铁 (Iron)
特性
铁是人体必需的微量元素之一，也是含量最多的微量元素。它在氧气运输、能量代谢和多种生理功能中发挥着至关重要的作用。人体对铁的调节机制极其精密，因为铁既是必需的，过量时又是有害的。
- 存在形式：人体内铁主要以两种形式存在
- 功能性铁（70%）：血红蛋白（65%）、肌红蛋白（4%）、酶系统（1%）
- 储存铁（30%）：铁蛋白和含铁血黄素，主要在肝脏、脾脏、骨髓
- 膳食来源的两种形式：
- 血红素铁（Heme Iron）：来自动物性食品，生物利用度高（15-35%）
- 非血红素铁（Non-heme Iron）：来自植物性食品，生物利用度较低（2-20%）
- 调节机制：
- 铁调素（Hepcidin）：主要的铁调节激素，控制铁吸收和释放
- 转铁蛋白受体：细胞表面的铁转运蛋白
- 铁反应元件/铁调节蛋白系统：翻译后调节机制
- 氧化还原性质：Fe²⁺（亚铁）和 Fe³⁺（三价铁）之间可以相互转换
- 催化特性：参与多种酶反应，包括电子传递和氧化还原反应
相关影响
氧气运输系统：
- 血红蛋白功能：
- 红血球中的血红蛋白含有 4 个铁原子
- 每个铁原子可结合一个氧分子
- 从肺部携带氧气到全身组织
- 维持正常的氧合血红蛋白水平（95-100%）
- 肌红蛋白功能：
- 肌肉组织中的氧储存蛋白
- 提供肌肉收缩时的氧气需求
- 特别重要在心肌和骨骼肌中
- 氧气解离曲线：铁的状态影响氧气的结合和释放
细胞能量代谢：
- 电子传递链：
- 复合体 I、II、III 中的铁硫簇
- 细胞色素 c 中的血红素铁
- ATP 合成的关键组成部分
- 柠檬酸循环：
- 琥珀酸脱氢酶含有铁硫簇
- 乌头酸酶含有铁硫簇
- 脂肪酸代谢：
- 脂肪酸去饱和酶需要铁参与
- β 氧化过程中的酶系统
- 细胞呼吸：线粒体呼吸链的正常功能
神经系统功能：
- 神经递质合成：
- 酪氨酸羟化酶：多巴胺合成的限速酶
- 色氨酸羟化酶：血清素合成的关键酶
- 去甲肾上腺素合成
- 髓鞘形成：
- 胆固醇合成需要铁参与
- 髓鞘脂质的合成和维护
- 大脑发育：
- 神经细胞增殖和分化
- 突触形成和功能
- 认知功能：
- 学习和记忆能力
- 注意力和专注力
- 执行功能
免疫系统支持：
- 免疫细胞功能：
- T 细胞和 B 细胞的增殖
- 巨噬细胞的杀菌能力
- 中性粒细胞的氧化爆发
- 抗感染机制：
- 过氧化物酶和过氧化氢酶活性
- 免疫球蛋白合成
- 细胞免疫：
- 细胞毒性 T 细胞功能
- 自然杀伤细胞活性
DNA 合成与细胞分裂：
- 核糖核苷酸还原酶：DNA 合成的限速酶
- DNA 修复酶：维持基因组稳定性
- 细胞周期调节：影响细胞分裂过程
- 蛋白质合成：参与 tRNA 修饰
胶原蛋白合成：
- 脯氨酰 4-羟化酶：胶原蛋白成熟的关键酶
- 赖氨酰羟化酶：胶原蛋白交联
- 伤口愈合：皮肤和血管修复
- 骨骼健康：骨胶原的形成
缺乏影响
血液系统异常：
- 缺铁性贫血：最常见的营养缺乏症之一
- 小细胞低色素性贫血：红血球体积小，血红蛋白含量低
- 血红蛋白水平下降：女性<12g/dL，男性<13g/dL
- 血清铁蛋白降低：<15μg/L 提示铁储存耗竭
- 转铁蛋白饱和度降低：<16%提示铁缺乏
- 临床症状：
- 疲劳乏力、头晕头痛
- 面色苍白、指甲苍白
- 心悸、气促、活动耐力下降
- 寒冷不耐受
认知和神经功能影响：
- 儿童发育：
- 认知发育迟缓，IQ 分数降低
- 学习能力和记忆力下降
- 注意力缺陷和多动症风险增加
- 语言发育延迟
- 成人认知功能：
- 注意力不集中、工作效率下降
- 记忆力减退
- 情绪不稳定、易怒、抑郁
- 工作和学习表现下降
免疫功能受损：
- 感染易感性增加：
- 呼吸道感染风险增加
- 胃肠道感染易感性
- 皮肤感染和伤口愈合延迟
- 免疫反应异常：
- 细胞免疫功能下降
- 抗体产生减少
- 疫苗反应性降低
体温调节异常：
- 寒冷不耐受：甲状腺激素合成受影响
- 体温调节能力下降：代谢率降低
- 末梢循环不良：手脚冰冷
生长发育影响：
- 儿童生长迟缓：身高和体重增长缓慢
- 青春期延迟：性发育受影响
- 运动能力下降：肌肉力量和耐力减弱
特殊症状：
- 异食癖：渴望食用冰块、淀粉、泥土等非食物物质
- 不宁腿综合征：夜间腿部不适和活动冲动
