铁的生物学作用和生理功能
铁
5、铁在“隔室封闭破坏”及“自由基”致 病理论中占有重要地位，铁失去隔室封闭， 可能是很多严重疾病的分子水平发病机制。 人类脑外伤或血管破裂后，红细胞进入组 织，血红蛋白分解，游离出来的铁刺激了 组织，已认为是造成或诱发癫痫的重要因 素。研究证实：向动物脑部注射极微量的 铁或者天然血中的铁接触脑组织，均能诱 发癫痫。
铁的新陈代谢及其生理、病理 和临床意义
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。 地壳中含4100克/吨，海水中含 量3.4微克/克,人体内60微克/克。
Iron
铁在元素周期表中的位置
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。 主要是52Fe的产生和应用。 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。
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。
铁的功能及生物学作用
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。
生物化学铁代谢-概述说明以及解释
生物化学铁代谢-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分内容:铁是人体内必需的微量元素之一，对于生命活动具有重要作用。
它参与体内氧的输送、储存和能量代谢等重要生物学过程。
铁代谢是指人体内铁元素的吸收、运输、储存和释放等一系列生物化学过程，这一过程需要维持在一个相对平衡的状态。
铁代谢的失衡将导致多种疾病的发生，因此对铁代谢的深入研究对于预防和治疗相关疾病具有重要意义。
因此，本文将对铁在生物体中的作用、铁的吸收和运输、铁的储存和释放等方面进行系统的论述，并探讨铁代谢的重要性和其与疾病的关系，同时对未来铁代谢领域的研究展望也将进行探讨。
1.2 文章结构文章结构部分将会介绍本文的结构安排以及各部分内容的概要。
通过本文的结构，读者可以清晰地了解到铁代谢的相关知识是如何组织和展开的。
文章结构部分将简要介绍引言、正文和结论部分的内容，以及各部分之间的逻辑关系。
读者可以从文章结构部分了解到本文的主要内容安排，以便更好地理解和阅读后续的内容。
内容1.3 目的文章的目的是深入探讨生物体中铁的代谢过程，包括铁在生物体中的作用、铁的吸收和运输机制以及铁的储存和释放方式。
通过对铁代谢的深入研究，我们可以更好地理解铁在生物体中的重要作用，以及铁代谢失衡与疾病之间的关系。
同时，本文旨在为未来相关研究提供一定的参考和启示，以促进对铁代谢相关疾病的预防和治疗。
2.正文2.1 铁在生物体中的作用铁在生物体中扮演着重要的角色，它是许多生物分子的组成部分，包括血红蛋白、肌红蛋白和多种酶类。
其中，血红蛋白和肌红蛋白是人体内的氧气载体，它们能够与氧气结合并在身体各部位之间运输氧气，从而维持细胞的正常代谢活动。
铁还是一些重要酶类的辅酶，如过氧化物酶和细胞色素氧化酶，这些酶在细胞呼吸和氧化应激反应中起到关键作用。
因此，铁在维持人体正常生理功能、细胞代谢和免疫防御方面起着至关重要的作用。
2.2 铁的吸收和运输铁是生物体内必需的微量元素，对于体内的许多生物活动都至关重要。
铁是人体重要的必需微量元素之一
3．保护心血管、维护心肌的功能
血硒高的地区心血管疾病发病率低
动物实验表明硒对心肌纤维、小动脉及微血管的 结构及功能有重要作用
以心肌损害为特征的克山病可能与缺硒有关
4．促进生长和繁殖、保护和改善视觉器官 功能及抗肿瘤作用
5．参与辅酶A、辅酶Q的合成，在机体合成 代谢、电子传递中起重要作用；可增加血中 抗体数量，起免疫佐剂作用
3 味觉 嗅觉功能下降 甚至丧失或有异食癖 4 创伤愈合不良 抵抗力下降 易感染 5 孕妇缺锌可致胎儿中枢神经系统先天畸形
