1、.1 第十一组演讲：任海文 1025400047制作：李雪 1025400048.2lIron 原子序数：原子序数：26，位于过渡系，位于过渡系的中央的中央,主要稳定氧化数主要稳定氧化数+2、+3；在生物体内铁还可以在生物体内铁还可以+4和和+5的氧的氧化数存在。化数存在。l人体内含铁量为人体内含铁量为60微克微克/克。克。.3l铁虽系微量元素，由于其重要的生理生铁虽系微量元素，由于其重要的生理生化作用及诊断治疗疗效，早已引起各国化作用及诊断治疗疗效，早已引起各国学者们的注意和研究。学者们的注意和研究。l52Fe比比59Fe和和55Fe半衰期短（仅半衰期短（仅8.2小时），小时），易于清除，适
2、用于骨髓扫描及铁利用的易于清除，适用于骨髓扫描及铁利用的定位，也可用于铁的吸收、血浆铁周转定位，也可用于铁的吸收、血浆铁周转率和早期表面放射性测定。率和早期表面放射性测定。.4l体内血液中铁元素含量范围体内血液中铁元素含量范围 l 全全 血：血：301301530mg/L 530mg/L l 红细胞：红细胞：9959951140mg/L 1140mg/L l 血血 浆：浆：0.710.711.27mg/L 1.27mg/L l 血血 清：清：0.670.671.87mg/L 1.87mg/L 铁在体内的含量和分布铁在体内的含量和分布.5l铁以铁以卟啉铁类和非卟啉铁类卟啉铁类和非卟啉铁类两大类形
3、式存两大类形式存在于动物体内在于动物体内 l卟啉铁类卟啉铁类:血红细胞内的血红蛋白血红细胞内的血红蛋白;肌红蛋肌红蛋白白;细胞色素和酶类细胞色素和酶类l非卟啉铁类非卟啉铁类:运铁蛋白运铁蛋白;铁蛋白铁蛋白;乳铁蛋白乳铁蛋白;含含铁血黄素铁血黄素;无机铁等无机铁等.6l每个红细胞约含每个红细胞约含2.8亿个血红蛋白分子亿个血红蛋白分子,每个每个血红蛋白分子含有血红蛋白分子含有4个铁原子个铁原子,血红蛋白摩尔血红蛋白摩尔质量质量64500,含铁含铁0.34%,以蚯蚓血红蛋白为例：以蚯蚓血红蛋白为例：卟啉铁类卟啉铁类:1 1、血红蛋白血红蛋白.7血红蛋白模型血红蛋白模型.8 组成血红蛋白的蛋白部分组
4、成血红蛋白的蛋白部分珠蛋白，共有珠蛋白，共有4 4条条多肽链：一对多肽链：一对链，一对链，一对链，前者每条链含有链，前者每条链含有141141个氨基酸单位，后者每条链含有个氨基酸单位，后者每条链含有146146个氨基酸个氨基酸单位。每个亚铁血红素基包在一条多肽链中，每单位。每个亚铁血红素基包在一条多肽链中，每条链以三维空间有规律地折叠排列。条链以三维空间有规律地折叠排列。4 4条链集合在一起，形成一个条链集合在一起，形成一个6565 5555 5555（）的）的球形分子。每个亚铁血红素中的铁原子可以携带球形分子。每个亚铁血红素中的铁原子可以携带一个氧分子，在血内参与氧的运输，同时间接作一个氧分
5、子，在血内参与氧的运输，同时间接作用与用与 COCO2 2 的转运和释放。的转运和释放。.9.10l组成：组成：每个肌红蛋白含一个亚铁血红素，每个肌红蛋白含一个亚铁血红素，蛋白部分的分子量蛋白部分的分子量16700，含有，含有153个氨基个氨基酸的多肽链。酸的多肽链。l认为认为:是肌肉贮存氧的场所，用以支付运是肌肉贮存氧的场所，用以支付运动时肌肉所负的巨大氧债。动时肌肉所负的巨大氧债。l如水生如水生哺哺乳类乳类(海豹海豹)肌肉中含有大量的肌肌肉中含有大量的肌红蛋白红蛋白,这是他们可以在水中长期游动的这是他们可以在水中长期游动的原因原因.11l 由铁组成或需铁的细胞色素和酶类，由铁组成或需铁的细
