铁 是地球表面和生物体中含量最丰富的过渡金属，并且是人类必需的（重要的）微量元素。 它以几种氧化态发生，但只有Fe2 + –二价 铁，铁化合物-和Fe3 +-三价铁，铁化合物-对生物体有任何意义。 在化合物中 铁 通常以二价形式存在。 然后，Fe2 +充当还原剂并提供电子。 另一方面，Fe3 +化合物代表氧化剂，并且作为末端电子受体，能够接受电子[7,19]。 由于水溶液中的Fe2 + 能自发氧化成极难溶的Fe3 +-氢氧化物，生物体具有一定的 蛋白质，如 血红蛋白 (血液 颜料）， 转铁蛋白 or 铁蛋白，其中结合铁。 因此，尽管其微量元素溶解度差，但仍具有生物学可利用性。 一个健康的人体内总铁含量约为3-5克-体重45至60毫克/千克。 其中约80％以功能铁的形式存在。 红细胞需要大量功能性铁（红色 血液 细胞）的形成和发育，只有一小部分（占12％） 肌红蛋白 合成和线粒体呼吸链。 此外，铁必须可用于生物合成铁依赖性 酶 对于电子传输必不可少的铁的存储器官约占总数的20％。 跟踪元素以以下形式存储： 铁蛋白 和含铁血黄素主要存在于 肝, 脾肠 黏膜 和 骨髓。 作为无机化合物的成分，血红素铁（原卟啉铁，二价铁）和非血红素离子化的游离铁（可以是二价或三价）之间是有区别的。 Hemiron是一种铁-蛋白质复合物，其修复基团与蛋白质分子偶联。 最重要的血红素 蛋白质 必不可少的 铁代谢 包括 血红蛋白, 肌红蛋白 和细胞色素。 超过一半的功能性铁绑定到 血红蛋白 （红 血液 颜料），因此位于 红细胞 （红细胞）。 肌红蛋白 是一种红色的肌肉色素，并与其他含铁 酶 –细胞色素，过氧化氢酶，过氧化物酶–占功能铁的约15％。 动物性食品中的非血红素铁的形式为 铁蛋白，铁血黄素和柠檬酸铁。
代谢
铁稳态的调节是通过控制铁来实现的 吸收 ，在 小肠，主要在 十二指肠 （十二指肠）和空肠–小肠的中段，也称为“空肠” 肠道。” 吸收受许多因素影响，例如：
- 生理需求
- 摄入铁的量和化学形式
- 个别供应状态–基础铁 吸收 大约是1毫克/天， 缺铁 此 吸收 摄入量增加到3-5毫克/天，过量铁的吸收降低多达50％。
- 红细胞生成的程度（红细胞的产生）。
- 各种其他有机和无机饮食成分的定量比例。
- 吸收率 消化道.
- 年龄
- 疾病-例如，乳糜泻（面筋诱发的肠病），克罗恩病，溃疡性结肠炎和慢性萎缩性胃炎等吸收不良与铁吸收不足有关
微量元素以非血红素铁的形式被食物吸收，即以游离形式的自由Fe2 +离子和血红素铁被离子化。食物中的大多数铁与 蛋白质，有机 酸 或其他物质-原卟啉铁（血红素），氢氧化铁络合物。 在动物性食品中，尤其是在肉类中，40％至60％的铁以血红素铁的形式存在。 二价铁由于其良好的溶解性而根据铁的状态被吸收15-35％，因此具有较高的溶解度。 生物利用度。 相反，主要为三价形式的非血红素铁的利用率明显较低。 非血红素铁主要存在于植物性食品中，很少被吸收超过5％。 三价铁不溶于鞋帮的弱碱性环境 小肠 同时食用肉类和植物性食品可使植物来源的铁的吸收率提高一倍。 这是由于肉中所含的低分子量络合剂（包括动物蛋白）具有较高的价值，这是因为高质量的肉类数量众多 氨基酸，而不是植物蛋白（蛋清）。 含巯基 氨基酸 – 蛋氨酸, cysteine –有利于将三价铁还原为二价形式，使其更易溶和更易吸收。 充足的 盐酸 胃液中的生产对于膳食铁的最佳利用也很重要。 胃的 盐酸 将络合结合的铁裂解为更容易获得的自由铁离子和松散结合的有机铁。 进一步提高食物中铁的生物利用度：
- 胃铁蛋白–胃分泌物 黏膜.
- 维生素C –通过抗坏血酸抑制难溶性三价铁的形成，促进非血红素铁的吸收； 摄入低至25 mg的维生素C会导致吸收量显着增加
- 维生素A在消化过程中与铁结合，从而将其从植酸（植酸盐）和多酚的吸收抑制作用中除去
- 果糖
- 水果和蔬菜中的聚氧羧酸
- 其他有机 酸，如 柠檬酸, 酒石酸 和 乳酸.