- 勺状指甲：指甲变薄、凹陷、易断
- 口角炎和舌炎：口腔黏膜变化
高危人群：
- 婴幼儿和青少年：快速生长期铁需求增加
- 月经期女性：月经失血导致铁丢失
- 孕妇和哺乳期女性：铁需求量大幅增加
- 素食者：主要摄入生物利用度较低的非血红素铁
- 老年人：胃酸分泌减少，吸收能力下降
- 慢性疾病患者：慢性失血、炎症状态
自然补充
血红素铁来源（高生物利用度 15-35%）：
红肉类：
- 牛肝：每 100g 含 18-30mg，是最丰富的铁源
- 牛肉：瘦牛肉每 100g 含 2.6mg
- 羊肉：每 100g 含 1.9mg
- 猪肉：瘦猪肉每 100g 含 1.5mg
禽类：
- 鸡肝：每 100g 含 11mg
- 鸭肉：每 100g 含 2.7mg
- 鸡肉：去皮鸡胸肉每 100g 含 0.9mg
海产品：
- 牡蛎：每 100g 含 7.1mg
- 蛤蜊：每 100g 含 3.0mg
- 金枪鱼：每 100g 含 1.3mg
- 鲑鱼：每 100g 含 0.8mg
其他动物性食品：
- 血制品：猪血、鸭血每 100g 含 8-15mg
- 肾脏：猪肾每 100g 含 5.4mg
非血红素铁来源（生物利用度 2-20%）：
豆类和坚果：
- 白芸豆：每 100g 含 10.4mg
- 扁豆：每 100g 含 7.6mg
- 腰果：每 100g 含 6.7mg
- 南瓜籽：每 100g 含 8.8mg
- 芝麻：每 100g 含 14.6mg
绿叶蔬菜：
- 菠菜：每 100g 含 2.7mg
- 瑞士甜菜：每 100g 含 1.8mg
- 羽衣甘蓝：每 100g 含 1.5mg
全谷物：
- 强化早餐谷物：通常含 4-18mg/份
- 燕麦：每 100g 含 4.7mg
- 藜麦：每 100g 含 4.6mg
干果：
- 杏干：每 100g 含 6.3mg
- 葡萄干：每 100g 含 1.9mg
影响铁吸收的因素：
促进吸收：
- 维生素 C（抗坏血酸）：将 Fe³⁺ 还原为易吸收的 Fe²⁺
- 柑橘类水果、草莓、西红柿、辣椒
- 建议铁与维生素 C 同时摄入
- 动物蛋白：肉类、鱼类、禽类中的”肉类因子”
- 有机酸：柠檬酸、苹果酸、乳酸
- 血红素铁：本身吸收率高，不受其他因素影响
抑制吸收：
- 植酸：全谷物、豆类、坚果中的植酸
- 多酚化合物：茶、咖啡、红酒中的单宁
- 钙：高钙食物和补充剂
- 蛋白质抑制剂：鸡蛋白、大豆蛋白
- 纤维：过多的膳食纤维
- 锌补充剂：高剂量锌与铁竞争吸收
烹饪技巧提高铁吸收：
- 铁锅烹饪：可增加食物中的铁含量
- 发酵和发芽：降低植酸含量
- 维生素 C 搭配：餐后立即食用富含维生素 C 的食物
- 避免同时摄入：茶、咖啡与富铁食物间隔 1-2 小时
补充建议：
- 推荐摄入量：
- 成年男性：8mg/日
- 绝经前女性：18mg/日
- 绝经后女性：8mg/日
- 孕妇：27mg/日
- 哺乳期：9mg/日
- 补充剂选择：
- 硫酸亚铁：最常见，元素铁含量 20%
- 富马酸亚铁：胃肠道耐受性更好
- 琥珀酸亚铁：生物利用度高
- 血红素铁补充剂：生物利用度最高但价格较贵
- 最佳服用时间：空腹服用吸收最好，但可能引起胃部不适
- 注意事项：
- 与维生素 C 同服提高吸收
- 避免与茶、咖啡、奶制品同时服用
- 儿童铁中毒风险高，需严格控制剂量
重要提醒：
- 铁过量也有害，可导致氧化损伤和器官损害
- 血色病患者需要限制铁摄入
- 定期监测血铁水平，特别是长期补充者
- 男性和绝经后女性较少出现铁缺乏
- 慢性疾病引起的贫血需要治疗原发疾病
参考资料
- 美国国立卫生研究院 - 铁专业资料: https://ods.od.nih.gov/factsheets/Iron-HealthProfessional/
- Anaemia - World Health Organization (WHO): https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/anaemia
- Anaemia - World Health Organization (WHO): https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/anaemia