6、胞色素和酶类，参与体内复杂的氧化还原过程。参与体内复杂的氧化还原过程。l 在肌肉细胞内，细胞色素担负着电在肌肉细胞内，细胞色素担负着电子的传递，最后由细胞色素氧化酶的催子的传递，最后由细胞色素氧化酶的催化作用，使三羧循环脱下的氢原子由血化作用，使三羧循环脱下的氢原子由血红蛋白从肺运来的氧化合成水，以保证红蛋白从肺运来的氧化合成水，以保证代谢过程。在氧化过程中可能产生过氧代谢过程。在氧化过程中可能产生过氧化物等有害物质，但可被过氧化氢酶等化物等有害物质，但可被过氧化氢酶等铁卟啉复合物破坏而解毒。铁卟啉复合物破坏而解毒。.12.13.14l1 1、运铁蛋白、运铁蛋白（transferrin,sid
7、erophilin)transferrin,siderophilin)：是由铁：是由铁和和1 1球蛋白组成。球蛋白组成。l在血液中在血液中 起运载铁的作用。起运载铁的作用。l摩尔质量为摩尔质量为8800088000，体内总含量约，体内总含量约1010克。克。l每一分子每一分子1 1球蛋白可以结合二个球蛋白可以结合二个FeFe3+3+.15l含有一个含有一个Fe3+的运铁蛋白，有的运铁蛋白，有“快快”、“慢慢”两型；但注入人体后，两型；但注入人体后，“快快”和和“慢慢”两型两型运铁蛋白在释放进入组织时，并没有显著差运铁蛋白在释放进入组织时，并没有显著差别。别。l正常人血浆里的正常人血浆里的1球蛋
8、白，仅球蛋白，仅1/3与铁结合，与铁结合，共含铁共含铁3-4mg，占全身总铁量的，占全身总铁量的0.12%，大，大概注射概注射8mg铁才能使其全部饱和。铁才能使其全部饱和。l运铁蛋白还有加速肠粘膜细胞浆膜面释放铁运铁蛋白还有加速肠粘膜细胞浆膜面释放铁的作用。的作用。.16l是一种棕色的含铁蛋白质复合物。是一种棕色的含铁蛋白质复合物。l各种组织都含有铁蛋白。各种组织都含有铁蛋白。l摩尔质量为摩尔质量为460000460000，直径约，直径约130130纳米，内腔纳米，内腔6060纳米，可容纳纳米，可容纳45004500个铁原子。个铁原子。l作用：作用：人肝是铁的主要存储场所，也是铁蛋人肝是铁的主
9、要存储场所，也是铁蛋白含量和合成最多的地方白含量和合成最多的地方，肝内的铁约，肝内的铁约50%50%以以铁蛋白的形式存在。铁蛋白内含铁量为铁蛋白的形式存在。铁蛋白内含铁量为0.660.66 0.35ug/mg0.35ug/mg蛋白质蛋白质.17l1)保护功能保护功能：体内游离铁过多对机体十分有害。：体内游离铁过多对机体十分有害。l 铁蛋白能防止铁原子以离子状态存在或从结铁蛋白能防止铁原子以离子状态存在或从结 l 合物中逸出，避免对组织和细胞产生毒害作合物中逸出，避免对组织和细胞产生毒害作l 用用。l 如果铁从隔室封闭解脱后，产生自由基，如果铁从隔室封闭解脱后，产生自由基，催化有害的生化反应，干
10、扰细胞正常分裂、繁催化有害的生化反应，干扰细胞正常分裂、繁殖、代谢及发育过程，可能是癌症、先天性畸殖、代谢及发育过程，可能是癌症、先天性畸形、精神病等症的分子病理学及发病学基础。形、精神病等症的分子病理学及发病学基础。可见铁蛋白在人体内的重要地位。可见铁蛋白在人体内的重要地位。l.18l2)贮存功能贮存功能：进入体内的贮存铁，：进入体内的贮存铁，绝大部分以绝大部分以铁蛋白的形式贮存铁蛋白的形式贮存，防止体内的铁过多丢失，防止体内的铁过多丢失，并可在还原系统的作用下陆续放出供应造血需并可在还原系统的作用下陆续放出供应造血需要，以维持铁供应量的及血红蛋白合成量的相要，以维持铁供应量的及血红蛋白合成
