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| Iron deficiency and iron supplementation |
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复旦大学华山医院血液科 陈波斌 缺铁性贫血是一种常见病，全球有2亿人罹患此症，据估计50％的孕妇患有缺铁性贫血。育龄期女性及青少年机体内的储备铁易于耗竭，患有缺铁性贫血的产妇，婴儿6个月内出现贫血的风险明显增加[1][2]。血红蛋白低于60～70g/L的孕妇，分娩时的死亡风险增加。由于目前贫血患病率较高，且有较为严重的危害性，因此应给与足够的重视。 铁的作用机制 铁是参与细胞代谢过程中必需蛋白的重要组成成分，含铁蛋白在氧气运输、ATP的产生、DNA的合成和其他生理过程中起着非常重要的作用。有研究发现缺铁时，脑组织中铁的含量和多巴胺D2受体的数量降低[3]。临床上出现缺铁症状，如贫血、免疫功能下降、工作能力降低等的症状。具体铁的作用可分为三类：氧的转运和贮存、电子转移和作用底物的氧化还原反应。当组织中铁缺乏时，需铁参与反应的代谢酶类活性下降，但是生化反应和临床表现之间的之间关系目前还不清楚。在哺乳动物主要有4类含铁蛋白参与了上述的反应：1. 非酶类含铁蛋白（血红蛋白和肌红蛋白）；2. 硫化铁酶类；3. 含血红素酶类；4. 非血红素、非硫化铁酶酶类。在转运氧的非酶蛋白中血红蛋白和肌红蛋白起着关键作用，铁作为一个关键的配体与氧气分子结合。硫化铁酶类中，铁在能量代谢过程中主要参与单电子转移反应，而含血红素酶类，铁与不同形式的血红素结合，当与各种辅因子（如细胞色素p450复合物）接触后参与电子转移反应。最后一类酶不与卟啉环或硫化铁复合物结合。 氧从外界环境中进入末端氧化酶是铁的重要功能之一，在此过程中，氧与嘌啉环分子或肌红蛋白结合，利于氧气在组织中的弥散。血红蛋白分子由4个亚单位组成，每个亚单位有一个辅基组，其中的二价铁可逆性的与氧分子结合，铁通过改变特异性的?氨基乙酰丙酸合成酶的稳定性来调节血红素生物合成过程中最初的限速步骤。这4个亚单位并非通过共价键而相互连接，但是在特定的pH值、二氧化碳分压、有机磷酸盐和温度下，可以协同作用。血红蛋白的这种特性决定了氧气可以从肺泡毛细血管转运到周围组织。肌红蛋白是一个单链血红素蛋白，可以增加氧气从毛细血管向细胞浆和线粒体的弥散率[4]。第二组含铁蛋白包括血红素酶类，应用嘌啉环结构中的铁参与反应，常常与其它酶类共同参与到电子转运的过程中。细胞色素家族含有的血红素作为一个活性位点，与含铁嘌啉环通过获得电子而减少二价铁转变为三价铁。第三组含铁蛋白是硫化铁酶类，也可以作为电子转移的载体。40种不同的蛋白构成的呼吸链中含有6 种不同的血红素蛋白，6种硫化铁核心，2个铜核心及泛醌。最后一组含铁酶中的铁并不结合在嘌啉环结构或硫化铁复合物中，四类酶在生理过程中各自其作不同的作用[5]。 铁的吸收 机体的铁平衡由铁的贮备和利用量所决定，当体内的铁超过每日的需求时，多余的铁则贮存于铁蛋白分子的核心；当摄入铁不能满足需求时，贮存铁可被利用，若负铁平衡持续较长时间，贮备铁将被耗竭，随之铁的功能受到影响，主要表现在氧气的运输、氧化代谢、细胞核内的代谢和基因表达。当长期较少食用含铁丰富的食物如肉类尤其瘦肉，而较多进食含影响铁吸收的食物如植物酸盐、某些食物纤维和钙等均可导致铁的吸收减少，产生缺铁。调节机体内铁贮备最初的场所是小肠，铁的吸收受到机体内铁量的影响。当储备铁充足时，小肠对于血红素铁和非血红素铁的吸收均下调，而缺铁时，机体对于非血红素铁的吸收量超过血红素铁，非血红素铁的吸收受机体铁状态的影响最大。 铁的调节机制 在参与生命代谢过程中，单纯元素铁的可溶性低，而且易于催化产生有毒性的氧化物。