浙江省温州市苍南县巨人中学高中化学铁元素在人体中的存在及功

铁元素在人体中的存在及功能从古至今，探索生命之谜，保护人体健康，长命百岁已成为人类梦寐以求的美好愿望。在自然界92种天然元素，目前已有81种在人体内检出，其中氧、碳、氢、氮、钾、钠、钙、镁、硫、磷、和氯元素在人体内含量比例很大，也是人体内必需元素。而发现许多元素在人体内的含量不足人体重量的万分之一，总量之和也不足人体体重的千分之一，故取名微量元素。微量元素是人体中酶、激素、维生素等活性物质的核心成分，它在机体的组成及生理过程中起着十分重要的作用。因此，微量元素又被誉为量少功奇的元素。目前被公认为人体必需的微量元素已有15种，即铁、碘、铜、锌、锰、钴、铬、钼、镍、钒、硒、砷、氟、硅、锂。在人体所必需的十多种微量元素中，铁元素在重要性上和在含量上都属首位。铁在人体内的分布极为普遍，几乎所有组织中都有，其中以肝、脾中含量最高，其次是肺。一个正常成年人，人体中含有约4g～5g铁，相当于一根小铁钉的重量，其中约65%～70%存在于血红蛋白、20%～30%存在于肝、脾、骨髓等网状细胞及肠上皮细胞的蛋白中、4%则分布于肌红蛋白和各种细胞色素氧化体系的酶中[1]铁在人体内的存在形式可分为两大类：血红素类和非血红素类。血红素类主要有血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素及酶类；非血红素类主要有运铁蛋白、乳铁蛋白、铁蛋白、含铁血黄素及一些酶类。2铁的吸收和排泄2.1铁的吸收可与血红蛋白和肌红蛋白中的原叶琳结合，不受植酸盐和草酸盐等的影响，直接被肠粘膜上皮细胞吸收。因此，血红素铁的吸收率高且不受肠腔内影响铁吸收因素的干扰。非血红素铁主要来源于植物性食物中，在吸收前必须与结合的有机物分离，并转为可溶性二价离子状态，才易被吸收。因此，非血红素铁的吸收在很大程度上受膳食因素的影响，主要有以下几方面：一是摄入铁的量。在一般清况下，机体摄入铁量增加，吸收量也增加，虽然大量摄入时吸收的百分率很低，但吸收的绝对量仍然增加。其中，二价铁比三价更易吸收。二是机体状况对铁吸收的影响，情况大致如下：(1)胃肠因素。酸性胃液对保持铁的可溶性和还原性是有利的，因此体内缺乏胃酸或服用抗酸药可影响铁的吸收。(2)造血和铁贮存状况。许多研究证明，铁的吸收与体内铁的需要量和贮存量有关。一般贮存量多时其吸收较低，反之，贮存量低或需要量增加时则吸收率增高。(3)生长发育和年龄。铁吸收率随婴儿体内铁贮存减少而明显增加，但进人中老年阶段后随着年龄增加，机体对铁的吸收率则逐渐降低。三是膳食因素。食物的搭配是影响铁吸收的重要因素之一。膳食中的非血红素铁必须转变为亚铁才能被吸收。植物性食物中的膳食纤维、多酚类化合物、植酸盐、草酸盐等影响其吸收。另外，维生素、胡萝卜素、有机酸、动物性食物及某些单糖、脂类可促进铁的吸收[3]。2.2铁的排泄3铁元素与人体健康3.1铁不足与人体健康铁是人体中重要的微量元素之一，它是制造红细胞的核心元素，没有铁，血红蛋白就无法形成，没有血红蛋白携带和转运氧气，就会引起人体缺氧、窒息，所以，铁是人体不可或缺的极为重要的元素。缺铁会引起贫血，出现头晕、眼花、耳鸣、乏力、心慌、气急及皮肤、赫膜苍白等表现[4]。3.1任何年龄、任何性别都可以发生缺铁性贫血。但老年人比其他年龄的人群更易发生缺铁性贫血。众所周知，人体所需的铁质，都是从食物中摄取的。食物中的天然铁是一种溶解度很低的三价铁，不能被直接吸收。它进入消化道后，必须在胃液的作用下，转变为无机铁盐，并在肠道内还原为二价铁方能被吸收。由此可见，要确保机体能获取足量的铁元素，必须满足两个条件：一是食物中能提供足量的铁元素；二是胃肠道功能必须完善，能分泌足够的胃酸。但是，老年人往往难以满足这两个条件。通常，老年人大多食欲下降、偏食；普遍存在食量较小，进食量的减少必然造成铁的摄入不足；同时老年人的胃肠道功能大多减退，由于胃壁细胞萎缩，胃酸分泌减少，有些老年人还可能存在慢性腹泻，所以，老年人大多存在铁元素吸收较差的现象，常常处于摄人的铁元素不能满足正常的生理需求，容易发生缺铁性贫血[5]。既然缺铁是造成老年人贫血的常见原因，补充铁元素也就成了当务之急。老年人补充铁元素当以食补为主，含铁质较多的食物有两类动物类食品和植物类食品。富含铁质的动物类食品有猪、羊、鸡、鸭等动物血和肝脏，肉类含铁量次之[6]。富含铁质的植物类食品有海带、紫菜、黑木耳，其次为绿色蔬菜、谷类。