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== 缺铁盛行率 ==
严重缺铁会导致[[贫血]]。世界各地区的缺铁与缺铁贫血盛行率<ref>http://www.who.int/vmnis/anaemia/prevalence/anaemia_data_status_prevalence/en/index.html</ref>如下: 。世界各地区的缺铁与缺铁贫血盛行率如下:
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铁的需要量因性别而异。生育年龄女性因为[[月经]]血造成大量铁的流失,所以每日约需要1.4毫克;男性每日需要0.9毫克。由于各国的饮食组成不同,铁的可用率差异很大,因此各国的建议摄取量不尽相同。
== 吸收与流失<ref>萧宁馨(2006)《食品营养概论》,时新出版有限公司,ISBN 957-29424-0-9 。</ref> ==
饮食中的铁分为[[血基质]]铁和非血基质铁(nonheme iron)两种。食物中的非血基质铁主要是三价铁(Fe<sup>3+</sup>),在iron)两种。食物中的非血基质铁主要是三价铁(Fe),在[[小肠]][[细胞]]的刷状缘(Brush border)上的铁离子[[还原酶]](ferric reductase)还原为二价[[亚铁离子]](Fe<sup>2+</sup>),然后在小肠前段((Fe),然后在小肠前段([[十二指肠]])吸收,而[[空肠]]及[[回肠]]因[[碱性]][[胰液]]注入,铁的[[溶解度]]降低,所以吸收极少。含铁较多的食物有:红色肉类、动物[[内脏]]、绿色[[蔬菜]](如[[菠菜]])、[[芝麻]]、蠔、蛤等。
小肠有三种负责吸收铁的[[分子]]:
1.原红素携[[带蛋白]](Heme carrier protein 1): 主要在小肠前段,越往末端含量越少,负责吸收食物中的血基质铁。食物中的[[血红素]](hemoglobin)、[[肌红素]](myoglobin)在[[肠道]]中经[[蛋白质]]酶分解释出血基质铁,经由原血红素携带蛋白进入小肠细胞后,会被[[酵素]]水解成无机铁离子与吡喀[[紫质]](Protoporphyrin),无机铁离子便可与其他蛋白质结合进入循环。
2.DMT-1(Divalent Cation/Metal Transporter-1,也可称DCT-1): 位于小肠的肠[[上皮细胞]](Enterocyte)膜上,是小肠吸收铁的运输[[蛋白]],由561个[[胺基酸]]组成,含有12个穿膜区。由于DMT-1只接受二价[[金属离子]],所以肠道内游离的Fe<sup>3+</sup>须经Dcytb ,所以肠道内游离的Fe须经Dcytb (duodenal cytochrome b reductase)还原成Fe<sup>2+</sup>,才能够被DMT还原成Fe,才能够被DMT-1运输到肠上皮细胞内。DMT-1不只对铁有[[专一性]],也对[[Zn]]<sup>2+</sup>、 Mn<sup>2+</sup>、 Cu<sup>2+</sup>、 Co<sup>2+</sup>、Ni<sup>2+</sup>有活性,甚至是对人体有毒的Pb<sup>2+</sup>和Cd<sup>2+</sup>,由于Zn<sup>2+</sup>和Fe<sup>2+</sup>使用同一种运输蛋白,故在肠道内两者会竞争,影响铁吸收。Mn、 Cu、 Co、Ni有活性,甚至是对人体有毒的Pb和Cd,由于Zn和Fe使用同一种运输蛋白,故在肠道内两者会竞争,影响铁吸收。
3.穿[[膜蛋白]](Intergrin): 在小肠绒[[毛细胞]]上的一种穿膜蛋白可与肠道内游离的铁离子结合而运送到绒毛细胞内,然后铁离子会被多种[[还原剂]]如:flavin-dependent ferrireductase、NADPH-dependent ferrireductase、[[维他命C]](vitamin C)还原成亚铁离子,再和多种[[配体]](ligand)结合以增加其稳定性,这些配体可能是胺基酸─[[组胺酸]](histidine)或[[半胱胺酸]](cysteine)─或蛋白质结合。
成人会因细胞脱落而流失铁,每日经尿液流失铁0.1微克,消化道流失0.3~0.5毫克,汗液排失0.05~1.0毫克;生育年龄妇女因月经流失的铁量很多,平均每日超过0.5毫克。
== 储存<ref>Advanced Nutrition And Human [[Metabolism]], 5th ed. Gropper, Smith, Groff</ref> ==
