人體中含量較高的微量元素鐵

時間：2020-01-05作者：山東東盛電子儀器有限公司瀏覽：1193

在自然界中,**存在的化學(xué)元素有92種,微量元素分析儀其中人體內(nèi)含有80多種。根據(jù)它們在體內(nèi)含量不同,將其分為兩類:一是常量元素,包括C、H、O、N、P、S、Ca、K、Mg、Na和Cl共11種元素,占人體總重的99·25%,它們構(gòu)成機體組織,并在體內(nèi)起電解質(zhì)作用;其二為微量元素,是指在人體中的含量**0·01%的元素,包括Fe、I、Cu、Zn、Cr、Co、Mn、Ni、Sn、Se、Mo、F、稀土等70多種元素[1],這些微量元素在人體內(nèi)含量雖然非常之少,但卻能起到非常重要的生理作用。根據(jù)微量元素在人和動物體內(nèi)的作用,微量元素還可分為必需元素、非必需元素和有害元素。鐵是人體所必需的微量元素之一,而且是人體中含量較高的微量元素。

1　微量元素———鐵

鐵,元素符號為Fe,英文名稱為Iron,原子序數(shù)為26。自然界中鐵存在四種同位素:54Fe( 5·8%)、56Fe ( 91·72%)、57Fe ( 2·2%)、58Fe(0·28%),平均相對原子量為55·85[2]。其核外電子層排布為[Ar]3d64s2,位于元素周期表*四周期(**過渡系)Ⅷ族,3d軌道的電子可以參與成鍵,因此有多種氧化態(tài),其中穩(wěn)定存在的氧化數(shù)主要有+2、+3。鐵是一種具有銀白色光澤的金屬,密度為7·874 g/ml,沸點為2750℃,熔點為1535℃[3],具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性,能被磁鐵吸引,在磁場的作用下,自身也能產(chǎn)生磁性。鐵屬于中等活潑金屬,可以置換出稀酸中的H2,甚至在高溫條件下可以與H2O反應(yīng);鐵很容易被氧化,暴露在潮濕的空氣中很快就會“生銹”;它能把較不活潑的金屬從溶液中置換出來;還可與C6H5(環(huán)戊二烯)生成二茂鐵等。鐵的化合物以Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)為主,其中氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽等易溶于水,而氧化物、氫氧化物、硫化物、磷酸鹽等難溶于水;Fe(Ⅱ)還原性較強,易被空氣中或溶解在水中的O2氧化,所以Fe(Ⅱ)的鹽溶液中往往有Fe(Ⅲ)存在。鐵在地球上的豐度為4.1%,占*四位,儲量比較豐富,但是在人體內(nèi)屬于微量元素。正常成年男子體內(nèi)鐵元素的平均含量為0·05 g/kg,女子為0·035 g/kg,鐵元素在人體中雖然含量很少,但在人體所必需的10多種微量元素中,鐵無論在重要性上還是在數(shù)量上都居**,堪稱“微量元素中的**”。

2　鐵在人體中的含量及存在形式

鐵在人體內(nèi)的分布較為普遍,幾乎所有組織中都有,其中65%在紅細(xì)胞中以血紅蛋白的形式存在;10%在肌肉中以肌紅蛋白和酶的形式存在;15%·64·~20%存在于肝、脾、骨髓、腸等組織器官中,以鐵蛋白和含鐵血黃素的形式存在,稱為儲備鐵。當(dāng)人體缺鐵時,鐵蛋白即可作為補充,而含鐵血黃素被機體所用;還有少量鐵作為運輸鐵而與血漿中的運鐵蛋白相結(jié)合,稱之為血漿鐵。鐵在人體內(nèi)可反復(fù)利用,健康成年人每日只需吸收l mg以上的鐵即可滿足機體需要[3]。但人體內(nèi)的儲備鐵很少,只占人體鐵總量的10%左右,當(dāng)人體對鐵的消耗過多或大量失血時,就很難滿足身體需要,因此就會導(dǎo)致缺鐵性貧血。

3　鐵在人體中的生理作用

3.1　參與氧的運輸和儲存一般情況下,人體中的氧來自空氣。氧通過人的呼吸進(jìn)入肺泡,然后進(jìn)入血液,與血紅蛋白(Hemoglobin,Hb)結(jié)合,通過血液循環(huán)進(jìn)入人體的各個組織和細(xì)胞。血紅蛋白分子是由1個珠蛋白和4個血紅素組成,血紅素是由卟啉中四個吡咯環(huán)上的氮原子與1個Fe2+結(jié)合形成的螯合物[4]。血紅蛋白的任務(wù)是運輸氧,這就決www.sddsdz.cn定了氧與血紅蛋白的結(jié)合**是可逆的。但是血紅蛋白與氧的結(jié)合并不是氧化,氧合血紅蛋白中的鐵仍為Fe2+。血紅蛋白在肺部結(jié)合氧之后,隨血液循環(huán)將氧帶至各組織器官。在組織器官中,因為氧的分壓較低,氧合血紅蛋白離解出氧,再結(jié)合CO2,隨血液循環(huán)回到肺部,即完成一個循環(huán)。