乳类及乳制品中含铁量较低。动物类食品，如动物的血和肝、鱼、肉等富含血红蛋白和肌红蛋白，它们所含有的铁为血红素铁，可直接被肠粘膜所吸收，所以铁的吸收率较高。植物类食品中主要为三价铁，必须在胃酸或还原剂作用下，还原成二价铁，才能被吸收，所以吸收率较低，为5%～10%。为了提高吸收率在食补过程中，可适当增加动物肝、血、瘦肉和鱼等动物性食品，因为这些食品中的血红素铁容易被吸收，但这些食品中的胆固醇含量较高，老年人是不宜摄食过多。3.1我国儿童缺铁较为普遍，平均约为37.9%，最高达50%以上，严重影响儿童的生长发育和身心健康[7]。缺铁对儿童的危害甚大，主要有以下几个方面：(1)缺铁性贫血。铁是合成血红蛋白的主要原料，缺铁可使血红蛋白合成困难，引起缺铁性贫血。患儿出现面色苍白、四肢无力，稍微活动容易疲劳，甚至头晕眼花、心悸气短。(2)生长受阻。缺铁患儿体重多低于正常，身材矮小，据调查青少年铁缺乏者的身高，普遍要比同龄的正常青少年低3厘米状，如儿童易烦操，爱发脾气，婴幼儿爱哭闹，常出现呼吸暂停综合征。(5)食欲减退。缺铁可引起胃酸分泌减少，出现食欲减退、消化不良，甚至胃肠粘膜萎缩，还可导致儿童异食癖。(6)免疫力低下。缺铁可降低淋巴细胞的活性，使免疫力下降，影响机体的抗病能力，因此儿童易发生感染。上述危害一般都是可逆的，只要及时补铁，大多数都能逐渐得到改善和恢复正常。3.1.3孕妇缺铁的危害怀孕期的女性极易发生缺铁性贫血，这主要是因为孕期的女性对铁的需求比怀孕前增加近4倍，由于孕妇饮食中铁的含量低，长时间的铁摄入不足，使孕妇体内的游离铁和铁储备有所减少。首都医科大学附属北京朝阳医院妇产科主任医师王淑珍说，怀孕的妇女由于生理变化，血容量会随着生理需要的增加而有所增加，但红血球增加的速度则较慢，也就是说孕妇的血液被稀释了，所以怀孕后妇女不同程度贫血已成为一个普遍现象。育龄女性，特别是在妊娠期和哺乳期贫血，既影响胎儿发育，造成流产、死胎、早产、体重不足及新生儿疾病，又可诱发妊娠症，严重时影响孕产妇心脏功能，造成母子生命危险[9]。乳母贫血会使乳汁分泌减少、产妇恢复慢、抵抗力弱，容易发生某些感染性疾病，而且新生儿及婴儿的患病率也会增加。女性贫血，使体内细胞供氧受影响，还会加速人体衰老。王淑珍介绍说，孕妇要定期进行产前检查及验血。孕妇血清铁蛋白及血红蛋白检查是最敏感的指标。当血清铁蛋白低于12微克／升或血红蛋白低于110微克／升时，即可诊断为贫血。准妈妈们如果出现下列症状，很有可能是由于贫血引起的：由蹲着的姿势站起来时，头感到晕眩，眼前发黑；面色苍白憔悴，指甲和眼底的血色也显得不够饱满足实；容易疲惫和倦怠。3.1.4每100毫升血液中，血色素量12到16毫克，男性13到17毫克都算是正常。当血色素过低时，就可能出现典型的贫血症状，如头晕、心跳加快或运动耐受不良。长期慢性贫血，可能会以疲倦、无力及全身不适等症状表现。以育龄女性来说，确实有不少人是因为子宮肌瘤等因素，导致经血量过多，血液流失太多，造成贫血[11]。3.2铁过量与人体健康人体内红细胞不断地将吸进的氧气运送到全身各组织。现已查明红细胞运输氧气的功能全仗红细胞内具有独特吸氧本领的铁元素，如果缺铁易发生缺铁性贫血等病症。但铁的摄取量，并非多多益善。如果长期摄取过量的铁，会引起多种疾病，甚至铁中毒。3.3保持铁含量的平衡人体内的铁元素含量不能过多也不能缺少，那么我们要怎么对待铁呢？我们应该遵循两个原则。第一个原则是“按需摄入”。婴儿或儿童期，生长发育迅速，造血旺盛，每天每公斤体重约需摄入铁0.5～1毫克左右，才能满足要求。一般食物中含铁量少，不会造成铁过多。有时反会出现缺铁性贫血，应摄入些含铁丰富的食物。要预防婴幼的缺铁性贫血，必须选择富含铁的食物，同时还要考虑到铁的吸收和利用问题，如服硫酸亚铁、葡萄糖酸亚铁，加服维生素可促进铁的吸收。一般动物性食品铁的吸收率较高，达10%～20%左右，而植物性食品铁的吸收率只有百分之几。铁含量高和吸收率强的食品，有鸡蛋黄、芝麻酱、动物肝脏、各种瘦肉、动物血液、木耳和蘑菇、黄豆及其制品、绿色蔬菜。同时铁锅使用的减少，是造成现代人摄取铁质来源减少的原因之一，使用铁锅烹调饭菜，可使食物中的铁元素含量增加10倍[15-16]。所以，世界卫生组织曾号召推广使用中国铁锅[6]。第二个原则是“铁储存不可过多”。血清铁水平是衡量铁储存的重要指标。女性绝经前因经血流失，血清铁在30毫克/毫升以下，对心血管没有危害，绝经后，血清铁会很快升高，冠