许多因素均可影响铁的吸收和代谢，如铁的利用率、某些激素、生长因子和细胞因子的水平及细胞的增殖和分化水平等[6]。调节哺乳动物体内铁稳定的关节步骤是小肠对于铁的吸收、铁在内部脏器的转运和摄取及细胞对于铁的利用。脏器转运和摄取非血红素铁在很大程度取决于转铁蛋白〔TF〕与转铁蛋白受体（TfR）的比例。TF是一个血清糖蛋白，可以结合2个铁原子。TfR位于细胞膜上，是一个由二硫键连接的同型二聚体，每个TfR可以结合一个Tf分子。TF-TfR复合物通过受体介导的胞饮作用而内化，最终进入胞浆的核内体中。当其中的pH值在5.5以下时铁从Tf中释放出来。细胞内螯合铁池影响铁蛋白和转铁蛋白受体的基因转录后水平的表达，这是通过2个铁调节RNA结合蛋白（IRPs）来完成的，铁调节蛋白和铁反应元件(IREs)与前者结合，使得哺乳动物适当地利用铁而不会出现铁中毒。在所有哺乳动物组织的胞浆中均有序列和结构特异性的结合蛋白IRPs存在，当铁的供应不足时，IRPs是一个具有高度亲和力的RNA结合蛋白，当IRE与H或L 铁蛋白的mRNA结合后，IRP1或IRP2阻滞蛋白合成的启动，当机体内的铁过多时，IRPs高亲和力的RNA结合功能失活。当TfR mRNA水平降低时铁蛋白的合成开始。IRPs为调节铁蛋白和TfR的合成提供了共同的基因位点，IRPs是调节细胞铁稳定首要的调节物。 缺铁易患人群对于铁的需求量 人类对于铁的吸收受机体内的铁贮存量调节，实际上机体内几乎所有的铁均来源于吸收，当体内铁大部分被消耗时，铁的吸收显著增加。在发展中国家，妊娠中、晚期孕妇饮食中所含有的铁量常常不能满足生理的需要，即使在妊娠的早期，铁的摄入往往也不足。体内铁含量可通过测定血清铁蛋白（SF）的水平来衡量，对于成人而言，1?g/L SF?8mg贮存铁。孕妇铁生理需要量是其它育龄期女性的3倍以上。在妊娠的后期，欲满足胎儿发育和自身血容量的增加，体内贮存铁的量大约需要1200mg。估计在妊娠期需要额外补充的铁量在800mg以上，平均比经期的女性多吸收500mg（2mg/天）才能避免负铁平衡。在分娩时，因失血可导致1290毫克的铁丢失，单纯的食物补充是否能够补充妊娠额外所需要的铁，还不确定。对于孕妇补铁存在着激烈的争论。青少年对于铁的需求量也比较多，无论在发达国家还是发展中国家，缺铁都是婴儿和青少年最常见的营养缺乏性疾病。婴儿尤其处于高风险的年龄段，因为生长所需要的铁量很大，出生时的铁贮备在4～6月后常常耗竭。来自世界卫生组织的报告称：全世界5～14岁的儿童有46％患有贫血，其中绝大多数生活在发展中国家；有48％的孕妇患有贫血[7]。有研究发现如果在妊娠的早期有缺铁，可能对于胎儿造成不好的后果[8]。来自欧洲的资料显示男性青少年对于铁的需求范围为每天1.45~2.03克，而月经后的女孩每日需铁量为1.39~2.54克[9]。 食物中铁的来源 食物中的铁有两种形式：血红素铁和非血红素铁。肉类中几乎50％的铁是血红素铁，其中15％～35％可以被利用[10]。除了钙以外，食物中抑制非血红素铁吸收的因素对于血红素铁的吸收没有影响[11]。食物中的大多数铁是非血红素铁，其吸收率为2％～20％，取决于个体的铁状态及影响铁吸收的抑制和促进因子。非血红素铁吸收的促进因子包括肉类和维生素C，谷类、蔬菜和坚果中的植物酸盐抑制铁的吸收，钙也抑制血红素铁和非血红素铁的吸收，呈剂量效应关系。食物中其它的非消化性的基质如纤维素、木质素等也可抑制非血红素铁的吸收。 母乳可为婴儿出生后的头6个月提供足够的元素铁，虽然乳汁中铁的含量相对较低，仅0.2~0.4mg/L，但人乳中铁的吸收率非常高，约在50％左右，婴儿从出生到4个月，体内铁的含量相对稳定，但是分布发生变化，因为贮存铁被用于生长所需。在4～12个月红细胞的总量增加，在出生的头6个月内，母乳中铁的量能够满足婴儿生理的需求。 结 论 |