6 智力下降
缺锌所致皮肤粗糙
缺锌所致肠原 性肢体皮炎
锌摄入过多危害：
Байду номын сангаас盲目补锌或被锌污染食物引起锌中毒
成人摄入2g可发生中毒，引起急性腹泻、腹痛、
恶心、
呕吐等临床症状
2．蛋白交联（crosslinking）
弹性蛋白和胶原蛋白的交联，依赖于赖氨酸经赖 氨酰氧化酶催化醛赖氨酸，后者为胶原发生交 联所必需
3．超氧化物转化
是超氧化物歧化酶（SOD）的成分。具有SOD 活性的酶有脑铜蓝蛋白（cerebrocuprein）、红细胞铜蛋 白（erythrocuprein）和肝铜蛋白（hepatocuprein）等 这些酶催化超氧离子氧+过氧化氢，从而保护 细胞免受毒性很强的超氧离子的毒害
白内障患者补硒后视觉功能有改善
缺硒地区肿瘤发病率明显较高 硒过量 水土 食物硒含量过高 中毒
硒中毒 （1）盲目蹒跚症
人摄食高硒食物，以有机态进入人体，病 人皮肤痛觉迟钝，四肢麻木，头晕眼花， 食欲不振等 （2）碱性病
人摄食了韩蛋白质结合硒的谷物、蔬菜， 病人表现为毛发脱落，指甲变形、凹陷， 最后脱落，还有皮疹、皮痒等症状
铁元素的生理功能
铁元素的生理功能由于缺铁性贫血对人类健康(特别是对于女青年和妊娠妇女)造成危害，所以很早以前，人们就通过对这种病的观察研究而认识到铁对健康的重要性。
铁作为一种药物用于治疗人类的疾病已有数百年的历史，我国古代劳动人民早就发现中药皂矾可以治疗“血虚萎黄”，而皂矾的主要成分就是硫酸铁。
在l664年Sydenham就曾用含铁的酒类治疗缺铁性贫血(那时称青春期萎黄病)。
人们还知道用铸铁锅烹饪的食物可以增进健康、防治贫血。
1831年Blaud首先用二价铁治疗单纯性贫血。
同年Frodisch证明萎黄病患者血液里铁含量比健康人低。
至此，有关铁对生物体的重要生理作用的研究达到了较高水平。
二十世纪五十到六十年代，随着血液、组织中含铁量的精密测定方法和同位素示踪技术的应用，人们才开始研究铁的吸收代谢机制，而且发展迅速。
随着科学技术的进步，人们对于铁的认识已从感性阶段进入理性阶段，从更深层次上即分子生物学水平上认识到铁的功能。
众多营养学者认识到：饲料营养素作为动物的外部环境因子与其基因表达存在着广泛的互作，使得通过改变日粮中的组分来控制个体的基因表达，获得人们理想的动物变得日益可行。
1、机体对铁的吸收和分布近端小肠(十二指肠和空肠)是铁吸收的主要部位，也是调节铁平衡的一个关键环节。
动物消化道的其它部位如胃、回肠、盲肠也能吸收少量的铁。
Darrell 于1965年利用结扎小肠段技术，研究得到大鼠不同消化道部位吸收铁的能力依次为：十二指肠>回肠>小肠中段>胃。
由此可见，动物整个消化道都可以吸收铁，但主要吸收部位在十二指肠。
虽然整个消化道都可吸收铁，但动物采食的铁仅有很少部分(5％～8％)被吸收，其余的则通过肠道随粪便排出。
大约有三分之二的机体铁存在于红细胞的血红蛋白和肌肉的肌红蛋白中，20％的铁以不同形式存在于肝、脾和其他组织中，剩余的以不可利用形式存在于肌球蛋白、肌纤凝蛋白和金属结合酶中。
机体内铁的稳定态主要受肠道对铁的吸收率的控制。
1.1-铁的介绍
于血浆及血管外液中。血管内外的转运率每小时5%，有效运铁能力大约保持8天。
总铁结合力：正常人运铁蛋白血浆浓度为2.84～3.41moI／L，应用间接法测定，即为 总铁结合力，即血浆中能与铁结合的1球蛋白的总量。
血清铁：正常情况下仅以其总量的1／3与铁结合，这部分为血清铁，血清铁是与转铁
蛋白结合的铁量。2／3未与铁结合的运铁蛋白可称为未饱和的运铁蛋白。
6
铁化学
铁化学
铁离子具有毒性，是因其具有催化不同的氧化/ 还原反应的能力，它能催化体内有毒性的活性 氧(ROS)的形成。
7
铁化学
铁化学
• 活性氧(ROS)是当氧分子O2 被还原为水H2O 时在系列的 1-电子摄取4步反应中出现的化学簇：
