量约为4～5g，有两种存在形式，一为“功能性铁”，是铁的主要存在形式，其中血红蛋白含铁量占总铁量的60％～75％，3％在肌红蛋白，1％为含铁酶类（细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶与过氧化氢酶等），这些铁发挥着铁的功能作用，参与氧的转运和利用。另一为“贮存铁”，是以铁蛋白（ferritin）和含铁血黄素（hemosiderin）形式存在于血液肝、脾与骨髓中，约占体内总铁的25％～30％。在人体器官组织中铁的含量，以肝、脾为最高，其次为肾、心、骨骼肌与脑。铁在体内的含量随年龄、性别、营养状况和健康状况而有很大的个体差异。

　　一、生理功能

　　铁为血红蛋白与肌红蛋白、细胞色素A 以及一些呼吸酶的成分，参与体内氧与二氧化碳的转运、交换和组织呼吸过程。铁与红细胞形成和成熟有关，铁在骨髓造血组织中，进入幼红细胞内，与卟啉结合形成正铁血红素，后者再与珠蛋白合成血红蛋白。缺铁时，新生的红细胞中血红蛋白量不足，甚至影响DNA 的合成及幼红细胞的分裂增殖，还可使红细胞寿命缩短、自身溶血增加。

　　铁与免疫关系，大多数人认为许多有关杀菌的酶成分、淋巴细胞转化率、吞噬细胞移动抑制因子、中性粒细胞吞噬功能等，均与铁水平有关。当感染时，过量铁往往促进细菌的生长，对抵御感染不利。

　　铁还有催化促进β-胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成、抗体的产生脂类从血液中转运以及药物在肝脏的解毒等功能。

　　二、吸收与代谢

　　摄入的食物铁在胃内，经胃酸的消化作用，溶解、离子化并还原成为亚铁状态，形成低分子的螯合物质。正常胃液含有一种未明的化学稳定因素，可能是内源性螯合物在小肠中碱性条件下，此种因素可使摄入的铁减慢沉降，而易为肠粘膜吸收。

　　（一）铁的吸收

　　铁的吸收主要在小肠的上段，且吸收效率最佳，但铁吸收在小肠的任何一段都可逆行。大部分被吸收入血流的铁以小分子的形式，很快通过粘膜细胞，与脱铁铁蛋白（aoferritin）结合形成铁蛋白，一部分铁蛋白的铁可在以后解离，以便进入血流，但大部分却可能留在粘膜细胞内直至此种细胞破坏死亡而脱落。

　　小肠粘膜上皮细胞对铁的吸收代谢有以下特点：①对血红素铁和非血红素铁的吸出不同，血红素与肠粘膜上血红素受体结合，将血红素铁中的含铁卟啉复合物整个吸收并由血红素加氧酶裂解成卟啉和铁，随后铁与细胞内的脱铁铁蛋白结合成铁蛋白，再运转到身体其他部位而被利用。而非血红素铁则需先被还原成二价铁，才被吸收。②控制和调节铁的吸收，当人体内缺铁时，小肠粘膜上皮细胞就能多吸收铁，此时铁的吸收率就升高。肠内铁增高时，其吸收率则下降，但吸收量仍有增加。

　　（二）铁吸收的影响因素

　　铁在食物中主要以三价铁形式存在，少数食物中为还原铁（亚铁或二价铁）。肉类等食物中的铁约一半左右是血红素铁（约40％），而其他为非血红素铁，后者则明显受膳食因素的影响。无机铁被吸收时，对肠道环境的改变非常敏感，但血红素铁的吸收则不受其影响。

　　非血红素铁在吸收前，必须与结合的有机物，如蛋白质、氨基酸和有机酸等分离，而且必须在转化为亚铁后方可被吸收。因而有很多因素可影响非血红素铁的吸收。

　　1．蛋白质与“肉因子”：肉、禽、鱼类食物中铁的吸收率较高，除与其中含有一半左右（约40％）血红素铁有关外、也与动物肉中一种叫肉因子（meat factor）或肉鱼禽因子（MFPfactor）有关。此种“因子”能促进非血红素铁的吸收。动物组织蛋白质的铁吸收率较高，可达15％～20％。动物的非组织蛋白质却如牛奶、乳酪、蛋或蛋清等，却不高。纯蛋白质，如乳清蛋白、面筋蛋白、大豆分离蛋白等对铁的吸收还有抑制作用。至于氨基酸，如胱氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、组氨酸等有利于铁的吸收，其原因可能是与铁螯合成小分子的可溶性单体有关。