鐵還參與合成肌紅蛋白(Myoglobin,Mb)。肌紅蛋白也是一種含血紅素的蛋白質(zhì),它由一個血紅素和一個球蛋白組成,其結(jié)構(gòu)與血紅蛋白相似,只不過肌紅蛋白是單鏈蛋白,血紅蛋白是由四個亞基組成的寡聚蛋白。氧合血紅蛋白把氧氣放出后,氧分子立即與肌紅蛋白結(jié)合。肌紅蛋白也是一種含血紅素的蛋白質(zhì),因此它也含F(xiàn)e2+。在氧氣分壓低的地方,肌紅蛋白與氧分子結(jié)合的能力比血紅蛋白強,因此,與血紅蛋白結(jié)合的氧氣可以傳遞給肌紅蛋白。肌紅蛋白主要存在于肌肉細(xì)胞里,這些細(xì)胞是非常需要氧氣的。肌紅蛋白的基本功能是在肌肉組織中起轉(zhuǎn)運和儲存氧的功能。鐵元素在肌紅蛋白合成中具有**的作用。因為CO與血紅蛋白中Fe(Ⅱ)原子的結(jié)合力比O2高出250倍,所以即使空氣中CO的濃度很低,CO也會取代O2與血紅蛋白結(jié)合,阻止了血紅蛋白對身體細(xì)胞氧氣的運輸,從而造成CO中毒,危及生命。

3.2　參與細(xì)胞色素和某些金屬酶合成,并影響其活性鐵與某些金屬酶的合成與活性密切相關(guān),如它參與細(xì)胞色素氧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶、單胺氧化酶等的合成的,并且它與乙酰輔酶A、琥珀酸脫氫酶、細(xì)胞色素C還原酶等的活性密切相關(guān)[4]。過氧化氫酶(Catalase,簡稱CAT),又稱觸酶,是一種含鐵血紅素酶;過氧化物酶(Peroxildases,PX)也是一類含鐵的酶,其中大多數(shù)以含鐵(Ⅲ)—卟啉為輔基。這一類酶可以有效清除體內(nèi)氧化過程中產(chǎn)生的過氧化氫、**過氧化物等有害物質(zhì),使機體組織細(xì)胞免受損傷破壞。單胺氧化酶(Monoamine oxidase,MAO)是一種含鐵的黃素蛋白酶,是神經(jīng)遞質(zhì)的滅活酶,被認(rèn)為與抑郁癥的發(fā)病及缺鐵性貧血引起的幼兒智商偏低等有關(guān)。細(xì)胞色素也是以鐵-卟啉復(fù)合體為輔基的血紅素蛋白。它可/my/turbine/template/corcenter%2Ccorpinfo%2Ccorinfo_preview.html?id=3791291&psort=2通過結(jié)構(gòu)中鐵價態(tài)Fe2+與Fe3+的可逆變化而進(jìn)行電子的傳遞,對細(xì)胞呼吸和能量代謝有著非常重要的影響。如在此過程中,機體利用營養(yǎng)物被氧化為CO2和H2O釋放的能量用于ATP的合成。

3.3　維持正常造血功能鐵對人體健康的重要性在于它是血紅蛋白的一個**的部分,在造血過程中是必需的元素之一。紅細(xì)胞生成除要求骨髓造血功能正常外,還要有足夠的造血原料,制造紅細(xì)胞的主要原料為蛋白質(zhì)和二價鐵,紅細(xì)胞中含鐵約占機體總鐵的2/3,鐵在骨髓造血細(xì)胞中與卟啉結(jié)合形成高鐵血紅素,再與珠蛋白合成血紅蛋白。

3.4　增強*功能鐵缺乏和過量都會引起*系統(tǒng)的受損(Keilly等,1987)。鐵可使人體內(nèi)外周淋巴細(xì)胞、吞噬細(xì)胞、中性白細(xì)胞保持正常功能。研究發(fā)現(xiàn)缺鐵可引起巨噬細(xì)胞游走和抑制因子減少,吞噬細(xì)胞活性受損,外周淋巴細(xì)胞對抗原的反應(yīng)下降等,進(jìn)而影響機體的*系統(tǒng)。另外體內(nèi)鐵過剩也可使*功能受損。有人在預(yù)防新生兒疾病時,給出生2~6 d的新生兒注射鐵劑,當(dāng)注射到4~6 d時,80%的新生兒發(fā)生大腸桿菌感染,其中部分發(fā)生敗血癥,但未注射鐵劑的新生兒無1例感染發(fā)生。

4　鐵與疾病

我國居民每天適宜攝入量(Adequate intake,AI):成年男子為15 mg,女子為20 mg,少年男子為20 mg,少年女子為25 mg,孕婦、乳母為25~30mg[2]。人體中鐵主要來自食物,如果長期攝入大量含鐵量高的食物或者人體長期缺少鐵元素或?qū)﹁F元素的吸收受到障礙時,人體都會相應(yīng)的出現(xiàn)病癥。


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• 詞條

  詞條說明

• 微量元素鎂在人體中的生理意義

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