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微量元素铁与人体健康

来自:微量元素分析仪

【标    题】:

微量元素铁与人体健康


【作者单位】:

山东济宁东盛电子仪器有限公司


【内容摘要】: 铁是人体必需的微量元素,也是体内含量最高的微量元素,铁在动物体内主要以Fe2+或Fe3+形式存在。人体内的铁其中72%以血红蛋白,3%以肌红蛋白,0.2%以其它化合物的形式存在,其余则为贮备铁。贮备铁主要以铁蛋白的形式存于肝脏、脾脏和骨髓的网状内皮层系统中。 铁的来源 人体内铁的来源有两个方面:一是来源于食物中的铁,如动物的肝脏、肾脏、瘦肉、蛋黄、鱼类等,植物的豆类、蔬菜、水果等均含有丰富的铁质,其中无机铁较多。一般每日的食物中含铁10~15 mg。平均吸收率为5%~10%,即每日摄入0.5~1.5 nag铁。二是来源于红细胞破坏释放出来的铁,它的80%又重新用于血红蛋 [更多详细]

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铁是人体必需的微量元素,也是体内含量最高的微量元素,铁在动物体内主要以Fe2+或Fe3+形式存在。人体内的铁其中72%以血红蛋白,3%以肌红蛋白,0.2%以其它化合物的形式存在,其余则为贮备铁。贮备铁主要以铁蛋白的形式存于肝脏、脾脏和骨髓的网状内皮层系统中。

铁的来源

人体内铁的来源有两个方面:一是来源于食物中的铁,如动物的肝脏、肾脏、瘦肉、蛋黄、鱼类等,植物的豆类、蔬菜、水果等均含有丰富的铁质,其中无机铁较多。一般每日的食物中含铁10~15 mg。平均吸收率为5%~10%,即每日摄入0.5~1.5 nag铁。二是来源于红细胞破坏释放出来的铁,它的80%又重新用于血红蛋白的合成,20%贮存起来。因此,正常人对铁的需要是很少的。

铁在人体内的重要作用

铁参与能量代谢与造血功能

由于铁在人体内存在形式很多,其生理功能也相应广泛,如血红蛋白可输送氧,肌红蛋白可贮存氧,细胞色素可转运电子,结合各种酶又可分解过氧化物、解毒抑制细菌、参与三羧循环、释放能量,与细胞膜线粒体聚集铁的数量多少有关,线粒体聚集铁越多,释放的能量也就越多。

铁影响蛋白及去氧核糖核酸的合成及造血、维生素代谢。许多研究证明,缺铁时肝脏内合成去氧核糖酸将受到抑制,肝脏发育减慢,肝细胞及其他细胞内的线粒体和微粒体发生异常,细胞色素C1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、体重发育不良等。缺铁还可以引起体内无机盐及维生素代谢障碍。

铁参与酶的组成

铁参与血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、细胞色素氧酶及酶的合成,并激活琥珀脱氢酶、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,正是这些业铁血红素中的铁原子,才是真正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。近代研究表明急性心肌梗死发作时,血清肌红蛋白显著增加,与上述机制有关。

细胞色素酶类,是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,并在三羟酸循环中使脱下的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,供给机体的需要。在氧化过程中所产生的过氧化氢等有害物质,又可被含铁的触酶和过氧化物所破坏而解毒。

铁与人体免疫

铁在体内参与造血,并形成血红蛋白、肌红蛋白,参与氧的携带和运输。铁还是多种酶活性中心,铁过剩和缺铁时均可引起机体感染性增加,微生物生长繁殖也需要铁的存在,有时补铁会增加感染的危险性。实验表明缺铁时中性白细胞的杀菌能力降低,淋巴细胞功能受损,在补充铁后免疫功能可能可以得到改善。在中性白细胞中,被吞噬的细菌需要依赖超氧化物酶等杀灭,在缺铁时此酶系统不能发挥其作用。

铁参与基因表达

铁在动物体内主要以Fe2+或Fe3+形式存在,是组成血红素、细胞色素及许多酶的必需成分。转铁蛋白和铁蛋白是基因表达调控的典型代表,铁通过控制RNA的稳定性和翻译来调节转铁蛋白和铁蛋白的水平。等在鸡肉试验中发现缺铁将导致血液中转铁蛋白含量迅速增加,肝脏中的转铁蛋白的基因mRNA含量增加水平到正常水平的205倍。当补铁后转铁蛋白基因的mRNA含量和转铁蛋白的含量在3天内回到正常水平,鸡肝脏中铁的贮存量也同时增加证明,由于铁的缺乏所引起的转铁蛋白基因表达的增加是通过提高转录水平来实现的。铁对铁蛋白基因表达的调控与转铁蛋白基因表达控制不同,当铁存在时,它能与铁反应要素结合,导致暴露翻译起始位点,使细胞很快合成铁蛋白,而且铁白质的合成,含量越高铁蛋白基因表达就越快;当铁的供给不足时,起始位点被铁反应要素覆盖,铁蛋白合成快速停止。