11、量的相对稳定。对稳定。l3)调节铁的吸收调节铁的吸收：铁蛋白在肠粘膜内的含量：铁蛋白在肠粘膜内的含量有调节肠道吸收和转运铁的能力有调节肠道吸收和转运铁的能力这就是这就是“粘膜阻塞论粘膜阻塞论”，说明在生理病理情况下，铁，说明在生理病理情况下，铁吸收的机理。吸收的机理。l4)转运铁的作用转运铁的作用：铁从细胞浆运输到线粒体：铁从细胞浆运输到线粒体的过程中，铁蛋白起着中间载体作用。的过程中，铁蛋白起着中间载体作用。.19l一种多肽链含铁蛋白，摩尔质量一种多肽链含铁蛋白，摩尔质量77000，含糖，含糖约约5-6%5-6%，能结合，能结合2个铁。个铁。l存在于人体各种外分泌物及中性白细胞内的存在于人体
12、各种外分泌物及中性白细胞内的颗粒中。具有抗菌消炎提高免疫力的作用。颗粒中。具有抗菌消炎提高免疫力的作用。l人乳中人乳中100毫升约含毫升约含150到到200毫克乳铁蛋白。毫克乳铁蛋白。.20l体内无机铁往往被氧化成三价，溶解性体内无机铁往往被氧化成三价，溶解性很低，生理意义不大很低，生理意义不大.21l是用放射性铁建立的一种功能概念，它是用放射性铁建立的一种功能概念，它代表很快和血浆铁交换并且迅速进入早代表很快和血浆铁交换并且迅速进入早幼红细胞的那一部分铁，共约幼红细胞的那一部分铁，共约80-90mg80-90mg。.22l1、铁参加血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、铁参加血红蛋白、肌红蛋白、细胞
13、色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶及触酶的合成，细胞色素氧化酶、过氧化物酶及触酶的合成，并与乙酰辅酶并与乙酰辅酶A、琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化、琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶、细胞色素还原酶的活性密切相关。研究酶、细胞色素还原酶的活性密切相关。研究证明：三羧循环中有二分之一以上的酶和因证明：三羧循环中有二分之一以上的酶和因素含铁或者铁存在时才能发挥生化作用，完素含铁或者铁存在时才能发挥生化作用，完成生理功能；缺铁或铁的利用不良时，上述成生理功能；缺铁或铁的利用不良时，上述成分失常，导致氧的运输、贮存、二氧化碳成分失常，导致氧的运输、贮存、二氧化碳的运输及释放、电子的传递、氧化还原等代的运输及释放、电子
14、的传递、氧化还原等代谢过程紊乱，产生病理变化，最后产生各种谢过程紊乱，产生病理变化，最后产生各种疾病。疾病。.23l2、缺铁时、缺铁时3232P P进入肝脏细胞进入肝脏细胞DNA内的数量减少，肝内的数量减少，肝内合成内合成DNA受到抑制，肝脏的发育速度减慢，肝细受到抑制，肝脏的发育速度减慢，肝细胞及其他组织细胞内的线粒体异常，细胞色素胞及其他组织细胞内的线粒体异常，细胞色素C的的含量减少，发生贫血，抑制生长发育。含量减少，发生贫血，抑制生长发育。l缺铁时还发现：缺铁时还发现：1）体内无机盐及维生素的代谢紊体内无机盐及维生素的代谢紊乱，致使滞留铅，增加镁、钴、锌的吸收量，血内乱，致使滞留铅，增加
