微量元素-铁课件

微量元素------Fe第十一组演讲：任海文1025400047制作：李雪10254000481.微量元素------Fe铁的基础知识Iron原子序数：26，位于过渡系的中央,主要稳定氧化数+2、+3；在生物体内铁还可以+4和+5的氧化数存在。人体内含铁量为60微克/克。2.铁的基础知识Iron原子序数：26，位于过渡系的中央,主要铁虽系微量元素，由于其重要的生理生化作用及诊断治疗疗效，早已引起各国学者们的注意和研究。52Fe比59Fe和55Fe半衰期短（仅8.2小时），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、血浆铁周转率和早期表面放射性测定。3.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，早已体内血液中铁元素含量范围

•全血：301～530mg/L•红细胞：995～1140mg/L•血浆：0.71～1.27mg/L•血清：0.67～1.87mg/L铁在体内的含量和分布4.体内血液中铁元素含量范围铁在体内的含量和分布4.

铁在体内存在的形式及特性

铁以卟啉铁类和非卟啉铁类两大类形式存在于动物体内

卟啉铁类:血红细胞内的血红蛋白;肌红蛋白;细胞色素和酶类

非卟啉铁类:运铁蛋白;铁蛋白;乳铁蛋白;含铁血黄素;无机铁等

5.铁在体内存在的形式及特性

铁以卟啉铁类和非卟啉铁类两大类每个红细胞约含2.8亿个血红蛋白分子,每个血红蛋白分子含有4个铁原子,血红蛋白摩尔质量64500,含铁0.34%,以蚯蚓血红蛋白为例：

卟啉铁类:1、血红蛋白6.每个红细胞约含2.8亿个血红蛋白分子,每个血红蛋白分子含有4血红蛋白模型7.血红蛋白模型7.组成血红蛋白的蛋白部分——珠蛋白，共有4条多肽链：一对α链，一对β链，前者每条链含有141个氨基酸单位，后者每条链含有146个氨基酸单位。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。4条链集合在一起，形成一个65×55×55（Å）的球形分子。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，同时间接作用与CO2的转运和释放。8.组成血红蛋白的蛋白部分——珠蛋白，共有4条多肽链：一对α9.9.2肌红蛋白

组成：每个肌红蛋白含一个亚铁血红素，蛋白部分的分子量16700，含有153个氨基酸的多肽链。认为: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。如水生哺乳类(海豹)肌肉中含有大量的肌红蛋白,这是他们可以在水中长期游动的原因.10.2肌红蛋白组成：每个肌红蛋白含一个亚铁血红素，蛋白部3细胞色素和酶类

由铁组成或需铁的细胞色素和酶类，参与体内复杂的氧化还原过程。

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铁卟啉复合物破坏而解毒。

11.3细胞色素和酶类由铁组成或需铁的细胞色素和酶类，12.12.13.13.非铁卟啉复合物

1、运铁蛋白（transferrin,siderophilin)：是由铁和β1球蛋白组成。在血液中起运载铁的作用。摩尔质量为88000，体内总含量约10克。每一分子β1球蛋白可以结合二个Fe3+14.非铁卟啉复合物1、运铁蛋白（transferrin,sid含有一个Fe3+的运铁蛋白，有“快”、“慢”两型；但注入人体后，“快”和“慢”两型运铁蛋白在释放进入组织时，并没有显著差别。正常人血浆里的β1球蛋白，仅1/3与铁结合，共含铁3-4mg，占全身总铁量的0.12%，大概注射8mg铁才能使其全部饱和。运铁蛋白还有加速肠粘膜细胞浆膜面释放铁的作用。15.含有一个Fe3+的运铁蛋白，有“快”、“慢”两型；但注入人体2、铁蛋白（ferritin）

是一种棕色的含铁蛋白质复合物。各种组织都含有铁蛋白。摩尔质量为460000，直径约130纳米，内腔60纳米，可容纳4500个铁原子。作用：人肝是铁的主要存储场所，也是铁蛋白含量和合成最多的地方，肝内的铁约50%以铁蛋白的形式存在。铁蛋白内含铁量为0.66±0.35ug/mg蛋白质.16.2、铁蛋白（ferritin）是一种棕色的含铁蛋白质复合物铁蛋白的生理功能

1)保护功能：体内游离铁过多对机体十分有害。铁蛋白能防止铁原子以离子状态存在或从结合物中逸出，避免对组织和细胞产生毒害作用。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。

17.铁蛋白的生理功能1)保护功能：体内游离铁过多对机体十分有害2)贮存功能：进入体内的贮存铁，绝大部分以铁蛋白的形式贮存，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要，以维持铁供应量的及血红蛋白合成量的相对稳定。3)调节铁的吸收：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——这就是“粘膜阻塞论”，说明在生理病理情况下，铁吸收的机理。4)转运铁的作用：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。

18.2)贮存功能：进入体内的贮存铁，绝大部分以铁蛋白的形式贮存3、乳铁蛋白（lactoferrin)

