铁的代谢 干部一科 目录 铁的代谢 铁缺乏与相关疾病 缺铁性贫血的诊断 铁的重要性 红细胞 RBCs 的生成 骨髓血液循环 铁 CFU E在高浓度的促红细胞生成 素的存在下形成原红细胞 计数的细胞是网织红细胞 它占血液循环的总红细胞数的1 红细胞能存活120天 被脾脏破坏 红细胞的生成应该等于红细胞的破坏 细胞成熟的时间 天 0 12 18 20 22 25 干细胞BFU E 早期红系祖细胞 CFU E 晚期红系祖细胞 RBCs网织红细胞原红细胞 BFU E 在白介素 3和促红细胞 生成素的存在下形成CFU E 促红细胞生成素 铁是红细胞合成的必须因素 4 铁 Fe 是合成血红蛋白的必需原料 促红细胞生成素 EPO 主要促进晚期红系祖细胞 CFU E 的 增殖 促进红系组细胞向原红细胞分化 促进网织红细胞的 成熟与释放 肾脏是产生EPO的主要部位 5 10 的EPO由肾外组织 如肝脏 产生 叶酸和维生素B12是DNA合成过程中的重要辅酶 4 铁参与血红蛋白的合成 5 原卟啉 铁 血红素 血红蛋白 珠蛋白 血红蛋白结构 血红素分子 铁原卟啉IX 结构 四个亚基 两个 亚基 两个 亚基 铁 亚铁血红素 结合4 O2 红细胞 链 铁 链 链 链 亚铁血红素组 斜齿轮形状的多肽 分子 目录 铁的代谢 铁缺乏与相关疾病 缺铁性贫血的诊断 铁的重要性 铁 铁元素普遍存在的氧化态是亚铁 Fe2 和 三价铁 Fe3 在我们周围占最大比例的铁是具有较低生物利用度的氧化Fe3 只有 Fe2 能被人体吸收 7 铁的来源 外源性 每天从食物中摄取铁1 1 5mg 铁 的 来 源 内源性 衰老的红细胞被巨噬细胞吞噬后 分解出的铁被利用 是人体铁 的主要来源 十二指肠肠细胞膜上的 DMT1 二价金属离子 转运蛋白1 铁吸收的过程 亚铁亚铁 Fe2 食物中的高铁食物中的高铁 Fe 3 小肠绒毛顶端的铁还原酶小肠绒毛顶端的铁还原酶DcytbDcytb 铁吸收主要部位是十二指肠和空肠上段铁吸收主要部位是十二指肠和空肠上段 胃酸 小肠 吸收 进入到细胞 铁吸收的形式 来自铁盐 铁蛋白 含铁血黄素及植物性食物中的 高铁化合物等 吸收取决于铁原子的价数 可溶性及食物中鳌合剂 的存在 Fe 易吸收 胃酸可增加非血红素铁的溶解度 来自血红蛋白 肌红蛋白及动物性食物的其它血红素 蛋白 血红素蛋白经消化后游离出血红素分子 直接被肠粘 膜细胞摄取 血红素的吸收一般不受食物成份影响 吸收率高 血红素铁 非血红素铁 铁的转运及分布 食物中的铁 Fe 10mg 铁吸收 铁转运 转铁蛋白 储存铁 肝 脾 骨髓网状内皮细胞 促红细胞生成素 骨髓 红细胞生成 红细胞200mg 促红细胞生成素 肾脏 1 2mg 1 2mg 肠 铁在机体内的状态及分布 吸收 转运 转铁蛋白 转运铁功能铁储存铁 25 的铁 约800 1200mg 储存 于肝 脾 骨髓网状内皮系统 主要以铁蛋白和含铁血黄素的形 式存在 当储存于组织细胞中的铁过剩时 浓缩形成含铁血黄素 成份约占机体总铁量的75 功能性铁以血红蛋白结合铁为主 约2500mg 肌红蛋白及各种酶含活性铁 400mg 极少部分 约4 mg 以转铁蛋白结 合铁的转运铁形式存在于血浆中 处于储存铁与功能铁之间 铁的排泄 铁每天主要随胃肠道上皮细胞 胆汁等排出 泌尿生殖道及皮肤 汗液 脱落细胞亦可丢失极少量的铁 总量约为1mg 育龄妇女平均每天排出的铁约为1 5 2 0mg 铁吸收的调节 小肠对铁的吸收速度有调节能力 小肠粘膜细胞的铁含量决定铁的吸收量 粘膜细胞在不依赖于体内铁储存状态的情况下 短期控制铁吸收 铁缺乏患者血红素铁的吸收显著高于正常人 铁调肽 铁调节激素 Hepicidin 是一种细胞因子诱导的抗菌蛋白 在肝脏中产生 在血液 中循环 从尿中排泄 Hepicidin是一种铁平衡的中心调节器 因为它控制母体 胚胎铁转运的效率 饮食铁的吸 收和骨髓网状内皮系统的铁再循环 血浆Hepcidin浓度降低 