微量元素------Fe第十一組演講：任海文1025400047制作：李雪10254000481精選ppt鐵的基礎知識Iron原子序數：26，位于過渡系的中央,主要穩定氧化數+2、+3；在生物體內鐵還可以+4和+5的氧化數存在。人體內含鐵量為60微克/克。2精選ppt鐵雖系微量元素，由于其重要的生理生化作用及診斷治療療效，早已引起各國學者們的注意和研究。52Fe比59Fe和55Fe半衰期短（僅8.2小時），易于清除，適用于骨髓掃描及鐵利用的定位，也可用于鐵的吸收、血漿鐵周轉率和早期表面放射性測定。3精選ppt體內血液中鐵元素含量范圍

?全血：301～530mg/L?紅細胞：995～1140mg/L?血漿：0.71～1.27mg/L?血清：0.67～1.87mg/L鐵在體內的含量和分布4精選ppt

鐵在體內存在的形式及特性

鐵以卟啉鐵類和非卟啉鐵類兩大類形式存在于動物體內

卟啉鐵類:血紅細胞內的血紅蛋白;肌紅蛋白;細胞色素和酶類

非卟啉鐵類:運鐵蛋白;鐵蛋白;乳鐵蛋白;含鐵血黃素;無機鐵等

5精選ppt每個紅細胞約含2.8億個血紅蛋白分子,每個血紅蛋白分子含有4個鐵原子,血紅蛋白摩爾質量64500,含鐵0.34%,以蚯蚓血紅蛋白為例：

卟啉鐵類:1、血紅蛋白6精選ppt血紅蛋白模型7精選ppt組成血紅蛋白的蛋白部分——珠蛋白，共有4條多肽鏈：一對α鏈，一對β鏈，前者每條鏈含有141個氨基酸單位，后者每條鏈含有146個氨基酸單位。每個亞鐵血紅素基包在一條多肽鏈中，每條鏈以三維空間有規律地折疊排列。4條鏈集合在一起，形成一個65×55×55（?）的球形分子。每個亞鐵血紅素中的鐵原子可以攜帶一個氧分子，在血內參與氧的運輸，同時間接作用與CO2的轉運和釋放。8精選ppt9精選ppt2肌紅蛋白

組成：每個肌紅蛋白含一個亞鐵血紅素，蛋白部分的分子量16700，含有153個氨基酸的多肽鏈。認為:是肌肉貯存氧的場所，用以支付運動時肌肉所負的巨大氧債。如水生哺乳類(海豹)肌肉中含有大量的肌紅蛋白,這是他們可以在水中長期游動的原因.10精選ppt3細胞色素和酶類

由鐵組成或需鐵的細胞色素和酶類，參與體內復雜的氧化還原過程。

在肌肉細胞內，細胞色素擔負著電子的傳遞，最后由細胞色素氧化酶的催化作用，使三羧循環脫下的氫原子由血紅蛋白從肺運來的氧化合成水，以保證代謝過程。在氧化過程中可能產生過氧化物等有害物質，但可被過氧化氫酶等鐵卟啉復合物破壞而解毒。

11精選ppt12精選ppt13精選ppt非鐵卟啉復合物

1、運鐵蛋白（transferrin,siderophilin)：是由鐵和β1球蛋白組成。在血液中起運載鐵的作用。摩爾質量為88000，體內總含量約10克。每一分子β1球蛋白可以結合二個Fe3+14精選ppt含有一個Fe3+的運鐵蛋白，有“快”、“慢”兩型；但注入人體后，“快”和“慢”兩型運鐵蛋白在釋放進入組織時，并沒有顯著差別。正常人血漿里的β1球蛋白，僅1/3與鐵結合，共含鐵3-4mg，占全身總鐵量的0.12%，大概注射8mg鐵才能使其全部飽和。運鐵蛋白還有加速腸粘膜細胞漿膜面釋放鐵的作用。15精選ppt2、鐵蛋白（ferritin）

是一種棕色的含鐵蛋白質復合物。各種組織都含有鐵蛋白。摩爾質量為460000，直徑約130納米，內腔60納米，可容納4500個鐵原子。作用：人肝是鐵的主要存儲場所，也是鐵蛋白含量和合成最多的地方，肝內的鐵約50%以鐵蛋白的形式存在。鐵蛋白內含鐵量為0.66±0.35ug/mg蛋白質.16精選ppt鐵蛋白的生理功能

1)保護功能：體內游離鐵過多對機體十分有害。鐵蛋白能防止鐵原子以離子狀態存在或從結合物中逸出，避免對組織和細胞產生毒害作用。如果鐵從隔室封閉解脫后，產生自由基，催化有害的生化反應，干擾細胞正常分裂、繁殖、代謝及發育過程，可能是癌癥、先天性畸形、精神病等癥的分子病理學及發病學基礎。可見鐵蛋白在人體內的重要地位。

