在臨床上，鐵缺乏現(xiàn)象并不少見(jiàn)。機(jī)體缺鐵狀態(tài)主要由鐵攝入不足、機(jī)體需鐵量增加、慢性失血以及慢性炎癥等原因造成。鐵缺乏對(duì)人體的影響是多方面的，除了血液系統(tǒng)外，還對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、機(jī)體代謝和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)存在影響，其中鐵缺乏對(duì)骨骼影響的研究相對(duì)較少。

成骨細(xì)胞作為骨形成過(guò)程中的一種重要細(xì)胞，不但合成和分泌骨基質(zhì)中的有機(jī)成分，還能引起骨質(zhì)礦化和調(diào)節(jié)細(xì)胞外液與骨液間電解質(zhì)的流動(dòng)作用。骨基質(zhì)中骨膠原纖維的形成有賴于賴氨酸和脯氨酸殘基的正常羥基化，而鐵離子是賴氨酸和脯氨酸羥化酶的輔助因子，參與羥化和膠原纖維共價(jià)交聯(lián)過(guò)程。因此，鐵缺乏會(huì)降低成骨細(xì)胞內(nèi)關(guān)鍵酶的活性，使合成骨膠原減少、骨礦化能力減弱，抑制成骨功能，從而抑制骨形成，導(dǎo)致骨量減少。有研究表明，嚴(yán)重鐵缺乏還能影響1，25-二羥膽鈣化醇的羥化和腸道對(duì)鈣的吸收。

1.1 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

美國(guó)俄亥俄州州立大學(xué)Medeiros教授做了一系列關(guān)于缺鐵飲食對(duì)大鼠骨結(jié)構(gòu)影響的研究。1997年，Medeiros教授在研究股骨礦物質(zhì)含量對(duì)股骨生物力學(xué)性能影響的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，減少鐵的攝入可使大鼠皮質(zhì)厚度變薄，骨髓腔擴(kuò)大，骨機(jī)械強(qiáng)度降低，從而提出“鐵缺乏可降低骨生物力學(xué)強(qiáng)度”的觀點(diǎn)。2002年，Medeiros教授等對(duì)大鼠進(jìn)行貧鐵飲食喂養(yǎng)5周，檢測(cè)結(jié)果顯示，股骨和脛骨骨皮質(zhì)厚度明顯變薄，骨量下降，骨脆性增加，骨正常形態(tài)發(fā)生改變，并且發(fā)現(xiàn)鈣的缺乏會(huì)加重缺鐵狀態(tài)對(duì)骨結(jié)構(gòu)的影響。隨后，Medeiros教授等對(duì)喂養(yǎng)5周不同飲食組的大鼠全身及股骨骨密度的研究顯示，低鐵組骨密度及骨量均明顯減少，第三腰椎的骨小梁數(shù)目和厚度、骨體積分?jǐn)?shù)下降，尿中骨轉(zhuǎn)換指標(biāo)升高，并認(rèn)為鐵缺乏是獨(dú)立于食物攝入和體重之外的又一影響骨結(jié)構(gòu)的不利因素。

1.2 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)

研究表明，鐵缺乏會(huì)抑制成骨細(xì)胞活性。2006年，Katsumata等用低鐵飲食喂養(yǎng)3周齡雄性大鼠4周后發(fā)現(xiàn)，鐵缺乏可引起血清骨鈣素、骨量、骨密度及股骨機(jī)械強(qiáng)度顯著下降，提示鐵缺乏是通過(guò)下調(diào)成骨細(xì)胞活性來(lái)抑制骨形成的。2009年，Parelman等在低鐵環(huán)境下培養(yǎng)成骨細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，成骨細(xì)胞增殖及活性下降，凋亡指標(biāo)升高，鈣結(jié)節(jié)數(shù)目減少，提示鐵缺乏能抑制成骨細(xì)胞活性。2010年，Jonathan等用鐵螯合劑DFO作用于小鼠顱蓋骨原始成骨細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，暴露于DFO的原始顱蓋骨成骨細(xì)胞表型受到抑制，礦化能力下降，骨鈣素、堿性磷酸酶（ALP）含量減少。研究提示，在成骨細(xì)胞早期分化過(guò)程中，鐵離子是必需的；鐵缺乏可能通過(guò)抑制成骨細(xì)胞活化引起骨量減少。Diaz-Castro等通過(guò)建立缺鐵性貧血模型大鼠，研究缺鐵狀態(tài)時(shí)骨形成、骨吸收及礦物質(zhì)含量指標(biāo)。結(jié)果表明，鐵缺乏引起骨基質(zhì)形成減少（Ⅰ型前膠原N-末端前肽數(shù)量減少），骨吸收增加（血清甲狀旁腺素、抗酒石酸酸性磷酸酶以及Ⅰ型膠原C-末端降解產(chǎn)物增加），礦化能力減弱（大鼠股骨鈣、磷含量明顯下降）。國(guó)內(nèi)學(xué)者高超等對(duì)去勢(shì)小鼠注射去鐵胺（DFO）研究小鼠體內(nèi)骨鈣素及骨微結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)， DFO組骨鈣素、骨密度、骨小梁數(shù)量以及骨體積分?jǐn)?shù)均顯著低于OVX和假手術(shù)組，表明鐵缺乏可導(dǎo)致骨形成能力下降，并可加重骨質(zhì)疏松的表現(xiàn)。

2012年，國(guó)內(nèi)趙國(guó)陽(yáng)等研究高鐵與低鐵環(huán)境對(duì)人h-FOB1.19成骨細(xì)胞活性的影響發(fā)現(xiàn)，適度的低鐵環(huán)境能上調(diào)成骨細(xì)胞活性，而嚴(yán)重低鐵環(huán)境則會(huì)降低成骨細(xì)胞活性。

近兩年研究發(fā)現(xiàn)，成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子23（FGF23）、血清鐵和骨密度相關(guān)。研究證明， FGF23是一種磷酸鹽的調(diào)節(jié)基因，鐵缺乏是FGF23表達(dá)潛在的刺激因素。低鐵狀態(tài)常常伴有高FGF23和堿性磷酸酶水平。

迄今為止，臨床上很少有鐵缺乏與骨質(zhì)疏松或成骨細(xì)胞功能的研究，但有研究表明，鐵缺乏后補(bǔ)充鐵劑能改善骨質(zhì)疏松。Harris等研究了絕經(jīng)后婦女鐵飲食組、鐵+蛋白飲食組、鐵+鈣飲食組、鐵+蛋白+鈣飲食組等不同飲食對(duì)骨礦化的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，攝入鈣800～1200mg/d的婦女骨密度隨鐵攝入的增加而增加，鐵攝入＞20mg組BMD最高，而攝鐵＜10mg組BMD最低，提示絕經(jīng)后婦女在保證鈣攝入的前提下，鐵攝入可增加骨密度。似乎鐵的攝入成為絕經(jīng)后女性骨丟失的潛在保護(hù)性營(yíng)養(yǎng)素。后來(lái)，Maurer等通過(guò)研究激素替代治療的絕經(jīng)后婦女鐵攝入對(duì)BMD的影響，同樣發(fā)現(xiàn)鐵攝入量與BMD呈正相關(guān)。

（張偉、趙理平）