身体中铁离子主要存在于[[肝脏]]、[[脾脏]]及[[骨髓]]之中。[[运铁蛋白]](transferrin)会将铁离子送到肝脏,此处存有身体60%的铁离子;剩下的40%则在肝脏、脾脏及骨髓的网状[[内皮细胞]](reticuloendothelial cell, RE)。大部分存在网状内皮细胞的铁离子,是[[红血球]][[胞噬作用]],血红素降解所产生。
== 铁循环与恒定 ==
大部分藉运铁蛋白输送而进入[[细胞质]]中的铁离子是来自血红素、储铁蛋白及血铁质的降解。主要发生在[[网状内皮系统]]的胞噬作用是血红素,而存于储铁蛋白及血铁质的铁则在肝脏、脾脏及骨髓中被降解。
铁是具有高氧化力的元素,举例来说,游离的二价铁离子会与[[过氧化氢]]作用,形成氢氧离子(hydroxyl radical OH-)。氢氧离子有很高的活性,会伤害细胞。因此我们需要运铁蛋白、储铁蛋白等等蛋白质来稳定铁离子。此外,人体中的如果有[[细菌感染]],这些[[细菌]]会利用游离的铁离子,而生长、[[增殖]]。因此把铁与蛋白质结合在一起可以确保,没有细菌可以利用铁,具有[[免疫]]上的重要意义。
== 运送与利用<ref>Gropper SS, Groff JL, et al. (2005)Advanced Nutrition and Human Metabolism, 4th ed., pp. 419-436. Wardswirth, ISBN 0-534-55986-7</ref> ==
吸收之铁与[[血浆]]中的运铁蛋白携带输送到造血组织与全身细胞。每分子运铁蛋白可以携带两个三价铁离子。健康者的运铁蛋白大约有30~40%为与铁结合,其余60~70%则未携铁,可以接受任何来源的铁质。 血浆中可供利用的铁有三种来源:
== 细胞摄铁与恒定机制 ==
铁营养在体内的运输需要靠运铁蛋白,但必须要从二价离子氧化成三价才能与运铁蛋白结合。在人体内,由两种蛋白质完成这件工作,分别是在小肠细胞中发现的希[[菲斯特]]蛋白[[:en:Hephaestin|Hephaestin]]( Hephaestus是希腊火神的名字 ),与全身都有的[[血浆铜蓝蛋白]]。 [[File:Fe_transport_mechanism.jpg|thumb|250px|细胞摄铁机制]] 运铁蛋白与三价铁离子的结合力非常高(1023 M-1 在 pH 7.4下),但当[[酸碱值]](pH值)下降时,亲和力就会降低。因此当带有两个铁离子的运铁蛋白(又称[[饱和]]运铁蛋白)与[[细胞膜]]上之运铁蛋白[[受器]]结合后,细胞膜形成[[囊泡]]以[[胞饮作用]]送到细胞质中,囊泡膜上氢离子帮浦会以[[主动运输]]将氢离子输入,使泡内pH值降到5.5,以利铁离子脱离运铁蛋白。再经由囊泡膜上的[[:en:DMT1|DMT1]]运输蛋白与铁离子运输[[刺激因子]]中以供利用。
细胞上运铁蛋白受器及其内储铁蛋白的数量,会受细胞内含铁量的调控。当铁含量减少时,运铁蛋白受器的数量增多,自细胞外运入更多的铁离子;同时储铁蛋白的数量降低,减少细胞内铁的储存。
含铁量需透过铁[[反应蛋白]]中[[乌头酸]]酶的活性;但当含铁量低时,铁反应蛋白便会和铁反应单位,当与铁反应蛋白结合后,会使带有这段序列的mRNA更容易或更不易[[转译]]出蛋白质。在运铁蛋白受器的mRNA,及储铁蛋白mRNA的5'端未转译区(5'-untranslated region, 5'-[[:en:UTR|UTR]])上,均具有铁反应单位。当铁反应蛋白与运铁蛋白[[受体]]mRNA上的铁反应单位结合后,可稳定这段mRNA,使其可转译出更多的运铁蛋白受器;然而若铁反应蛋白与储铁蛋白mRNA上的铁反应单位结合,则会抑制这段mRNA表现而减少储铁蛋白的转译。这种经由影响mRNA的稳定性,以控制蛋白质转译量多寡的方式,称为后[[转录]]调节(Post-transcriptional regulation),即调节在m[[RNA转录]]后进行。细胞借由这种方式,便得以根据其内铁含量的多寡,调控相关蛋白质的表现以符合所需。 [[File:Iron response.JPG|thumb|250px|right|恒定机制]]
== [[生化]]功能与含铁蛋白质 ==
=== [[铁硫蛋白]] ===
铁硫蛋白以铁硫聚基为辅基,催化氧化还原反应,也参与[[电子传递]]。电子传递炼中的铁硫蛋白有:[[NADH脱氢酶]]、[[琥珀酸脱氢酶]]、[[辅酶Q]]-细胞色素c还原酶,或称细胞色素[[复合物]]bc1,cytochrome bc<sub>1</sub> complex,或[[复合体]]III)。在这些酵素中,铁都扮演着携带氧气和转移电子的角色。
=== 血铁质 ===