- 酒精 –提升 胃酸 分泌，增加三价铁的吸收。
通过还促进Fe3 +向Fe2 +的转化，这些物质增加了铁的吸收。 例如， 维生素C –在150克菠菜或大头菜中–增加 生物利用度 非血红素铁的3-4倍。 铁吸收强烈抑制：
- 谷物中的植酸（植酸） 玉米，大米以及全谷类和大豆产品。
- 膳食纤维–不是纤维素
- 蔬菜中的草酸盐-尤其是菠菜， 大黄 - 和 可可.
- 茶多酚 - 包括 丹宁 - 在 咖啡, 红茶，小米，菠菜和红酒。
- 蛋黄中的磷脂
- 碳酸盐岩
- 磷酸盐
- 钙 盐 –在饮食中的钙水平为300-600 mg时发现最大的抑制作用。
- 毒品 – 抗酸药 包含 铝, 镁及 钙以及降脂 毒品，最多可减少70％的铁吸收量（秋水仙碱）; 螯合剂，如青霉胺，乙二胺四乙酸盐（EDTA）和 去铁胺 特别是抑制非血红素铁的吸收。
- 胃酸粘合剂
- 镉– Cd2 + –来自环境
- 过量摄入其他金属离子，例如 锰 （Mn2 +）， 钴 （二氧化碳+）， 铜 （铜2+）， 锌 （Zn2 +）， 铅 （Pb2 +）。
- 饮食中的蛋白质缺乏症
这些物质与铁形成复合物，难以吸收，因此会阻止其吸收。 铁被小肠细胞吸收后 黏膜，它既可以铁蛋白的形式存储为铁蛋白，也可以在运输蛋白mobilferrin的帮助下转移到血浆中。 在血浆中，微量元素转移到铁转运蛋白上 转铁蛋白。 正常 转铁蛋白 浓度 血浆中的浓度为220-370 mg / 100 ml。 血清转铁蛋白的水平与铁池的大小成反比。 因此，在 缺铁，血浆转铁蛋白含量和转铁蛋白受体 浓度 增加。 转铁蛋白饱和度是铁转运至组织的指标，通常会降低 缺铁。 转铁蛋白将铁运输到所有细胞和组织，然后与转铁蛋白受体结合并被吸收到细胞中。 至关重要的是动员 骨髓。 在那里，铁对于持续的血红蛋白形成是必不可少的，它比其他合成步骤优先。 合成血红蛋白需要约70％至90％的铁蛋白与运铁蛋白结合。 最后，形成和发展 红细胞 （红血球）负责铁的主要代谢。剩余的10％到30％可以用来补充 酶 和辅酶或以铁蛋白形式存储。 如果超过铁蛋白的储存能力，铁会与储存蛋白铁血黄素结合。 铁蛋白的重要性在于存储，运输和运输。 排毒 铁。 当需要时，铁可以从储存中迅速释放出来，并用于血红蛋白的合成。 铁蛋白是铁状态最合适的标记！ 在铁缺乏症中发现血清铁蛋白水平低。 另一方面，血清铁蛋白浓度升高可检测到铁超负荷。 如果体内的铁储备全部耗尽，则存在以下风险： 贫血 由于血红蛋白生物合成受损而增加。 根据年龄，性别和种族的不同，女性的血红蛋白浓度低于12 g / L，而男性的血红蛋白浓度低于13 g / L 贫血。 血铁蛋白是载铁蛋白与细胞成分（例如 血脂 和核苷酸，主要定位于肝细胞和肝细胞 骨髓, 肝及 脾。 与铁蛋白相比，铁血黄素是铁的永久性存储，其中微量元素以不再可用的形式存储以进行新陈代谢。 自铁 平衡 完全由吸收控制，铁的排泄没有调节。 在男性和绝经后女性中，每天约有1-2 mg（19-36 µmol / L）的铁因肠上皮和皮肤脱落而损失。 皮肤 细胞，与 胆汁 和汗水，以及尿液。 由于相关的血红蛋白损失，出血时铁的损失更大。 大约有25-60毫升的血液通过 经期，导致每月损失12.5-30毫克（225-540微摩尔）铁。 在此期间，女性对铁的需求量也有所增加 怀孕 由于向铁供应 胎儿。 大约300毫克的痕量元素被提供给 胎儿 通过 胎盘。 此外，由于分娩和母乳喂养而造成的失血量为0.5 mg，但由于缺乏母乳喂养可以弥补失血。 经期 几个月后 怀孕。 此外，还有其他铁缺乏症的风险人群。 由于铁的排泄机制不存在，因此不能通过增加排泄来补偿饮食中铁的过量摄入。 研究结果表明，铁蛋白水平升高-> 200 µg / ml-是动脉粥样硬化（动脉硬化）的独立危险因素，可使心肌梗塞的风险增加一倍（心 攻击）。 最后，当人体有足够的铁来执行其功能时，铁的状态是最佳的，但是铁的存储量不足。