15、镁、钴、锌的吸收量，血内维生素维生素C的含量减少，血小板的数目增多。的含量减少，血小板的数目增多。l 2）引起体内药物作用及代谢的变化，尿中琥珀酸引起体内药物作用及代谢的变化，尿中琥珀酸及酮体的排泄量增多。及酮体的排泄量增多。l 3）缺铁发生贫血，影响婴幼儿的生长发育，可以缺铁发生贫血，影响婴幼儿的生长发育，可以造成各器官的生化异常及形态变异（如脑），严重造成各器官的生化异常及形态变异（如脑），严重影响婴幼儿、青年妇女及孕妇的健康，对此需要以影响婴幼儿、青年妇女及孕妇的健康，对此需要以铁剂治疗。铁剂治疗。.24l3 3、铁与能量代谢密切相关、铁与能量代谢密切相关l 机体内能量的释放与细胞线粒体
16、聚集机体内能量的释放与细胞线粒体聚集铁的数量多少有关。铁的数量多少有关。l 心、肝、肾等具有高度生理活动能力心、肝、肾等具有高度生理活动能力和生化功能的器官的细胞线粒体内，蓄积和生化功能的器官的细胞线粒体内，蓄积的铁特别多。的铁特别多。l 体内能量的释放依附于线粒体聚集铁体内能量的释放依附于线粒体聚集铁的数量的数量即聚集铁的铁愈多，能量的释即聚集铁的铁愈多，能量的释放也愈多。放也愈多。.25l4 4、铁的、铁的“营养免疫营养免疫”学说：学说：WeinbergWeinberg认为：认为：微生物生长需要铁。微生物生长需要铁。高等动物体液内和组高等动物体液内和组织内的运铁蛋白、卵运铁蛋白、乳铁蛋白，
17、在织内的运铁蛋白、卵运铁蛋白、乳铁蛋白，在过多铁存在情况下，可以中和其杀菌或抑菌活过多铁存在情况下，可以中和其杀菌或抑菌活性。性。当微生物侵入机体时，肝细胞与微生物当微生物侵入机体时，肝细胞与微生物争夺铁，同时增强了含铁球蛋白类物质的免疫争夺铁，同时增强了含铁球蛋白类物质的免疫性能。性能。体温增加可使微生物合成其需要的带体温增加可使微生物合成其需要的带铁物减少，抑制微生物的分裂和生长。铁物减少，抑制微生物的分裂和生长。l 不过，最近证明，在感染过程中，体液内不过，最近证明，在感染过程中，体液内含铁过多对患者不利。铁过多还可抑制白细胞含铁过多对患者不利。铁过多还可抑制白细胞溶酶体中杀菌蛋白的功能
18、，损伤免疫机制。溶酶体中杀菌蛋白的功能，损伤免疫机制。.26l吸收地点吸收地点：用组织化学及同位素技术多次复查，：用组织化学及同位素技术多次复查，证明铁主要在十二指肠吸收。胃内吸收的铁很少。证明铁主要在十二指肠吸收。胃内吸收的铁很少。l吸收速度：铁从肠道吸收的速度相对快，吸收吸收速度：铁从肠道吸收的速度相对快，吸收1010分钟后，粘膜内就有相当多的铁；分钟后，粘膜内就有相当多的铁；6060分钟时，达分钟时，达此量的此量的3 3倍。倍。l吸收形式吸收形式：食物中的铁大多数呈三价状态，在胃：食物中的铁大多数呈三价状态，在胃内由于胃蛋白酶及盐酸的作用约有内由于胃蛋白酶及盐酸的作用约有1/21/2的铁
19、游离的铁游离出来。出来。l铁吸收后的细胞内定位铁吸收后的细胞内定位：铁吸收后主要集中在细：铁吸收后主要集中在细胞线粒体内。并认为线粒体不仅是铁进入细胞的胞线粒体内。并认为线粒体不仅是铁进入细胞的目的地，而且有是含铁量最高的地方。目的地，而且有是含铁量最高的地方。.27l亚铁血红素内铁的吸收亚铁血红素内铁的吸收：亚铁血红素和血红蛋白亚铁血红素和血红蛋白内的铁吸收量很少。人的小肠内存在亚铁血红素撕内的铁吸收量很少。人的小肠内存在亚铁血红素撕裂酶，首先撕裂珠蛋白，然后进入小肠里经亚铁血裂酶，首先撕裂珠蛋白，然后进入小肠里经亚铁血红素氧化酶的作用，将亚铁血红素降解分裂，游离红素氧化酶的作用，将亚铁血红
