二紅細(xì)胞鐵代謝和功能
鐵是人體必需的最重要微量元素之一,存在于所有細(xì)胞內(nèi)。主要參與血紅蛋白的合成和氧的運輸,還參加體內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)過程,包括線粒體的電子傳遞,兒茶酚胺代謝及DNA的合成。此外,約有半數(shù)參加三羧酸循環(huán)的酶和輔酶都含有鐵或需鐵的存在。如鐵缺乏,將影響細(xì)胞及組織的氧化還原功能,造成功能紊亂。
(一)鐵的分布
鐵在人體的總量為3~5g,成年男性約為50mg/kg,女性約為40mg/kg,在血紅蛋白中的含量最多,是紅細(xì)胞的重要組成部分。轉(zhuǎn)運鐵含量最少(總量為4mg)也是最活躍的部分,轉(zhuǎn)鐵蛋白的功能是將鐵輸送到全身各組織,將暫時不用的鐵送到儲存部位。各種含鐵的酶及輔酶因子,雖然含量極少,是維持生命所需的重要物質(zhì)。
易變池鐵:易變池鐵指鐵離開血漿進入組織或細(xì)胞間,結(jié)合于細(xì)胞膜或細(xì)胞間蛋白的短暫期間的鐵容量。正常人易變池中鐵的含量為80~90mg。
儲存鐵部分包括鐵蛋白和含鐵血黃素。其功能是儲存體內(nèi)多余的鐵,當(dāng)身體需要時,仍可動用為功能鐵。人體內(nèi)鐵的分布(表6-2)。
表6-2 正常人體內(nèi)鐵的分布
(二)鐵的來源及吸收
1.外源性 正常情況下,人體鐵主要來源于食物。多數(shù)食物中都含有鐵,以海帶、木耳、香菇、肝、肉類、血及豆類中較豐富。成年人每天從食物中攝取1~2mg鐵,但所吃食物鐵的含量應(yīng)為10~20mg。鐵的吸收部位主要在十二指腸和空腸上段的黏膜。在黏膜細(xì)胞內(nèi),食物中的Fe2+被胃酸、胃酶及氨基酸、銅藍蛋白及其他亞鐵氧化酶氧化為Fe3+后與細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合越過細(xì)胞膜進入毛細(xì)血管網(wǎng),再進入肝門靜脈系。一部分鐵與去鐵蛋白結(jié)合形成鐵蛋白,存留于細(xì)胞中,3~5d后隨腸黏膜細(xì)胞的更新脫落排出,去鐵蛋白的多少可自動調(diào)節(jié)鐵的吸收。
2.內(nèi)源性 當(dāng)紅細(xì)胞衰老,破壞后,被肝、脾、骨髓中的單核-吞噬細(xì)胞系統(tǒng)吞噬清除。每天約有21mg的鐵被釋放出來再利用。
3.影響鐵吸收的因素 體內(nèi)鐵的儲存和紅細(xì)胞造血情況影響鐵的吸收。當(dāng)鐵的儲存量多時,血漿鐵的運轉(zhuǎn)率降低,鐵的吸收減少,當(dāng)鐵缺乏時則相反。當(dāng)紅細(xì)胞生成的速度加快時,鐵吸收亦增加。胃酸、維生素C(抗壞血酸)、某些氨基酸和糖類對鐵的吸收有幫助。動物性食物的血紅蛋白、肌紅蛋白中的鐵容易被吸收。堿性藥物和植物酸不利于鐵的吸收。
(三)鐵的轉(zhuǎn)運及利用
進入血漿中的鐵離子(Fe2+),經(jīng)銅藍蛋白等氧化作用后變?yōu)镕e3+,與轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合,被帶到骨髓及全身其他組織中去。血漿轉(zhuǎn)鐵蛋白主要由肝細(xì)胞合成,每個轉(zhuǎn)鐵蛋白有兩個結(jié)合鐵的位點,可結(jié)合1個或2個鐵離子(Fe3+)。帶Fe3+的轉(zhuǎn)鐵蛋白在幼紅細(xì)胞表面與轉(zhuǎn)鐵蛋白受體(TfR)結(jié)合,通過胞飲作用進入細(xì)胞內(nèi)。Fe3+與轉(zhuǎn)鐵蛋白分離,再度還原成Fe2+。在線粒體與原卟啉合成血紅素,多余的鐵以鐵蛋白形式存于細(xì)胞內(nèi)。
(四)鐵的儲存及排泄
鐵以鐵蛋白及含鐵血黃素的形式儲存,主要存在于骨髓、肝和脾的單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)和血漿中,含鐵血黃素是血清鐵蛋白脫去部分蛋白質(zhì)外殼的聚合體,可沉積于多個身體臟器,當(dāng)鐵大量飽和時,則以含鐵血黃素的形式存在。血清鐵蛋白(serum ferritin,SF)測定結(jié)果是判斷體內(nèi)鐵儲存量最敏感的指標(biāo)之一。骨髓中巨噬細(xì)胞內(nèi)外的含鐵血黃素和鐵蛋白,在幼紅細(xì)胞外,稱為細(xì)胞外鐵;存在于幼紅細(xì)胞內(nèi)的,為細(xì)胞內(nèi)鐵,這種幼紅細(xì)胞稱為鐵粒幼紅細(xì)胞。在鐵代謝平衡的情況下,儲存的鐵很少動用。當(dāng)機體缺鐵時,儲存鐵首先被消耗動用,可合成全身所需的1/3~1/2的血紅蛋白,只有當(dāng)儲存鐵完全耗盡再繼續(xù)缺鐵才會出現(xiàn)貧血。
鐵主要由胃腸道上皮細(xì)胞、膽汁等排出,泌尿生殖道及皮膚、汗液也可排出極少量的鐵,總量約為lmg。生育年齡婦女由于月經(jīng)、妊娠、哺乳等原因排出較多的鐵,平均每天排出鐵1.5~2mg。當(dāng)體內(nèi)鐵含量過多時,每天可排出鐵4mg。而在缺鐵時,鐵的排泄可減少50%。
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