+ 1e-
O2 →
+ 1e•O - → 2 +2H+
+ 1e-
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铁化学
铁化学
• 铁离子催化ROS产生的机制
Fe2+
+ 1e在不被铁催化时为慢反应
O2 →
Fe2+ + 1e•O - → H O → •OH → H O 2 2 2 2 +2H+ +OH+H+
在口服铁盐后粘膜的边界
Fentons 反应
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铁化学
铁化学
对抗氧化应激的生物防御系统:
– 歧化 •O2- → O2 和H2O的转换 – 在胞内，通过谷胱苷肽与谷胱苷肽过氧化物酶结合来 去除H2O2 ；在胞外，由抗坏血酸（维生素C）或 生育酚（维生素E）去除•O2– 严格的区域化具有催化分子氧反应能力的分子（例如， 在细胞器如线粒体或微粒体内进行代谢氧化过程和在 房水中控制铁(III, II) 的水平）
铁是动物体必需的微量元素
铁是动物体必需的微量元素铁是动物体必需的微量元素，在动物生产上应用广泛。
本文综述了铁的营养生理功能及在生产上的应用，并对无机铁(硫酸亚铁)，有机盐铁和氨基酸螯合铁等不同形式的铁制剂在动物生产中的应用做了较全面的比较，目前最有效的，最具有发展前途的是氨基酸螯合铁。
关键词:铁营养作用应用铁是动物体必需的微量元素，在动物体代谢过程中起着极其重要的作用。
铁不仅是多种化合物的组分，还和多种与代谢相关的酶活性有关，且在一定程度上影响机体的免疫机能[1]。
动物所需的铁一般由饲料提供。
目前所使用含铁添加剂已由原来单一的无机盐铁逐步过渡到无机铁，有机盐铁与氨基酸螯合铁并存的阶段。
本文就铁的营养生理功能及不同形式的含铁添加剂对动物生产的影响做一综述。
1. 铁的营养生理功能1.1作为载体及酶的组分铁参与了血红蛋白与肌红蛋白的组成，担负着运载体内氧和二氧化碳的重要作用。
另外，铁直接参与细胞色素氧化酶、过氧化物酶和黄嘌呤氧化酶等的组成。
二价或三价铁离子又是激活碳水化合物代谢的各种酶的不可缺少的活化因子。
1.2参与蛋白质合成和能量代谢动物体内铁的含量直接影响磷的含量，缺铁时肝细胞中的DNA的合成会因缺磷而受到抑制，组织细胞中的线粒体和微粒体异常。
此外，铁作为细胞色素的组分参与动物细胞内的能量代谢过程。
Romslo认为体内能量的释放依附于线粒体聚集铁的数量，且两者成正比[1]。
1.3生理防卫与免疫机能白细胞或奶中的乳铁蛋白能够将肠道内游离的铁离子结合成复合物，以便于乳酸杆菌的利用，同时抑制了大肠杆菌的作用，能够很好地预防新生动物尤其是仔猪的腹泻。
2铁缺乏与过量2.1 贫血这是动物缺铁的最显著症状。
铁能够影响体内蛋白质的合成，缺铁时，肝细胞和其他组织细胞内的线粒体和微粒体异常，细胞色素C含量下降，蛋白质合成和能量利用受阻，动物出现贫血、体重下降。
另一种作用机制的解释是:缺铁后，淋巴细胞的DNA合成受干扰，失去对特异抗原的敏感性，机体对抗感染的应激能力下降，易受感染，感染后红细胞的破坏加速，造成动物贫血[1]。
各种营养元素的功能列表(铁)
各种营养元素功能列表铁铁元素在人体中具有造血功能,参与血蛋白、细胞色素及各种酶的合成，促进生长；铁还在血液中起运输氧和营养物质的作用；人的颜面泛出红润之美，离不开铁元素。
人体缺铁会发生小细胞性贫血、免疫功能下降和新陈代谢紊乱；如果铁质不足可导致缺铁性贫血，使人的脸色萎黄，皮肤也会失去了美的光泽。
1 动物体铁元素的来源人体内的铁主要来源于食物 许多食物都富含铁 以动物血、肝、肾含铁较高 其次为瘦肉、蛋黄、鱼、虾等以及植物中的豆类。
此外 一些水果、蔬菜如杏、桃、李、樱桃、葡萄干、红枣、核桃、菠菜、芹菜、油菜也富含铁。
动物性食物中的铁较植物性食物中的铁易吸收和利用 虽然有些蔬菜富含铁 但其鞣酸含量也高 阻碍铁的吸收 如菠菜、扁豆、苋菜、空心菜等 其吸收率不足2%。