20、素降解分裂，游离铁和四吡咯，铁释放出来后可以被吸收。但是，亚铁和四吡咯，铁释放出来后可以被吸收。但是，亚铁血红素和血红蛋白内的铁经吸收进入小肠粘膜上铁血红素和血红蛋白内的铁经吸收进入小肠粘膜上皮细胞临时贮存库时，并不与由无机铁吸收的铁贮皮细胞临时贮存库时，并不与由无机铁吸收的铁贮存在一起，而是分别贮存。存在一起，而是分别贮存。l铁蛋白内铁的吸收铁蛋白内铁的吸收：铁蛋白内的铁吸收量很少。铁蛋白内的铁吸收量很少。与动物食品（如肉类）搭配服用，可提高铁蛋白内与动物食品（如肉类）搭配服用，可提高铁蛋白内铁的吸收率，降低动物食品内铁的吸收率。铁的吸收率，降低动物食品内铁的吸收率。.28l二价的铁离子进入
21、小肠粘膜上皮细胞后，二价的铁离子进入小肠粘膜上皮细胞后，被氧化成三价与去铁铁蛋白结合，形成被氧化成三价与去铁铁蛋白结合，形成铁蛋白，暂存在肠上皮细胞的临时储存铁蛋白，暂存在肠上皮细胞的临时储存场所场所-铁池。小肠上皮细胞对机体需铁池。小肠上皮细胞对机体需要铁的数量很敏感，能根据铁的需要量要铁的数量很敏感，能根据铁的需要量决定铁的摄取。决定铁的摄取。.29l在这一过程中，铜作为血浆铜蓝蛋白的在这一过程中，铜作为血浆铜蓝蛋白的成分提高成分提高Fe2+Fe3+的氧化率，钼作为黄的氧化率，钼作为黄嘌呤氧化酶的成分参加细胞内嘌呤氧化酶的成分参加细胞内Fe3+还原成还原成Fe2+方面，都有重要作用。方面，
22、都有重要作用。l一般人体的血浆里共含铁一般人体的血浆里共含铁3-4mg，大部分，大部分结合在运铁蛋白内，微量铁以结合在运铁蛋白内，微量铁以Fe2+或或Fe3+离子状态存在。每天运送的铁平均共约离子状态存在。每天运送的铁平均共约27mg左右，大部分（左右，大部分（20mg左右）运至骨左右）运至骨髓，小部分运至肝、脾等器官贮存，或髓，小部分运至肝、脾等器官贮存，或为其他组织利用。为其他组织利用。.30l一般认为有还原性的物质有利于铁的吸收。一般认为有还原性的物质有利于铁的吸收。l维生素、氨基酸、药物及还原性物质维生素、氨基酸、药物及还原性物质l铁的性质及制剂铁的性质及制剂l二价铁易于吸收，其中硫酸
23、亚铁、琥珀酸亚铁、二价铁易于吸收，其中硫酸亚铁、琥珀酸亚铁、乳酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、卟啉铁较好。乳酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、卟啉铁较好。个体对铁的需要量影响着铁的吸收率。个体对铁的需要量影响着铁的吸收率。铁的剂量适当吸收率高。铁的剂量适当吸收率高。.31一、缺铁性贫血缺铁性贫血（IDA）由于多种原因造成体内铁储备减少或耗竭引起红由于多种原因造成体内铁储备减少或耗竭引起红细胞成熟障碍，造成红细胞生成减少，血红蛋白下降，细胞成熟障碍，造成红细胞生成减少，血红蛋白下降，引起的贫血。引起的贫血。病因：病因：铁铁摄入减少摄入减少 需需要量增加要量增加 吸吸收障碍收障碍 慢慢性失血性失血临床表现：临床表现：一
24、般贫血症状，如皮肤黏膜苍白、头晕、乏力、心悸一般贫血症状，如皮肤黏膜苍白、头晕、乏力、心悸等。等。特殊症状：特殊症状：异常食癖、反甲、欧洲妇女出现吞咽困难，儿童神经异常食癖、反甲、欧洲妇女出现吞咽困难，儿童神经系统异常或智力发育迟缓。系统异常或智力发育迟缓。.32二、急性铁中毒二、急性铁中毒 l铁的致死量为铁的致死量为 200 200 到到 900900毫克毫克/1000/1000克。克。l急性中毒可分为急性中毒可分为4 4个阶段。个阶段。l第一阶段第一阶段:吞服吞服1 1小时内：腹痛、呕吐、有时可小时内：腹痛、呕吐、有时可见呕血、黑便和代谢性酸中毒，不及时救治，见呕血、黑便和代谢性酸中毒，不