17精選ppt2)貯存功能：進入體內的貯存鐵，絕大部分以鐵蛋白的形式貯存，防止體內的鐵過多丟失，并可在還原系統的作用下陸續放出供應造血需要，以維持鐵供應量的及血紅蛋白合成量的相對穩定。3)調節鐵的吸收：鐵蛋白在腸粘膜內的含量有調節腸道吸收和轉運鐵的能力——這就是“粘膜阻塞論”，說明在生理病理情況下，鐵吸收的機理。4)轉運鐵的作用：鐵從細胞漿運輸到線粒體的過程中，鐵蛋白起著中間載體作用。

18精選ppt3、乳鐵蛋白（lactoferrin)

一種多肽鏈含鐵蛋白，摩爾質量77000，含糖約5-6%，能結合2個鐵。存在于人體各種外分泌物及中性白細胞內的顆粒中。具有抗菌消炎提高免疫力的作用。人乳中100毫升約含150到200毫克乳鐵蛋白。

19精選ppt4、無機鐵

體內無機鐵往往被氧化成三價，溶解性很低，生理意義不大

20精選ppt5不穩定的鐵儲存或鐵池

是用放射性鐵建立的一種功能概念，它代表很快和血漿鐵交換并且迅速進入早幼紅細胞的那一部分鐵，共約80-90mg。21精選ppt鐵的功能及生理學作用

1、鐵參加血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素、細胞色素氧化酶、過氧化物酶及觸酶的合成，并與乙酰輔酶A、琥珀酸脫氫酶、黃嘌呤氧化酶、細胞色素還原酶的活性密切相關。研究證明：三羧循環中有二分之一以上的酶和因素含鐵或者鐵存在時才能發揮生化作用，完成生理功能；缺鐵或鐵的利用不良時，上述成分失常，導致氧的運輸、貯存、二氧化碳的運輸及釋放、電子的傳遞、氧化還原等代謝過程紊亂，產生病理變化，最后產生各種疾病。

22精選ppt2、缺鐵時32P進入肝臟細胞DNA內的數量減少，肝內合成DNA受到抑制，肝臟的發育速度減慢，肝細胞及其他組織細胞內的線粒體異常，細胞色素C的含量減少，發生貧血，抑制生長發育。缺鐵時還發現：1）體內無機鹽及維生素的代謝紊亂，致使滯留鉛，增加鎂、鈷、鋅的吸收量，血內維生素C的含量減少，血小板的數目增多。

2）引起體內藥物作用及代謝的變化，尿中琥珀酸及酮體的排泄量增多。3）缺鐵發生貧血，影響嬰幼兒的生長發育，可以造成各器官的生化異常及形態變異（如腦），嚴重影響嬰幼兒、青年婦女及孕婦的健康，對此需要以鐵劑治療。

23精選ppt3、鐵與能量代謝密切相關機體內能量的釋放與細胞線粒體聚集鐵的數量多少有關。心、肝、腎等具有高度生理活動能力和生化功能的器官的細胞線粒體內，蓄積的鐵特別多。體內能量的釋放依附于線粒體聚集鐵的數量——即聚集鐵的鐵愈多，能量的釋放也愈多。24精選ppt4、鐵的“營養免疫”學說：Weinberg認為：①微生物生長需要鐵。②高等動物體液內和組織內的運鐵蛋白、卵運鐵蛋白、乳鐵蛋白，在過多鐵存在情況下，可以中和其殺菌或抑菌活性。③當微生物侵入機體時，肝細胞與微生物爭奪鐵，同時增強了含鐵球蛋白類物質的免疫性能。④體溫增加可使微生物合成其需要的帶鐵物減少，抑制微生物的分裂和生長。不過，最近證明，在感染過程中，體液內含鐵過多對患者不利。鐵過多還可抑制白細胞溶酶體中殺菌蛋白的功能，損傷免疫機制。25精選ppt鐵的吸收