补铁的同时还要注意维生素C可促进铁的吸收 而茶、咖啡、奶类等影响铁的吸收 不宜与富含铁的食物或药物同食[1]。
2 铁的生物结构与功能2.1铁的生物结构2.1.1人体内的含铁化合物人体内的含铁化合物主要为亚铁血红蛋白、铁蛋白和含铁血黄素 后两类化合物主要存在于肝脏、网织内皮细胞和骨髓中。
血清铁蛋白 Ferritin 是人体内分子量较大的蛋白 它与体内铁的转运、贮存以及铁代谢调节有着重要的作用 是铁在人体内的主要贮存形式。
肝脏是储存铁的主要部位 以肝实质细胞中含量最多。
体内铁过载和许多疾病关系密切 而肝脏作为储存铁最多的部位 而成为铁过多所致损的主要靶器官。
2.1.2 铁的主要贮存形式铁蛋白是体内最重要的铁源 几乎存在于所有的组织中。
铁蛋白不仅是铁的主要贮存形式 还是血浆正常成分之一。
血清铁蛋白水平和血清铁平行 血清铁蛋白水平反映了铁的贮存情况。
摄入铁量增加 铁蛋白亦增加。
可见血清铁和血清铁蛋白可以作为肝铁过载的重要指标 而肝铁。
过载可引起两种严重的病理后果 肝纤维化和肝细胞肿瘤 而肝纤维化可发展为肝硬化[4]。
2.2主要功能铁的主要功能为参与合成血红蛋白 少数用来合成肌红蛋白。
fe的意义化学
fe的意义化学摘要：一、前言二、Fe 的意义1.Fe 的定义2.Fe 在化学元素周期表中的位置3.Fe 的常见同位素三、Fe 的化学性质1.原子结构2.化学反应3.氧化态四、Fe 的生物学功能1.铁离子在生物体内的作用2.Fe 在生物体中的运输和储存3.Fe 缺乏症及其影响五、Fe 的应用1.铁合金的生产2.钢铁工业3.生物医学领域的应用六、结论正文：一、前言铁（Fe），是一种常见的金属元素，它在自然界中广泛存在，并在许多领域具有重要的应用价值。
本文将介绍铁的定义、化学性质、生物学功能以及应用等方面的知识。
二、Fe 的意义1.Fe 的定义铁是一种过渡金属元素，其原子序数为26，化学符号为Fe。
它的名字来源于拉丁文的“ferrum”，意为“铁”。
2.Fe 在化学元素周期表中的位置铁位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，也称为副族。
它是一种典型的过渡金属元素，具有多种氧化态和复杂的化学性质。
3.Fe 的常见同位素铁有两种稳定的同位素：56Fe（丰度约为91.75%）和54Fe（丰度约为4.45%）。
此外，还有许多放射性同位素，如57Fe、58Fe 等。
三、Fe 的化学性质1.原子结构铁的原子结构示意如下：[Ar] 3d^6 4s^2。
它的最外层电子构型为4s^2，处于全充满状态，具有稳定的性质。
2.化学反应铁在化学反应中常表现出还原性，可以与其他元素发生氧化还原反应。
此外，铁还可以与非金属元素形成共价键，如与碳、氮等元素形成化合物。
3.氧化态铁的常见氧化态有+2 价和+3 价。
在自然界中，铁主要以Fe2+和Fe3+的形式存在。
在生物体内，铁离子（Fe2+和Fe3+）具有重要的生理功能。
四、Fe 的生物学功能1.铁离子在生物体内的作用铁离子在生物体内具有多种功能，如参与氧的运输（血红蛋白、肌红蛋白）、能量代谢（细胞色素）、DNA 合成（脱氧核糖核酸酶）等。
2.Fe 在生物体中的运输和储存生物体内铁的运输主要通过铁蛋白和运铁蛋白实现。
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3、铁
3.1 铁的生物学作用和生理功能
3.1.1 铁与酶：铁参与血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素，细胞色素氧化酶及触媒的合成并激活琥珀脱氢酸、黄嘌呤氧化酶等活性。
红血球功能是输送氧的，每个红血球含2.8亿个血红蛋白，每个血红蛋白分子又含4个铁原子，这是这些亚铁血红素中的铁原子才是真是携带和输送氧的重要成分。