25、及时救治，可在可在4 4到到6 6小时内昏迷、死亡。小时内昏迷、死亡。l第二阶段第二阶段:第一阶段度过后，第二阶段是一个第一阶段度过后，第二阶段是一个平稳期，一是好转，二是进第三阶段。平稳期，一是好转，二是进第三阶段。l第三阶段第三阶段:吞服吞服1212到到4848小时之后，往往出现高小时之后，往往出现高热、黄疸、抽搐、昏迷和死亡。热、黄疸、抽搐、昏迷和死亡。l第四阶段第四阶段:若幸存，在若幸存，在6 6周时进入幽门狭窄、胃周时进入幽门狭窄、胃纤维化并有梗阻症状。纤维化并有梗阻症状。.33三、慢性铁中毒三、慢性铁中毒 l慢性中毒是铁在体内累积过多（罕见的慢性中毒是铁在体内累积过多（罕见的病例体
26、内含铁总量为正常人的病例体内含铁总量为正常人的1010到到2020倍）倍）而引起的毒性反应。长期吸入含铁较高而引起的毒性反应。长期吸入含铁较高空气或长期摄入含铁高的饮食以及多次空气或长期摄入含铁高的饮食以及多次大量输血，可能引起铁的慢性中毒。大量输血，可能引起铁的慢性中毒。l 临床表现临床表现为头重脚轻，记忆力、食欲减为头重脚轻，记忆力、食欲减退。严重者皮肤呈棕色和灰色，骨质疏退。严重者皮肤呈棕色和灰色，骨质疏松，软骨钙化，进行性关节炎，严重者松，软骨钙化，进行性关节炎，严重者肝硬化，胰腺纤维化。肝硬化，胰腺纤维化。.34l慢性中毒重在预防。慢性中毒重在预防。l改善铁尘较高的工作环境；改善铁尘
27、较高的工作环境；l注意铁制剂的注射与服量。注意铁制剂的注射与服量。l有条件的检测体内铁的贮存量。有条件的检测体内铁的贮存量。l 铁中毒的治疗：用于铁选择性配位的有铁中毒的治疗：用于铁选择性配位的有机络合剂静脉滴入。急诊病人还应配合机络合剂静脉滴入。急诊病人还应配合支持疗法（输氧、输血、输液等、催吐支持疗法（输氧、输血、输液等、催吐等等）。等等）。.35l1 1、高铁血红蛋白症：正常的亚铁被氧化成高、高铁血红蛋白症：正常的亚铁被氧化成高铁或被高铁取代，使载氧能力下降。铁或被高铁取代，使载氧能力下降。2 2、不稳定血红蛋白病、不稳定血红蛋白病:由于个别氨基酸的置换由于个别氨基酸的置换,插入或缺损插
28、入或缺损,它们容易在红细胞内氧化它们容易在红细胞内氧化,变成高变成高铁血红蛋白铁血红蛋白,同时形成超氧离子自由基同时形成超氧离子自由基OO2 2-高高铁血红蛋白又经高铁血色原形成沉淀而发生溶铁血红蛋白又经高铁血色原形成沉淀而发生溶血。血。3 3、地中海贫血：有意义的血红蛋白链合成不、地中海贫血：有意义的血红蛋白链合成不足，无意义的血红蛋白链合成相对过剩并在红足，无意义的血红蛋白链合成相对过剩并在红细胞内聚集和沉淀。细胞内聚集和沉淀。.36lAAS（原子吸收分光光度法）（原子吸收分光光度法）预处理后的头发样品经消解（干式灰化、湿预处理后的头发样品经消解（干式灰化、湿法消解），溶解定容后测定。可用空气法消解），溶解定容后测定。可用空气乙乙炔火焰，测定炔火焰，测定248.3nm吸光度。也可用石墨炉吸光度。也可用石墨炉法测定，但成本较高。法测定，但成本较高。干法灰化简单快速，但易造成铁的挥发，结果干法灰化简单快速，但易造成铁的挥发，结果偏低。偏低。儿童参考值为：儿童参考值为：25微克微克/克，成人约克，成人约20微克微克/克克.37