吸收地點：用組織化學及同位素技術多次復查，證明鐵主要在十二指腸吸收。胃內吸收的鐵很少。吸收速度：鐵從腸道吸收的速度相對快，吸收10分鐘后，粘膜內就有相當多的鐵；60分鐘時，達此量的3倍。吸收形式：食物中的鐵大多數呈三價狀態，在胃內由于胃蛋白酶及鹽酸的作用約有1/2的鐵游離出來。鐵吸收后的細胞內定位：鐵吸收后主要集中在細胞線粒體內。并認為線粒體不僅是鐵進入細胞的目的地，而且有是含鐵量最高的地方。26精選ppt亞鐵血紅素內鐵的吸收：亞鐵血紅素和血紅蛋白內的鐵吸收量很少。人的小腸內存在亞鐵血紅素撕裂酶，首先撕裂珠蛋白，然后進入小腸里經亞鐵血紅素氧化酶的作用，將亞鐵血紅素降解分裂，游離鐵和四吡咯，鐵釋放出來后可以被吸收。但是，亞鐵血紅素和血紅蛋白內的鐵經吸收進入小腸粘膜上皮細胞臨時貯存庫時，并不與由無機鐵吸收的鐵貯存在一起，而是分別貯存。鐵蛋白內鐵的吸收：鐵蛋白內的鐵吸收量很少。與動物食品（如肉類）搭配服用，可提高鐵蛋白內鐵的吸收率，降低動物食品內鐵的吸收率。

27精選ppt鐵的吸收及轉運過程

二價的鐵離子進入小腸粘膜上皮細胞后，被氧化成三價與去鐵鐵蛋白結合，形成鐵蛋白，暫存在腸上皮細胞的臨時儲存場所-----鐵池。小腸上皮細胞對機體需要鐵的數量很敏感，能根據鐵的需要量決定鐵的攝取。28精選ppt在這一過程中，銅作為血漿銅藍蛋白的成分提高Fe2+→Fe3+的氧化率，鉬作為黃嘌呤氧化酶的成分參加細胞內Fe3+還原成Fe2+方面，都有重要作用。一般人體的血漿里共含鐵3-4mg，大部分結合在運鐵蛋白內，微量鐵以Fe2+或Fe3+離子狀態存在。每天運送的鐵平均共約27mg左右，大部分（20mg左右）運至骨髓，小部分運至肝、脾等器官貯存，或為其他組織利用。29精選ppt一般認為有還原性的物質有利于鐵的吸收。維生素、氨基酸、藥物及還原性物質鐵的性質及制劑二價鐵易于吸收，其中硫酸亞鐵、琥珀酸亞鐵、乳酸亞鐵、葡萄糖酸亞鐵、卟啉鐵較好。

個體對鐵的需要量影響著鐵的吸收率。

鐵的劑量適當吸收率高。

30精選ppt鐵代謝異常一、缺鐵性貧血（IDA）由于多種原因造成體內鐵儲備減少或耗竭引起紅細胞成熟障礙，造成紅細胞生成減少，血紅蛋白下降，引起的貧血。病因：鐵攝入減少需要量增加吸收障礙慢性失血臨床表現：一般貧血癥狀，如皮膚黏膜蒼白、頭暈、乏力、心悸等。特殊癥狀：異常食癖、反甲、歐洲婦女出現吞咽困難，兒童神經系統異常或智力發育遲緩。31精選ppt二、急性鐵中毒

鐵的致死量為200到900毫克/1000克。急性中毒可分為4個階段。

第一階段:吞服1小時內：腹痛、嘔吐、有時可見嘔血、黑便和代謝性酸中毒，不及時救治，可在4到6小時內昏迷、死亡。第二階段:第一階段度過后，第二階段是一個平穩期，一是好轉，二是進第三階段。第三階段:吞服12到48小時之后，往往出現高熱、黃疸、抽搐、昏迷和死亡。第四階段:若幸存，在6周時進入幽門狹窄、胃纖維化并有梗阻癥狀。32精選ppt三、慢性鐵中毒

慢性中毒是鐵在體內累積過多（罕見的病例體內含鐵總量為正常人的10到20倍）而引起的毒性反應。長期吸入含鐵較高空氣或長期攝入含鐵高的飲食以及多次大量輸血，可能引起鐵的慢性中毒。

臨床表現為頭重腳輕，記憶力、食欲減退。嚴重者皮膚呈棕色和灰色，骨質疏松，軟骨鈣化，進行性關節炎，嚴重者肝硬化，胰腺纖維化。

33精選ppt鐵中毒的預防與救治

慢性中毒重在預防。改善鐵塵較高的工作環境；注意鐵制劑的注射與服量。有條件的檢測體內鐵的貯存量。

鐵中毒的治療：用于鐵選擇性配位的有機絡合劑靜脈滴入。急診病人還應配合支持療法（輸氧、輸血、輸液等、催吐等等）。

34精選ppt四、先天性血紅蛋白異常

1、高鐵血紅蛋白癥：正常的亞鐵被氧化成高鐵或被高鐵取代，使載氧能力下降。

2、不穩定血紅蛋白病:由于個別氨基酸的置換,插入或缺損,它們容易在紅細胞內氧化,變成高鐵血紅蛋白,同時形成超氧離子自由基·O2-高鐵血紅蛋白又經高鐵血色原形成沉淀而發生溶血。

3、地中海貧血：有意義的血紅蛋白鏈合成不足，無意義的血紅蛋白