　　2．脂类与碳水化合物研究表明，膳食中脂类的含量适当对铁吸收有利，过高或过低均降低铁的吸收。各种碳水化合物对铁的吸收与存留有影响，作用最大的是乳糖，其次为蔗糖、葡萄糖，以淀粉代替乳糖或葡萄糖，则明显降低铁的吸收率。

　　3．矿物元素钙含量丰富，可部分减少植酸、草酸对铁吸收的影响，有利于铁的吸收。但大量的钙不利于铁的吸收，原因尚不明确。无机锌与无机铁之间有较强的竞争作用，当一种过多时，就可干扰另一种的吸收。

　　4．维生素：维生素A 与β-胡萝卜素在肠道内可能与铁络合，保持较高的溶解度，防止诸如植酸、多酚类对铁吸收的不利作用。业已发现缺铁性贫血与维生素A 缺乏往往同时存在，给维生素A 缺乏者补充维生素A，即使铁的摄入量不变，铁的营养状况亦有所改善。维生素B₂有利于铁的吸收、转运与储存。当维生素B₂缺乏时，铁吸收、转运与肝、脾储铁均受阻。在儿童贫血调查研究中，也发现贫血与维生素B₂缺乏有关。维生素C 具酸性，还具还原性，能将三价铁还原为二价铁，并与铁螯合形成可溶性小分子络合物，有利于铁吸收。口服较大剂量维生素C 时，可显著增加非血红素铁的吸收。在铁缺乏时，维生素C 对铁吸收率的提高作用更为明显。其他如枸橼酸、乳酸、丙酮酸、琥珀酸等具有弱的螯合性质的有机酸，也都可提高铁的吸收。

　　5．膳食纤维：由于膳食纤维能结合阳离子的铁、钙等，摄入过多时可干扰铁的吸收，也有人认为可能是草酸作用的结果。

　　6．植酸盐与草酸盐：粮谷类及蔬菜中的植酸盐、草酸盐能与铁形成不溶性盐，影响铁的吸收。植酸盐即肌醇六磷酸盐，几乎存在于所有的谷类的糠麸、种子、坚果的纤维和木质素中，蔬菜水果中也都含有。

　　7．多酚类化合物：几乎所有植物中都含有酚类化合物，其中的某些种类能抑制非血红素铁的吸收，如含桔酰（3,4,5-三羟苯甲酰）的多酚类化合物，在茶、咖啡以及菠菜中，均含有此酚类物质而明显抑制铁的吸收。

　　8．卵黄高磷蛋白：蛋类中存在一种卵黄高磷蛋白（phosvitin），可干扰铁的吸收，使蛋类铁吸收率降低。

　　9．机体状况：机体状况可左右铁的吸收，食物通过肠道的时间太短、胃酸缺乏或过多服用抗酸药时，影响铁离子释放而降低铁的吸收。血红素铁与非血红素铁吸收，都受体内铁贮存量的影响，当铁贮存量多时，吸收率降低；贮存量减少时，需要量增加，吸收率亦增加。胃肠吸收不良综合征也影响铁的吸收，缺铁性贫血时铁吸收率增高。

　　食物铁的吸收率：一般来说，在植物性食物中铁吸收率较动物性食物为低。如大米为1％，玉米和黑豆为3％，莴苣为4％，小麦、面粉为5％，鱼为11％，血红蛋白为.25％，动物肉、肝为22％，蛋类仅达3％。

　　按中国传统膳食，成年男性膳食总铁平均吸收率大约为6％，育龄妇女为13％，女性吸收率高于男性是因为其体内贮存铁较低、而需求又较高，如需补充由于月经丢失的铁和补偿妊娠、哺乳的额外需铁等。

　　体内代谢的铁来源，一种为膳食铁，另一种来源是红细胞衰老解体释放的血红蛋白铁（20mg 左右）。人体内每天参与周转的35～40mg 铁中，来自肠道吸收者仅为0.5～1.5mg，体内贮存铁在维持血浆铁水平稳定方面起重要作用。

　　成年男性体内贮存的铁约为1g，也有多达2g 者。生育年龄的妇女，因月经或分娩，铁的丢失增加，贮存铁较少或没有。

　　肝脏是合成铁蛋白、运铁蛋白和储铁的重要器官，正常情况下，体内贮存铁的1／3 存在于肝脏中，肝脏中的铁绝大部分（约0.4g）存在于肝细胞中，小部分在肝星形细胞（枯否细胞）中。在红细胞生成增多需要释放贮存铁时，肝也参与铁进入与输出红细胞的双向运输过程。