使小肠粘膜细胞中的膜铁转运蛋白数量增加 铁吸收也增加 铁和炎症性细胞因子可上调Hepcidin产生 低氧可下调Hepcidin产生 影响铁吸收的因素 对非血红素铁吸收的影响食物 促进剂 动物组织如肉 家禽和鱼的蛋白质 抗坏血酸 其他有机酸 如柠檬酸 苹果酸 植物蛋白的某些降解产物 抑制剂 植酸盐 麦麸 糙米等 多酚 是茶和咖啡的组分 钙及其他金属与矿物质 胃液中的胃酸及覆盖在肠粘膜上的粘液与黏蛋白在非血红素铁的吸收中起重要作用 食物的影响 贮存部位 肝脏 脾 肺 骨髓和巨噬细胞 铁的贮存 贮存形式 铁卟啉类 非铁卟啉类 血红蛋白 肌红蛋白和细胞色素及酶 功能铁 转铁蛋白 铁蛋白 乳铁蛋白 含铁血黄素 无机 铁和不稳定的储存铁或铁池 储存铁 在所有细胞中 如果摄取的铁超越其当时代谢的需求 铁将被暂时贮存于铁蛋白中 其中 网状内皮系统的巨噬细胞和肝细胞最适于铁的贮存 各脏器和铁代谢 肝和铁代谢肝和铁代谢 骨髓和铁代谢骨髓和铁代谢 脾和铁代谢脾和铁代谢 合成铁调肽 人体1 3的储存铁存在于肝脏 合成转铁蛋白 在必要时 如红细胞生成增多需要释放贮存的铁时 肝脏参与铁进入 和输出红细胞的双向运输过程 铁贮存的部位 红细胞生成及血红素合成的部位 机体利用铁的主要部位 铁贮存的部位 破坏衰老红细胞 释放出血红素 血红素进一步降解为铁和胆绿素 铁的毒性 1e 1e 1e 1 e O2 O2 H2O2 OH H2O 2H OH H 18 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 ROS 特别是 OH 是非常强的氧化剂 它反应非常快 非选择性的作用于活 细胞中发现的几乎所有分子类型 糖 蛋白 核酸 和脂肪酸 发生 氧化应激 氧化应激 是指细胞成分 例如DNA 蛋白 脂肪和糖 被氧化到一定程度 而对细胞或组织产生伤害 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 铁中毒 当肠腔内铁的浓度很高 如口服大剂量铁盐时 小肠会失去吸收铁的调节 能力 结果大量铁可进入肠粘膜细胞 因此误服大剂量无机铁盐可以引起 急性铁中毒 急性铁中毒死亡率高 20 多数一周内 见于儿童 成人比较少见 中毒剂量 金属铁致死剂量200 900 mg kg 血浆铁 91 mol L是中重度中毒标志 机理 抑制线粒体功能 表现 腹痛 呕吐 呕血 黑便和代谢性酸中毒 治疗 去铁敏 去铁胺 19 目录 铁的代谢 铁缺乏与相关疾病 缺铁性贫血的诊断 铁的重要性 铁缺乏的原因 铁的需求增加铁的摄取或吸收降低 需求增加 青少年快速增长 怀孕和哺乳 失血增加 月经量大 消化道失血 献血 膳食摄入量不足 吸收功能受损 小肠吸收不良 一些铁储备足够或甚至过多的患者 当其储存的铁不能快速转运以满足骨髓受 到EPO刺激后生成红细胞时对铁的大量需求 可能发展为功能性缺铁 为使重组人促红细胞生成素 rHuEPO 治疗达到最佳效果 应有充足的铁以维 持血清铁蛋白 100 mg L 低色素红细胞 10 转铁蛋白饱和度 20 检测功能性缺铁有三个重要方法 即检测血清铁蛋白 转铁蛋白饱和度和低色 素红细胞 功能性缺铁是rHuEPO治疗反应差的最常见原因 治疗功能性缺铁可优化 rHuEPO治疗效果 并防止rHuEPO浪费 功能性铁缺乏 铁缺乏的分期 正常 储铁减少 缺铁性红细 胞生成减少 正常 缺铁性 贫血 第1阶段 体内贮存铁减少或消失 但尚未影响红细胞生成 血清铁 血红蛋白都正常 第2阶段 指红细胞生成所需铁已供给不足 表现为储铁减 少或消失 血清铁 转铁蛋白饱和度下降 但 尚未出现明显贫血 第3阶段 指循环内血红蛋白总量减少 除上二阶段表 现外 还有血红蛋白浓度 红细胞积压下 降 贮存铁 转运铁 红细胞系铁 内科住院患者铁缺乏常见 内科住院患者铁缺乏常见 对329例内科住院患者进行铁指标 检测 45例 13 7 患者铁缺乏 高达2 3内科住院患者可能未进行 