铁的吸收及代谢

铁的吸收部位主要在十二指肠和空肠上端,许多因素影响铁的吸收。①从摄入铁的溶解性来分析,溶解态的铁容易吸收,因亚铁盐的溶解度大于高铁盐,故Fe2+的吸收率比Fe3+约高3倍,但是Fe3+的可溶性配合物也易吸收,因此,凡能将Fe3+还原成Fez+或和铁形成可溶性的配合物的化合物均有利于铁的吸收。半胱氨酸、谷胱甘肽具有还原作用,一些氨基酸和柠檬酸等有机酸等有配合作用,维生素c兼有两种作用,这些物质存在有利于铁的吸收。胃液中的盐酸可促进铁盐的溶解,故也有利于铁的吸收。研究证明:动物性食物铁较植物性食物铁易于吸收,前者吸收率约为10%--20%,后者约为2%。

②正常人的生理活动处于一个动态平衡的体系中,肠粘膜上皮对铁的吸收率受到体内铁储量及造血速度的影响。动力学研究表明:体内铁储量愈多或骨髓造血速度愈快(如出血、溶血或缺氧等),肠粘膜内吸收的速度愈快;体内缺铁时,铁的吸收速度加快,女子因月经失血造成人体内铁储量的减少,铁的吸收也明显增加。即正常机体可通过生理调节来满足其对铁的需要和保持铁的平衡。

人体内铁的代谢与其他物质相比较最独特的一点是机体在正常情况下很少失铁,因此每日从食物中吸收的铁也极少,只须补充自人体丢失的微量铁就够了。即人体内的铁代谢是一个相当封闭的系统,在正常情况下人体内的铁可以反复循环利用。

人体内铁负荷多少对健康的影响机制

缺铁影响人体血红蛋白的合成,形成缺铁性贫血而导致人疲乏、无力、注意力不集中、失眠、食欲不振、皮肤干燥。缺铁时,脱氧核糖核酸(DNA)合成减少,抗体的产生受到抑制,淋巴细胞对抗原的反应能力降低。研究表明:缺铁时胸腺萎缩、循环血内T淋巴细胞数减少,体液免疫和非特异性免疫能力受到不同程度的损害。因此,缺铁患者易感染。

当血铁浓度超过正常值(全血为50mg/100 ml,血清为0.065~0.175 mg/100m1)时,就会出现贮存铁和运用铁之间的动态平衡的紊乱,主要表现为全身性血管的扩张、充血而导致病人休克,并伴随着超标量的程度不同而出现不同程度的铁中毒症状。最近医学研究表明:铁参与黄嘌呤氧化酶(XO)活性中心的构成,黄嘌呤氧化酶(XO)是常见的催化产生超氧自由基(02‘)酶类。但在铁复合物存在条件下,则可以转变成活性更加高、毒性更强的羟基自由基(HO·),即反应。

正常情况下,铁都是处于蛋白质复杂大分子的包围中,即研究所谓的“隔离封闭”效应,催化活性受到严格的控制,但当人体内的铁含量过多时,便从“隔离封闭”状态游离出来,催化自由基反应,生成大量的自由基,损伤脱氧核糖核酸(DNA)、蛋白质等生物大分子化合物,造成DNA的畸形,基因突变,影响蛋白质的合成,甚至造成细胞死亡或癌变,对人体引起不可逆转的损害。

缺铁引起的疾病

缺铁性贫血

缺铁性贫血是体内铁缺乏,影响正常铁血红素合成所引起的贫血。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引。严重者除有一般贫血症状外,可发生肝、脾、淋巴结肿大和四肢水肿。

溶血性贫血

溶血性贫血是由于红细胞破坏增速,超过造血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,但对铁的利用率很低,贮存的铁反而增多,因而对铁剂治疗应慎重,以免引起继发性血色病。临床表现较多为急性中毒,肢体酸痛、头痛、呕吐、寒战、高热、面部苍白、黄疸、肝脾肿大、血尿、急性肾功能衰竭、尿毒症。

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