　　骨髓与骨骼肌含有一定量非血红蛋白的铁，正常情况下骨髓所贮存的总铁量约为300mg，占全身贮存铁的1／3～1／5。骨骼肌中非血红蛋白的浓渡，虽然不高，但其总铁贮存量几乎相当于肝脏。

　　三、铁缺乏及缺铁性贫血

　　当体内缺铁时，铁损耗可分3 个阶段。第一阶段为铁减少期（ID），此时贮存铁耗竭，血清铁蛋白浓度下降。第二阶段为红细胞生成缺铁期（IDE），此时除血清铁蛋白下降外，血清铁也下降，同时铁结合力上升（运铁蛋白饱和度下降），游离原卟啉浓度（FEP）上升。第三阶段为缺铁性贫血期（IDA），血红蛋白和红细胞比容（hematocrite）下降。长时间的铁的负平衡，致使体内铁贮备减少，以致耗尽。体内铁缺乏，引起含铁酶减少或铁依赖酶活性降低，使细胞呼吸障碍，从而影响组织器官功能，出现食欲但下，严重者可有渗出性肠病变及吸收不良综合征等。铁缺乏的儿童易烦躁，对周围不感兴趣，成人则冷漠呆板。当血红蛋白继续降低，则出现面色苍白，口唇粘膜和眼结膜苍白，有疲劳乏力、头晕、心悸、指甲脆薄、反甲等。儿童少年身体发育受阻，体力下降、注意力与记忆力调节过程障碍，学习能力降低现象。

　　婴幼儿与孕妇贫血尚需特别注意，流行病学研究表明，早产、低出生体重儿及胎儿死亡与孕早期贫血有关。铁缺乏尚可损害儿童的认知能力，且在以后补充铁后，也难以恢复。铁缺乏也可引起心理活动和智力发育的损害及行为改变。

　　铁缺乏可出现抵抗感染的能力降低，已有研究表明，缺铁可使T 淋巴细胞数量减少，免疫反应缺陷，淋巴细胞转化不良，中性粒细胞功能异常，杀菌能力减弱等。经铁治疗能恢复正常反应。

　　详见本频道“营养缺乏与过量”栏目中《铁缺乏与缺铁性贫血》一文。

　　四、过量危害与毒性

　　通过各种途径进人体内的铁量的增加，可使铁在人体内贮存过多，因而可引致铁在体内潜在的有害作用，体内铁的储存过多与多种疾病如心脏和肝脏疾病、糖尿病、某些肿瘤有关。

　　肝脏是铁储存的主要部位，铁过量也常累及肝脏，成为铁过多诱导的损伤的主要靶器官。肝铁过载导致：①肝纤维化甚至肝硬化。②肝细胞瘤。肝纤维化可能是铁直接刺激肝细胞和肝内其他细胞合成胶原，或铁降低胶原的降解，引起胶原堆积。也有认为，含大量铁的肝细胞更易于被HBV 感染，有利于病毒的复制，有可能增加肝细胞肿瘤发生的危险性。

　　铁过量与心脏疾病关系的探讨，已见诸多报道。许多作者认为，铁通过催化自由基的生成、促进脂蛋白的脂质和蛋白质部分的过氧化反应、形成氧化LDL 等作用，参与动脉粥样硬化的形成。

　　铁过多诱导的脂质过氧化反应的增强，导致机体氧化和抗氧化系统失衡，直接损伤DNA，诱发突变，与肝、结肠、直肠、肺、食管、膀胱等多种器官的肿瘤有关。

　　五、需要量与膳食参考摄入量

　　铁在体内代谢中，可被身体反复利用，一般除肠道分泌和皮肤、消化道、尿道上皮脱落损失少量外，排出铁的量很少。只要从食物中吸收加以补充，即可满足机体需要。

　　中国营养学会2000 年制订的中国居民膳食铁参考摄入量（DRIs），成人铁适宜摄入量（AI）男子15mg／d；女子为20mg／d；可耐受最高摄入量（uL）男女均为50 mg／d。

　　六、食物来源

　　铁广泛存在于各种食物中，但分布极不均衡，吸收率相差也极大，一般动物性食物的含量和吸收率均较高。因此膳食中的铁良好来源，主要为动物肝脏、动物全血、畜禽肉类、鱼类。蔬菜中含铁量不高，油菜、苋菜、菠菜、韭菜等所含的铁利用率不高。