铁缺乏诊断 慢性肾脏性疾病患者铁缺乏常见 超过1 3的CKD患者铁缺乏 CKD分期越晚 贫血患病率越高 CKD 期贫血患病率即高达22 随着肾功能下降贫血患病率进一步升高 CKD 期高达98 86 促红细胞生成素缺乏和铁缺乏是CKD患者贫血的主要原因 COPD患者中缺铁性贫血 IDA 较常见 一项对住院的107例COPD患者研究发现 43 9 的患者贫血 对其中18例患者 进行铁指标检测 全部患者均铁缺乏 COPD患者中铁缺乏常见 贫血增加患者住院率和死亡率 COPD患者贫血主要由炎症引起 细胞因子的增加引起贫血和铁缺乏 缺铁性贫血 IDA 和缺血性卒中相关 与无IDA患者相比 IDA 患者调整后的OR值为 1 45 95 CI 1 43 1 58 铁缺乏和慢性心力衰竭 30 50 的慢性心力衰竭患 者铁缺乏 铁缺乏增加慢性心力衰竭患者 死亡率和心脏移植的风险 铁缺乏是慢性心力衰竭严重程 度的独立预测因子 目前铁缺乏是慢性心力衰竭的 一个新兴治疗靶点 Cohen Solal A et al Heart 2014 pii heartjnl 2014 305669 非酒精性脂肪肝患者易发生缺铁性贫血 非酒精性脂肪肝患者易发生缺铁性贫血 发生率高达34 与无铁缺乏的非酒精性脂肪肝患者相比 铁缺乏的患者具有显著的肥胖症 糖尿病 代谢综合征 P 0 01 女性男性无肥胖肥胖经期 规律 经期 不规律 无DMDM无MSMS 血清铁调肽 ng Ml P 0 01 P 0 05 Asma Siddique et al Clinical Gastroenterology and Hepatology 2014 12 1170 1178 缺铁性贫血是炎性肠道疾病 IBD 产生的一个最常见原因 贫血是患者发生IBD病理过程的一个重要原因 铁缺乏是患者贫血的最常见原因 Danila Guagnozzi et al World J Gastroenterol 2014 3542 3551 缺铁性贫血的临床表现 贫血表现 组织缺铁 表现 缺铁原发 病表现 常见乏力 易倦 头昏 头痛 耳鸣 心悸 气促 纳差等 伴苍白 心率增快 精神行为异常 如烦躁 易怒 异食癖 体力耐力下降 儿童生 长发育迟缓 智力低下 口腔炎 舌炎 口角炎 缺铁性吞咽 困难 毛发干燥 脱落 皮肤干燥 指甲缺乏光泽 易裂 重者 指甲变平 凹下成勺状 如消化性溃疡 肿瘤或痔疮导致的黑便 血便或腹部不适 肠道寄生虫 感染导致的腹痛或大便性状改变 妇女月经过多 肿瘤性疾病的消瘦 血管内溶血的血红蛋白尿等 目录 铁的代谢 铁缺乏与相关疾病 缺铁性贫血的诊断 铁的重要性 缺铁性贫血的诊断 血红蛋白 Hb降低 贫血 铁状态的评估 孕妇11 0 g dl 成人女性12 0 g dl 成人男性13 0 g dl 缺铁性贫血 IDA MCV 80 血清铁蛋白 SF MCV 80 Galenica Gruppe 28 04 2015 缺铁性贫血的诊断 参数缺铁性贫血诊断 小细胞低色素性贫血女性 12 g dL Hb 男性 13 g dL 孕妇 11 g dL MCV 80 fL MCH 27pg MCHC 32 血清铁蛋白 SF 12 g L 转铁蛋白饱和度 TSAT 15 骨髓铁染色显示骨髓小粒可消失 铁粒幼细胞 15 骨髓可染铁 正常人体的储存铁为铁蛋白 在骨髓中铁蛋白聚合成为含铁血黄素 骨髓内含铁血黄素减少或消失是铁缺乏的特征表现 诊断缺铁性贫血的 金标准 血清铁 SI 血清铁 SI 是指血浆中与转铁蛋白结合的铁 测定机体转运铁含量 正常情况下转铁蛋白仅以其总量的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未与铁结合的转铁蛋白可称为未饱 和的转铁蛋白 但血清铁受近期口服铁 感染和炎症等多种因素影响而波动 炎症和恶性肿瘤能导致SI降低 有明显的昼夜变化 不能做为反映机体储存铁的可靠指标 临床上需将SI与血清铁蛋白