達能焦點(diǎn)論壇
| Iron deficiency and iron supplementation |
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復旦大學(xué)華山醫院血液科 陳波斌 缺鐵性貧血是一種常見(jiàn)病，全球有2億人罹患此癥，據估計50％的孕婦患有缺鐵性貧血。育齡期女性及青少年機體內的儲備鐵易于耗竭，患有缺鐵性貧血的產(chǎn)婦，嬰兒6個(gè)月內出現貧血的風(fēng)險明顯增加[1][2]。血紅蛋白低于60～70g/L的孕婦，分娩時(shí)的死亡風(fēng)險增加。由于目前貧血患病率較高，且有較為嚴重的危害性，因此應給與足夠的重視。 鐵的作用機制 鐵是參與細胞代謝過(guò)程中必需蛋白的重要組成成分，含鐵蛋白在氧氣運輸、ATP的產(chǎn)生、DNA的合成和其他生理過(guò)程中起著(zhù)非常重要的作用。有研究發(fā)現缺鐵時(shí)，腦組織中鐵的含量和多巴胺D2受體的數量降低[3]。臨床上出現缺鐵癥狀，如貧血、免疫功能下降、工作能力降低等的癥狀。具體鐵的作用可分為三類(lèi)：氧的轉運和貯存、電子轉移和作用底物的氧化還原反應。當組織中鐵缺乏時(shí)，需鐵參與反應的代謝酶類(lèi)活性下降，但是生化反應和臨床表現之間的之間關(guān)系目前還不清楚。在哺乳動(dòng)物主要有4類(lèi)含鐵蛋白參與了上述的反應：1. 非酶類(lèi)含鐵蛋白（血紅蛋白和肌紅蛋白）；2. 硫化鐵酶類(lèi)；3. 含血紅素酶類(lèi)；4. 非血紅素、非硫化鐵酶酶類(lèi)。在轉運氧的非酶蛋白中血紅蛋白和肌紅蛋白起著(zhù)關(guān)鍵作用，鐵作為一個(gè)關(guān)鍵的配體與氧氣分子結合。硫化鐵酶類(lèi)中，鐵在能量代謝過(guò)程中主要參與單電子轉移反應，而含血紅素酶類(lèi)，鐵與不同形式的血紅素結合，當與各種輔因子（如細胞色素p450復合物）接觸后參與電子轉移反應。最后一類(lèi)酶不與卟啉環(huán)或硫化鐵復合物結合。 氧從外界環(huán)境中進(jìn)入末端氧化酶是鐵的重要功能之一，在此過(guò)程中，氧與嘌啉環(huán)分子或肌紅蛋白結合，利于氧氣在組織中的彌散。血紅蛋白分子由4個(gè)亞單位組成，每個(gè)亞單位有一個(gè)輔基組，其中的二價(jià)鐵可逆性的與氧分子結合，鐵通過(guò)改變特異性的?氨基乙酰丙酸合成酶的穩定性來(lái)調節血紅素生物合成過(guò)程中最初的限速步驟。這4個(gè)亞單位并非通過(guò)共價(jià)鍵而相互連接，但是在特定的pH值、二氧化碳分壓、有機磷酸鹽和溫度下，可以協(xié)同作用。血紅蛋白的這種特性決定了氧氣可以從肺泡毛細血管轉運到周?chē)M織。肌紅蛋白是一個(gè)單鏈血紅素蛋白，可以增加氧氣從毛細血管向細胞漿和線(xiàn)粒體的彌散率[4]。第二組含鐵蛋白包括血紅素酶類(lèi)，應用嘌啉環(huán)結構中的鐵參與反應，常常與其它酶類(lèi)共同參與到電子轉運的過(guò)程中。細胞色素家族含有的血紅素作為一個(gè)活性位點(diǎn)，與含鐵嘌啉環(huán)通過(guò)獲得電子而減少二價(jià)鐵轉變?yōu)槿齼r(jià)鐵。第三組含鐵蛋白是硫化鐵酶類(lèi)，也可以作為電子轉移的載體。40種不同的蛋白構成的呼吸鏈中含有6 種不同的血紅素蛋白，6種硫化鐵核心，2個(gè)銅核心及泛醌。最后一組含鐵酶中的鐵并不結合在嘌啉環(huán)結構或硫化鐵復合物中，四類(lèi)酶在生理過(guò)程中各自其作不同的作用[5]。 鐵的吸收 機體的鐵平衡由鐵的貯備和利用量所決定，當體內的鐵超過(guò)每日的需求時(shí)，多余的鐵則貯存于鐵蛋白分子的核心；當攝入鐵不能滿(mǎn)足需求時(shí)，貯存鐵可被利用，若負鐵平衡持續較長(cháng)時(shí)間，貯備鐵將被耗竭，隨之鐵的功能受到影響，主要表現在氧氣的運輸、氧化代謝、細胞核內的代謝和基因表達。當長(cháng)期較少食用含鐵豐富的食物如肉類(lèi)尤其瘦肉，而較多進(jìn)食含影響鐵吸收的食物如植物酸鹽、某些食物纖維和鈣等均可導致鐵的吸收減少，產(chǎn)生缺鐵。調節機體內鐵貯備最初的場(chǎng)所是小腸，鐵的吸收受到機體內鐵量的影響。當儲備鐵充足時(shí)，小腸對于血紅素鐵和非血紅素鐵的吸收均下調，而缺鐵時(shí)，機體對于非血紅素鐵的吸收量超過(guò)血紅素鐵，非血紅素鐵的吸收受機體鐵狀態(tài)的影響最大。 鐵的調節機制 在參與生命代謝過(guò)程中，單純元素鐵的可溶性低，而且易于催化產(chǎn)生有毒性的氧化物。