肌红蛋白是肌肉贮存氧的地方，每个肌红蛋白含有一个亚铁血红素，当肌肉运动时，它可以提供或补充血液输氧的不足。
细胞色素酶类，是体内体内复杂的氧化还原过程所不可缺少的，有了它才能完成电子传递，并在三羧酸循环过程中使脱下氢原子与由血红蛋白从肺运来的氧生成水，以保证代谢，同时在这一过程中，释放出能量，供给肌体需要，在氧化过程中所产生的过氧化氢等有害物质，又可被含铁的触媒和过氧化物所破坏而解毒。
3.1.2 铁参与造血功能：铁影响蛋白质及去氧核糖核酸的合成及造血维生素代谢，缺铁时肝脏内合成去氧核糖核酸将收到抑制，肝脏发育减慢，肝细胞及其它细胞内的线粒体和微粒体发生异常，细胞色素C，含量减少，导致蛋白质的合成及能量运用减少，进而发生贫血及身高、体重发育不良。
3.1.3 铁与免疫：由于铁与酶的关系及铁参与造血机能就决定了缺铁可引起机体感染性增加，微生物繁殖受阻，白细胞的杀菌能力降低，淋巴细胞功能受损，因此免疫力降低。
3.1.4 铁与其它元素的关系：铅中毒时，铁利用障碍，同时肠道铁的吸收收到抑制。
缺铁性贫血患者细胞内Cu、Zn浓度降低。
镉可抑制肠道对铁的吸收，血清铁蛋白降低，诱发小细胞低色素性贫血。
机体缺铜时，不仅铁的吸收量减少，而且铁的利用也发生困难。
缺铁又影响锌的吸收。
3.2 缺铁引起的疾病：
3.2.1 缺铁性贫血：铁缺乏影响正常铁血红素合成而引起贫血，由于体内总铁量的65％存在于细胞内，因此反复多量失血引起体内总铁量显著下降，钩虫病引起肠道长期少量出血，多年肛痔出血或妇女月经过多等长期损失铁最终可使体内贮铁量枯竭，以致发生缺铁性贫血，临床表现与贫血程度有关，严重者除一般贫血症状外，可发生肝、脾、淋巴结肿大和四肢水肿。
3.2.2 溶血性贫血红细胞破坏增速，超过造些补偿能力范围发生的一种贫血，这种病人虽对铁的吸收量增多，但铁的利用率低，贮存的铁反而增多，若此时补铁，易发生继发性血色病，临床表现多为急性中毒、肢体酸痛、头痛、呕吐、寒战、高热、面色苍白、黄疸、肝、脾肿大、血尿、急性肾功能衰竭、尿毒症。
3.2.3 再生障碍性贫血由于红骨髓显著减少、造血功能衰竭而引起的一种综合症，以全血细胞减少为主要临床表现，该病有造血功能障碍、出血和感染三大特点。
3.3 铁中毒
3.3.1 急性中毒误服大量亚铁盐类造成急性铁中毒，表现为恶心、呕吐、伴剧烈胃部烧灼感，呕吐中有血性物质，呈咖啡色、腹痛、腹泻、排出血性和柏油样便，可伴有轻度黄疸、患者嗜睡、疲乏无力，有时烦躁不安，皮肤可出现淤斑，肝肿大伴压痛，尿有蛋白，偶见血尿，重症患者可迅速发生休克、血压下降、脉快而弱、呼吸困难，可有缺氧青紫和肺水肿，严重者由于昏迷和循环衰竭而危及生命。
3.3.2 慢性中毒：慢性中毒又称继发性血色病（1）皮肤色素沉着。
皮肤呈蓝、棕、灰色或青铜色，以体表外露部分、腋窝、腹股沟明显，牙龈软腭的黏膜也有色素沉着。
（2）肝脾肿大。
肝明显肿大，质地坚硬表面光滑，压痛不显著，常伴有肝功能异常，脾肿大不如肝肿大明显。
（3）糖尿病。
血糖轻度或中毒升高，多饮、多食、多尿、症状不明现。
（4）性功能低下。
性欲减退、阳痿、睾丸缩小变软、腋毛、阴毛稀少。
（5）心肌炎。
心脏可增大，伴心律紊乱。
3.4 预防铁缺乏及铁中毒
3.4.1 定期检测铁元素含量。
3.4.2 在医生指导下决定食补或药补。
3.5 人体全血中正常铁含量：7520－11818μmol/L
3.6 富含铁元素的食物：
黑木耳、海带、芝麻、茶叶、紫菜、干酵母、干金针菜、干黄豆、冬菇、蚕豆、牛肝、芹菜、绿豆、榨菜、糯米、鲜毛豆、羊肝、大头菜、标准粉、面条、鸭蛋、鸡蛋、猪肝、瘦猪肉、米、黄豆芽、小白菜、菠菜、鲤鱼、干枣、韭菜、葱头、白砂糖、鸡肉、小油菜、茴香、杏、辣椒、鲜豌豆、番茄、牛肉、菜花、青蒜、苦瓜、茄子、胡萝卜、李子、冬瓜、鸭梨、南瓜、虾皮、淡水螺、香瓜、莲子、海藻、黄花菜、香蕉、橄榄、蘑菇、血豆腐、香椿。