一种多肽链含铁蛋白，摩尔质量77000，含糖约5-6%，能结合2个铁。存在于人体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。人乳中100毫升约含150到200毫克乳铁蛋白。

19.3、乳铁蛋白（lactoferrin)一种多肽链含铁蛋白，4、无机铁

体内无机铁往往被氧化成三价，溶解性很低，生理意义不大

20.4、无机铁体内无机铁往往被氧化成三价，溶解性很低，生理意义5不稳定的铁储存或铁池

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幼红细胞的那一部分铁，共约80-90mg。21.5不稳定的铁储存或铁池是用放射性铁建立的一种功能概念，铁的功能及生理学作用

1、铁参加血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶及触酶的合成，并与乙酰辅酶A、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、二氧化碳的运输及释放、电子的传递、氧化还原等代谢过程紊乱，产生病理变化，最后产生各种疾病。

22.铁的功能及生理学作用1、铁参加血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素2、缺铁时32P进入肝脏细胞DNA内的数量减少，肝内合成DNA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C的含量减少，发生贫血，抑制生长发育。缺铁时还发现：1）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，血内维生素C的含量减少，血小板的数目增多。

2）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。3）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），严重影响婴幼儿、青年妇女及孕妇的健康，对此需要以铁剂治疗。

23.2、缺铁时32P进入肝脏细胞DNA内的数量减少，肝内合成DN3、铁与能量代谢密切相关机体内能量的释放与细胞线粒体聚集铁的数量多少有关。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，蓄积的铁特别多。体内能量的释放依附于线粒体聚集铁的数量——即聚集铁的铁愈多，能量的释放也愈多。24.3、铁与能量代谢密切相关24.4、铁的“营养免疫”学说：Weinberg认为：①微生物生长需要铁。②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，在过多铁存在情况下，可以中和其杀菌或抑菌活性。③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性能。④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。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溶酶体中杀菌蛋白的功能，损伤免疫机制。25.4、铁的“营养免疫”学说：Weinberg认为：①微生物生长铁的吸收

吸收地点：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。吸收速度：铁从肠道吸收的速度相对快，吸收10分钟后，粘膜内就有相当多的铁；60分钟时，达此量的3倍。吸收形式：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1/2的铁游离出来。铁吸收后的细胞内定位：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目的地，而且有是含铁量最高的地方。26.铁的吸收吸收地点：用组织化学及同位素技术多次复查，证明铁主亚铁血红素内铁的吸收：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。铁蛋白内铁的吸收：铁蛋白内的铁吸收量很少。与动物食品（如肉类）搭配服用，可提高铁蛋白内铁的吸收率，降低动物食品内铁的吸收率。

27.亚铁血红素内铁的吸收：亚铁血红素和血红蛋白内的铁吸收量很少铁的吸收及转运过程

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，形成铁蛋白，暂存在肠上皮细胞的临时储存场所-----铁池。小肠上皮细胞对机体需要铁的数量很敏感，能根据铁的需要量决定铁的摄取。28.铁的吸收及转运过程

二价的铁离子进入小肠粘膜上皮细胞后，被氧在这一过程中，铜作为血浆铜蓝蛋白的成分提高Fe2+→Fe3+的氧化率，钼作为黄嘌呤氧化酶的成分参加细胞内Fe3+还原成Fe2+方面，都有重要作用。一般人体的血浆里共含铁3-4mg，大部分结合在运铁蛋白内，微量铁以Fe2+或Fe3+离子状态存在。每天运送的铁平均共约27mg左右，大部分（20mg左右）运至骨髓，小部分运至肝、脾等器官贮存，或为其他组织利用。29.在这一过程中，铜作为血浆铜蓝蛋白的成分提高Fe2+→Fe3+一般认为有还原性的物质有利于铁的吸收。维生素、氨基酸、药物及还原性物质铁的性质及制剂二价铁易于吸收，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。

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。

30.一般认为有还原性的物质有利于铁的吸收。30.铁代谢异常一、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。病因：铁摄入减少需要量增加吸收障碍慢性失血临床表现：一般贫血症状，如皮肤黏膜苍白、头晕、乏力、心悸等。特殊症状：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。31.铁代谢异常一、缺铁性贫血（IDA）31.二、急性铁中毒

铁的致死量为200到900毫克/1000克。急性中毒可分为4个阶段。

第一阶段:吞服1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，可在4到6小时内昏迷、死亡。第二阶段: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。第三阶段:吞服12到48小时之后，往往出现高热、黄疸、抽搐、昏迷和死亡。第四阶段:若幸存，在6周时进入幽门狭窄、胃纤维化并有梗阻症状。32.二、急性铁中毒32.三、慢性铁中毒

慢性中毒是铁在体内累积过多（罕见的病例体内含铁总量为正常人的10到20倍）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大量输血，可能引起铁的慢性中毒。

临床表现为头重脚轻，记忆力、食欲减退。严重者皮肤呈棕色和灰色，骨质疏松，软骨钙化，进行性关节炎，严重者肝硬化，胰腺纤维化。

33.三、慢性