許多因素均可影響鐵的吸收和代謝，如鐵的利用率、某些激素、生長(cháng)因子和細胞因子的水平及細胞的增殖和分化水平等[6]。調節哺乳動(dòng)物體內鐵穩定的關(guān)節步驟是小腸對于鐵的吸收、鐵在內部臟器的轉運和攝取及細胞對于鐵的利用。臟器轉運和攝取非血紅素鐵在很大程度取決于轉鐵蛋白〔TF〕與轉鐵蛋白受體（TfR）的比例。TF是一個(gè)血清糖蛋白，可以結合2個(gè)鐵原子。TfR位于細胞膜上，是一個(gè)由二硫鍵連接的同型二聚體，每個(gè)TfR可以結合一個(gè)Tf分子。TF-TfR復合物通過(guò)受體介導的胞飲作用而內化，最終進(jìn)入胞漿的核內體中。當其中的pH值在5.5以下時(shí)鐵從Tf中釋放出來(lái)。細胞內螯合鐵池影響鐵蛋白和轉鐵蛋白受體的基因轉錄后水平的表達，這是通過(guò)2個(gè)鐵調節RNA結合蛋白（IRPs）來(lái)完成的，鐵調節蛋白和鐵反應元件(IREs)與前者結合，使得哺乳動(dòng)物適當地利用鐵而不會(huì )出現鐵中毒。在所有哺乳動(dòng)物組織的胞漿中均有序列和結構特異性的結合蛋白IRPs存在，當鐵的供應不足時(shí)，IRPs是一個(gè)具有高度親和力的RNA結合蛋白，當IRE與H或L 鐵蛋白的mRNA結合后，IRP1或IRP2阻滯蛋白合成的啟動(dòng)，當機體內的鐵過(guò)多時(shí)，IRPs高親和力的RNA結合功能失活。當TfR mRNA水平降低時(shí)鐵蛋白的合成開(kāi)始。IRPs為調節鐵蛋白和TfR的合成提供了共同的基因位點(diǎn)，IRPs是調節細胞鐵穩定首要的調節物。 缺鐵易患人群對于鐵的需求量 人類(lèi)對于鐵的吸收受機體內的鐵貯存量調節，實(shí)際上機體內幾乎所有的鐵均來(lái)源于吸收，當體內鐵大部分被消耗時(shí)，鐵的吸收顯著(zhù)增加。在發(fā)展中國家，妊娠中、晚期孕婦飲食中所含有的鐵量常常不能滿(mǎn)足生理的需要，即使在妊娠的早期，鐵的攝入往往也不足。體內鐵含量可通過(guò)測定血清鐵蛋白（SF）的水平來(lái)衡量，對于成人而言，1?g/L SF?8mg貯存鐵。孕婦鐵生理需要量是其它育齡期女性的3倍以上。在妊娠的后期，欲滿(mǎn)足胎兒發(fā)育和自身血容量的增加，體內貯存鐵的量大約需要1200mg。估計在妊娠期需要額外補充的鐵量在800mg以上，平均比經(jīng)期的女性多吸收500mg（2mg/天）才能避免負鐵平衡。在分娩時(shí)，因失血可導致1290毫克的鐵丟失，單純的食物補充是否能夠補充妊娠額外所需要的鐵，還不確定。對于孕婦補鐵存在著(zhù)激烈的爭論。青少年對于鐵的需求量也比較多，無(wú)論在發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，缺鐵都是嬰兒和青少年最常見(jiàn)的營(yíng)養缺乏性疾病。嬰兒尤其處于高風(fēng)險的年齡段，因為生長(cháng)所需要的鐵量很大，出生時(shí)的鐵貯備在4～6月后常常耗竭。來(lái)自世界衛生組織的報告稱(chēng)：全世界5～14歲的兒童有46％患有貧血，其中絕大多數生活在發(fā)展中國家；有48％的孕婦患有貧血[7]。有研究發(fā)現如果在妊娠的早期有缺鐵，可能對于胎兒造成不好的后果[8]。來(lái)自歐洲的資料顯示男性青少年對于鐵的需求范圍為每天1.45~2.03克，而月經(jīng)后的女孩每日需鐵量為1.39~2.54克[9]。 食物中鐵的來(lái)源 食物中的鐵有兩種形式：血紅素鐵和非血紅素鐵。肉類(lèi)中幾乎50％的鐵是血紅素鐵，其中15％～35％可以被利用[10]。除了鈣以外，食物中抑制非血紅素鐵吸收的因素對于血紅素鐵的吸收沒(méi)有影響[11]。食物中的大多數鐵是非血紅素鐵，其吸收率為2％～20％，取決于個(gè)體的鐵狀態(tài)及影響鐵吸收的抑制和促進(jìn)因子。非血紅素鐵吸收的促進(jìn)因子包括肉類(lèi)和維生素C，谷類(lèi)、蔬菜和堅果中的植物酸鹽抑制鐵的吸收，鈣也抑制血紅素鐵和非血紅素鐵的吸收，呈劑量效應關(guān)系。食物中其它的非消化性的基質(zhì)如纖維素、木質(zhì)素等也可抑制非血紅素鐵的吸收。 母乳可為嬰兒出生后的頭6個(gè)月提供足夠的元素鐵，雖然乳汁中鐵的含量相對較低，僅0.2~0.4mg/L，但人乳中鐵的吸收率非常高，約在50％左右，嬰兒從出生到4個(gè)月，體內鐵的含量相對穩定，但是分布發(fā)生變化，因為貯存鐵被用于生長(cháng)所需。在4～12個(gè)月紅細胞的總量增加，在出生的頭6個(gè)月內，母乳中鐵的量能夠滿(mǎn)足嬰兒生理的需求。 結 論 |